【全国百强校】高中生物人教版选修3 专题1第4节 蛋白质工程的崛起 课件.ppt

蛋白质工程的崛起 天然胰岛素制剂在储存中容易形成二聚体和六聚体，延缓了胰岛素制剂的降血糖作用，降低了药效。研究表明，这是胰岛素一条肽链的其中两个氨基酸的结构造成的。 如何解决这一问题？ 国际人类蛋白质组计划 国际科技界广泛合作、历时１３年完成的“人类基因组计划”，揭开了生命科学的许多奥秘，但也给人类自身留下了一本有待解读的“天书”。 ??? 科学家指出，基因与蛋白质的关系，就好比设计图纸与建筑材料的关系一样。就一个人而言，构成人体的各种器官其基因组都是一样的，但不同器官有着不同的功能和形态，而这些不同功能和形态的物质基础恰恰是不同的蛋白质。因此作为基因编码产物的蛋白质组才是最终读懂基因组奥秘的金钥匙。因此可以说，“人类蛋白质组计划”是直接破解人类生老病死的科学命题，是对“人类基因组计划”成果的必要延伸和发展。?? 据世界卫生组织统计，全球3.5亿乙肝病毒携带者中，中国近50%，全世界每年新增100万肝癌患者，其中一半发生在中国。中国每年用于肝炎和肝病的直接医疗费用高达1000多亿元人民币。攻克肝脏疾病，已成当务之急的一个重要课题。? 人类肝脏蛋白质组计划 ２００２年，北京蛋白质组研究中心主任贺福初院士领衔的中国科学家团队率先提出了“人类肝脏蛋白质组计划（ＨＬＰＰ）”，并得到了国际同行的广泛响应。目前参与这项计划的国家有中国、美国、加拿大、法国等１８个国家和地区的１００多个实验室的数千名科技工作者。 ??? “人类肝脏蛋白质组计划” 新进展 我国科学家已经成功测定出６７８８个高可信度的中国成人肝脏蛋白质，系统构建了国际上第一张人类器官蛋白质组“蓝图”；发现了包含１０００余个“蛋白质－蛋白质”相互作用的网络图；建立了２０００余株蛋白质抗体。 科学家日前宣布，他们有望用一种与电脑连接的生物芯片，通过验血的方式，准确地找出各类肝炎及肝癌的致病原因，既减轻了病人的诊断痛苦，又能做到对症下药。???这种“蛋白／抗体”芯片形似验血过程中使用的载玻片，由硅胶材料制成，表面粘附了成百上千个蛋白质抗体。这些抗体可以作为反应试剂，准确指示出发生病变的肝脏蛋白质组变化情况。?? 蛋白质的基本单位——氨基酸 蛋白质的空间结构 蛋白质的空间结构 蛋白质的功能 蛋白质工程的基本原理 采用基因工程的手段，对编码蛋白质的基因进行改造，合成更符合人们需要的蛋白质。 多肽合成法。按人们预期要求，从头设计以折叠合成全新的蛋白质。 （还未真正成功） 蛋白质工程的基本途径 预期蛋白质的功能 设计蛋白质应有的高级结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列 人工合成新的基因 蛋白质工程的定义 指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过有控制的基因修饰或基因合成，对现有蛋白质加以定向改造，或制造新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。 蛋白质工程的应用 改造天然生物酶，以适应特殊的工业化生产过程 改造或设计蛋白质，生产医药新产品 改造光合作用的相关酶，提高光合作用的效率 将植物、微生物体内的金属硫蛋白进行改造，提高其吸附重金属的能力，保护生态环境 改造水蛭素 水蛭素具有很强的抗凝活性，但在临床试验时容易诱发出血并发症，因此限制了水蛭素在临床上的使用。而人胎盘抗凝蛋白也具有抗凝活性。通过重组DNA技术将人胎盘抗凝蛋白和凝血酶抑制剂水蛭素融合在一起，构建成变体分子，并在大肠杆菌中高效表达，达到了可实际应用的水平。活性研究表明，变体分子既有血小板结合的性质，又具有明显的凝血酶抑制活性。 * * *