3.4 蛋白质工程的原理和应用（1课时） 课件 人教版生物选择性必修3.pptx

世界上第一个基因工程药物人干扰素α-1b（安达芬）我国第一个基因工程药物资料：天然胰岛素制剂容易形成二聚体或六聚体，皮下注射胰岛素后往往要经历一个逐渐解离成单体的过程，这在一定程度上延缓了疗效。1、基因工程的实质是什么？2、基因工程能不能产生自然界不存在的蛋白质呢？3、基因工程生产的天然蛋白质是都完全符合人类生产和生活的需要？基因重组不能不一定

改变B链第20～29位氨基酸组成改造新胰岛素基因B28位脯氨酸替换为天冬氨酸或将它与B29位的赖氨酸交换位置推测序列转录mRNA翻译多肽链行使功能速效胰岛素类似物预期结构折叠等资料：人胰岛素由A链和B链构成，其中B链的第20-29位氨基酸是胰岛素分子相互作用形成多聚体的关键区域。

第3章基因工程第4节蛋白质工程

概念：P93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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求蛋白质工程①基础：___________________________________②操作：___________________________________③操作对象：_______________________________④目的：______________________________________________________________________⑤地位：___________________________________⑥理论和技术：_____________________________蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系改造或合成基因(DNA分子水平）改造现有蛋白质或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程基因分子生物学、晶体学和计算机技术

501蛋白质工程崛起的缘由1.基因工程的实质及缺陷基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者可以产生它原本不能产生的蛋白质，进而表现出新性状。基因工程原则上只能生产自然界中已经存在的蛋白质。2.蛋白质工程崛起的缘由天然蛋白质的缺陷：天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们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。

601蛋白质工程崛起的缘由产量提高赖氨酸含量低合成时需：天冬氨酸激酶；二氢吡啶二羧酸合成酶。浓度影响酶活性实例异亮氨酸苏氨酸(352位）异亮氨酸天冬酰胺(104位)01

71、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设计改造，由于基因决定蛋白质，因此，对蛋白质的结构进行设计改造，最终通过改造或合成基因来完成。蛋白质工程的基本原理思考：为什么蛋白质工程改造基因而不是直接改造蛋白质？①蛋白质的高级结构十分复杂，直接改造难度大；②蛋白质是由基因编码的，改造了基因可以间接改造蛋白质；③基因可以遗传，蛋白质无法遗传。02

回顾旧知转录DNARNA翻译肽链逆转录复制复制折叠等具有空间结构的蛋白质表达生物特有的功能或性状天然蛋白质的合成过程与性状表达蛋白质只有具有一定空间结构，才能表达特有性状或具有特定功能血红蛋白的三级结构三级结构一级结构四级结构二级结构2、天然蛋白质合成过程：按照中心法则

9蛋白质工程的基本原理02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→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质预期功能生物功能设计蛋白质（三维结构）推测改造或合成转录翻译折叠行使目的基因mRNA多肽链思考：与中心法则的关系？【学科交叉】由于蛋白质的空间结构复杂，因此常常需要借助计算机来建立蛋白质的三维结构模型，要制备蛋白质晶体，然后通过X射线衍射技术分析晶体的结构，要用到基因的定点突变技术来进行碱基的替换。相反的02

思考·讨论某多肽链的一段氨基酸序列是：丙氨酸色氨酸赖氨酸谷氨酸苯丙氨酸1.怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？请把相应的碱基序列写出来。

思考·讨论某多肽链的一段氨基酸序列是：丙氨酸色氨酸赖氨酸谷氨酸苯丙氨酸1.怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸虚列？请把相应的碱基序列写出来。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找到DNA上相对应的脱氧核苷酸序列（基因）推出mRNA上的核糖核苷酸序列

思考·讨论丙氨酸色氨酸赖氨酸谷氨酸苯丙氨酸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？人工合成目的基因或从基因文库中获