人教版高中生物选修3《1.4蛋白质工程的崛起》(32张ppt)教学幻灯片.ppt

蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？ 答：基因工程是遵循中心法则，从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。 蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排列，可以创造自然界不存在的蛋白质。 蛋白质工程的主要步骤通常包括： （1）从生物体中分离纯化目的蛋白； （2）测定其氨基酸序列； （3）借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可 能地了解蛋白质的二维重组和三维晶体结构; （4）设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包 括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响； （5）设计编码该蛋白的基因改造方案，如定点突变； （6）分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。 知识回顾 基因工程的实质是什么？ 将一种生物的基因转移到另一种生物体内， 后者可以产生它本来不能产生的蛋白质，进 而表现出新的性状。 思考： 基因工程产生的蛋白质是否完全 符合人类生产和生活的需要？ 专题1 基因工程 1.4 蛋白质工程的崛起 一、蛋白质工程崛起的缘由 1 基因工程的局限性： a、基因工程在原则上只能生产自然 界已存在的蛋白质 b、天然蛋白质不一定完全符合人类 生产和生活的需要 2 蛋白质工程的目的： 生产符合人们生活需要的并非自然界已存在 的蛋白质 干扰素 利用大肠杆菌及酵母菌生产干扰素 例如： 改造 干扰素（半胱氨酸） 体外很难保存 干扰素（丝氨酸） 体外可以保存半年 玉米中赖氨酸含量比较低 天冬氨酸激酶 （352位的苏氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺） 改造 改造 天冬氨酸激酶 （异亮氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸） 玉米中赖氨酸含量可提高数倍 二、蛋白质工程的基本原理 1 蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质功能 的特殊需求，对蛋白质的结构进行分子设计。 2 前提：了解蛋白质的结构和功能 原理：改造基因（基因修饰或基因合成） 目的：定向改造或制造蛋白质 （原理：基因改造） 蛋白质工程 是指以蛋白质分子的结构规律及其与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。 蛋白质的结构 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 蛋白质工程流程图： 蛋白质 三维结构 氨基酸序列 多肽链 基因 DNA 预期功能 DNA合成 分子设计 mRNA 生物功能 转录 翻译 折叠 从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相应的脱氧核苷酸序列