人教版选修3专题一第四节蛋白质工程的崛起（共24张PPT）.ppt

活动1:阅读P26. 回答:为什么要进行蛋白质工程? 一、蛋白质工程崛起的缘由 通过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，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，需要加以改造。 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） 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 满足人类生产和生活的需要 满足人类生产和生活的需要 满足人类生产和生活的需要 一、蛋白质工程崛起的缘由 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 。 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 对天然蛋白质进行改造，你认为应该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？ 1、目标： 根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。 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、途径： 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 对天然蛋白质进行改造，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？ 蛋白质工程的流程 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 蛋白质工程原理 天然蛋白质的合成途径： 基因　　　表达（转录和翻译）　　　　形成氨基酸序列的多肽 链　　　　形成具有高级结构的蛋白质　　　　行使生物功能 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酸 蛋白质工程的途径： 蛋白质工程的概念 基础: 蛋白质工程的实质： 途径: 目标: 蛋白质的结构和功能 基因修饰或基因合成 改造或制造新的蛋白质，满足人类的生产或生活的需要 是对编码蛋白质的基因进行改造 4、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，以满足人类的生生产和生活的需求。 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。 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结构和三维晶体结构; （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，如点突变； （6）分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。 基因定点诱变技术的示意图 基因定点诱变技术的理解(苏教版) 　项目 　　　　　　内容 条件 原料 酶 引物 能量 ＡＴＰ 操作方法 ＰＣＲ法 结果 适应范围 后代中半数为诱变的ＤＮＡ分子 脱氧核苷酸 ＤＮＡ聚合酶和ＤＮＡ连接酶 含突变顺序的ＤＮＡ分子片段 空间结构完全清楚的蛋白质 思考：基因定点诱变技术与基因突变的比较 比较 基因定点诱变 基因突变 相同点 发生的过程 结果 不同点 场所 手段 方向 DNA复制过程中 产生新基因，从而产生新性状 生物体外 生物体内 定向改造 不定向性 PCR技术 物理化学方法 （