中学联盟广东省肇庆市实验中学高中生物（理）选修3课件：1.4蛋白质工程的崛起 (共23张PPT).ppt

1、基因治疗概念： 四、基因治疗曙光初照 把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。 （把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的） 2、基因治疗的类型 体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。 体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织） 3、基因治疗的发展现状：处于初期的临床试验阶段 4、用于基因治疗的基因种类：正常基因、反义基因和自杀基因 基因工程的实质： 将一种生物的???? ????? 转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产的??????? ，进而表现出? ? 。 基因 蛋白质 新的性状 回顾： 基因工程在原则上只能生产自然 界已存在的蛋白质。 这些蛋白质的结构和功能符合特 定物种生存的需要，却不一定完全 符合人类生产和生活的需要。 基因工程的局限性： 1.4 蛋白质工程的崛起 阅读P26第二自然段思考： 科学家在干扰素的保存和玉米的赖氨酸的产量上面临什么样的问题？如何解决这些问题？ 一、蛋白质工程崛起的缘由 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） 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 改造 改造 问题1： 解决： 蛋白质功能 不能满足需求 改变蛋白质的结构 -----半胱氨酸----- 体外很难保存 ？如何改造 ------丝氨酸------- 体外可以保存半年 问题2：如何对天然蛋白质的结构进行改造？ 干扰素 干扰素（改） (你认为直接对蛋白质分子进行操作， 还是通过对基因的操作来实现？ 答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下： （1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。 （基因改造—可遗传； 蛋白质改造—不可遗传） （2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。 -----半胱氨酸----- 体外很难保存 ？如何改造 ------丝氨酸------- 体外可以保存半年 问题3、你能推测出干扰素基因改造前和改造后的该部分序列吗？ （半胱氨酸：UGU；丝氨酸：UCU） 干扰素 干扰素（改） 某多肽链的一段氨基酸序列是： ……-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-…… 丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG 色氨酸：UGG 赖氨酸：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU、UUC 讨论： 1、请写出决定这一段肽链的mRNA片段和基因片段的核苷酸序列。 2、确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因（DNA）？ （1）mRNA序列为： GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C） 脱氧核苷酸序列： CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G） （2）确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因库中获取。 1、蛋白质工程的途径 预期蛋白质功能 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(合成基因) ----------中心法则的逆推 二、蛋白质工程的基本原理(P27) 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 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，以满足人类对生产和生活的需求。 2、蛋白质工程的概念 P27 了解蛋白质的结构和功能 改造基因（基因修饰或基因合成） 前提： 途径： 目的： 实现对蛋白质分子的改造 3、基因工程与蛋白质工程的区别 基因工程 蛋白质工程 实质 结果 联系 通过改造基因，以 定向改造天然蛋白 质，甚至创造自然 界不存在的蛋白质 将目的基因从供体 转移到受体细胞，并 在受体细胞中表达 只能生产自然界 已存在的蛋白质 蛋白质工程是在基因工程基础上，延 伸出的第二代基因工程 能生产自然界 不存在的蛋白质 重组 创新 三、蛋白质工程的进