生物《蛋白质工程的崛起》课件新人教版选修.ppt

2007年9月1日 2007年9月1日 2007年9月1日 通过前面的学习我们知道，利用基因工程能够大规模生产生物体内微量存在的活性物质，并借助转基因而改变动植物性状，也得以在人类医疗保健中进行基因诊断和基因治疗。然而在广泛利用自然界各种蛋白质的过程中就发现，这些蛋白质只是适应生物自身的需要，而对它们进行产业化开发往往不合意，如采用基因工程生产的干扰素可用于治疗病毒感染和癌症，但体外不容易保存，需要加以改造。1983年Ulmer首先提出蛋白质工程这个名词。那么，什么叫蛋白质工程？它同基因工程有何区别和联系？又是如何设计和施工的？它的进展和前景如何？这就是我们今天所要学习的内容——蛋白质工程的崛起。 蛋白质工程的崛起 1、基因工程的应用 （1）基因工程的实质：将一种生物的 转移到另一种生物体内，使后者产生本不能产生的 ，进而表现出新的 。 （2）基因工程的不足：在原则上只能生产自然界已存在的 。 2、天然蛋白质的不足 天然蛋白质是生物在长期 过程中形成的，它们的 符合特定物种 的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 3、蛋白质工程的目的 生产符合人类生产和生活的需要的 。 一、蛋白质工程崛起的缘由 基因 蛋白质 性状 蛋白质 进化 结构和功能 生存 蛋白质 二、蛋白质工程的基本原理 1、目标：根据人们对 功能的特定需求，对蛋白质的 进行分子设计。 2、原理：改造基因（基因 或基因 ） 。 3、流程： 预期蛋白质功能→设计 →推测应有的 序列→找到对应的 序列。 蛋白质 结构 修饰 合成 预期的蛋白质 氨基酸 脱氧核苷酸 三、蛋白质工程的基本原理 基因 DNA 氨基酸序列 多肽链 蛋白质 三维结构 预期功能 生物功能 mRNA 转录 翻译 折叠 DNA合成 分子设计 蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造 项目 基因工程 蛋白质工程 操作起点 操作核心 过程 目标 结果 联系 目的基因 预期的蛋白质功能 基因表达载体 基因 获取目的基因→ 构建表达载体→ 导入受体细胞→ 目的基因的检测与表达 预期蛋白质功能→ 设计蛋白质结构→ 推测氨基酸序列→ 推测核苷酸序列→ 合成DNA →表达出蛋白质 定向改造生物的遗传特性，获得人类所需的生物类型或生物产品 定向改造或生产人类所需的蛋白质 生产自然界中已有的蛋白质 蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因的修饰或基因的合成。 生产自然界没有的蛋白质 三、蛋白质工程的进展和前景 1、前景诱人：如用此技术制成的 ，具有 、耗电少和 的特点。 2、难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质的 的了解还很不够。 电子元件 体积小 效率高 高级结构 胰岛素改造 天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰岛素已通过临床实验。 1 ．关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法不正确的是（ ） A．是生物在长期进化过程中形成的 B．它们的结构和功能符合特定物种生存的需要 C．构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种 D．一定完全符合人类生产和生活的需要 练习检测 D 练习检测 2．蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（　　　） Ａ．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构 C．肽链结构 　　D．基因结构 Ｄ 练习检测 3．下列关于蛋白质工程的说法错误的是（　　　） A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要 B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构 C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子 D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被