3.4蛋白质工程的原理和应用课件-高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

;3.4蛋白质工程的原理和应用;蛋白质工程是指以作为基础，通过，对现有蛋白质进行，

或制造一种，以满足人类的生产和生活的需求。;01;玉米中赖氨酸的含量比较低，原因是赖氨合成过程中的两种关键酶——天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，受细胞内赖氨酸浓度的影响较大。赖氨酸达到一定浓度就会抑制这两种酶的活性，所以赖氨酸含量很难提高。如果我们将天冬氨酸激酶中第352位的苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶中第104位的天冬酰胺变成异亮氨酸，就可以使玉米叶片和种子中游离赖氨酸的含量分别提高5倍和2倍。;天然的胰岛素容易形成二聚体，但后续研究发现，改变胰岛素B链末端两个氨基酸导致羧基端构型改变，比如将B28脯氨酸替换成天冬氨酸或B28和29位的氨基酸调换位置，该转换可降低分子自聚力，显著抑制单聚体聚集，可以大大增加吸收速率。;【自主学习】自主阅读课本P94相关内容，完成以下任务：

1、思考蛋白质工程的操作对象是基因还是蛋白质并解释原因。

2、总结蛋白质工程的原理与步骤。;蛋白质工程的操作对象是基因还是蛋白质，为什么？;预期功能;1、蛋白质工程的起点是什么？产物是什么？

起点是从预期蛋白质的功能出发，设计蛋白质的结构，产物是改造后的蛋白质或新的蛋白质。（第一步是蛋白质工程的关键，由于蛋白质高级结构十分复杂，因此蛋白质工程是一项难度很高的工程）;2、蛋白质工程的原理是什么？

中心法则，体内蛋白质的合成过程。DNA-mRNA-蛋白质

3、蛋白质工程为什么可以根据功能推测结构？

结构决定功能，功能反映结构

4、为什么可以根据氨基酸序列推测DNA的脱氧核苷酸序列？由此得到的结果是否具有唯一性？为什么？

氨基酸与碱基存在对应关系：密码子表

不唯一，因为密码子表具有简并性

5、蛋白质真正开始操作的第一步是先对什么东西进行改造，改造后，又需要进行什么样的操作？

真正操作的第一步：对原基因进行改造（如用基因的定点突变技术进行碱基的替换），或根???氨基酸序列推导出来的核苷酸序列直接合成新的基因。

后续操作：以上述手段获取的基因作为目的基因，进行基因工程的操作。

;项目;是否合成新的基因;某多肽链的一段氨基酸序列是：;丙氨酸：CGA、CGG、CGT、CGC

色氨酸：ACC

赖氨酸：TTT、TTC

甲硫氨酸：TAC

苯丙氨酸：TTT、TTG;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？;补充：基因的定点突变技术1------重叠PCR技术;该过程需要三种引物，第一轮PCR利用突变上游引物和常规下游引物进行扩增；第二轮PCR利用第一轮扩增产物中的一条链作为下游大引物，与常规上游引物一起扩增得到完整的含有突变位点的DNA片段。;补充：基因的定点突变技术3------突变质粒;;;天然蛋白质易形成二聚体或六聚体;天然干扰素不易保存;（3）降低人对小鼠单抗隆抗体的免疫反应;蛋白质工程被广泛用于。如枯草杆菌蛋白酶具有水解蛋白质的作用，常被用于洗涤剂工业、丝绸工业等。迄今为止，利用蛋白质工程获得的该酶的突变体已有上百种，从中可能筛选出一些符合工业化生产需求的突变体，从而提高这种酶的使用价值。;蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂。要设计出更加符合人类需要的蛋白质，还需要不断地攻坚克难。随着科技的深入发展，蛋白质工程将会给人类带来更多的福祉。;思考：能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的宿主细胞中，让宿主细胞生产人类所需要的蛋白质食品呢？;;人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学领域重大的国际合作科研项目。2001年，国际人类蛋白质组组织宣布成立。2003年，该组织正式提出启动两项重大国际合作项目：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是由美国科学家牵头执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。

“人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织器官的蛋白质组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔重大国际科研协作计划。它的目标是通过对肝脏蛋白质高通量、规模化的研究，解析肝脏蛋白质在生理、病理过程中的