《蛋白质工程的崛起》

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题基因工程,1.蛋白质工程的崛起,教学目标,知识与能力,1举例说出蛋白质工程崛起的缘由。,2、简述蛋白质工程的基本原理及基本途径。,3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。,教学重点和难点,1、教学重点,（1）为什么要开展蛋白质工程的研究？,（2）蛋白质工程的原理,2、教学难点,蛋白质工程的原理,一、蛋白质工程崛起的缘由,为什么要进行蛋白质工程的研究呢？,1.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,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。,2.基因工程的局限性：,二、蛋白质工程的基本原理,蛋白质工程该如何进行设计呢？,1、蛋白质工程的目标：,根据人们对蛋白质,功能,的特定需求，对蛋白质的,分子结构,进行,分子设计,。,2、天然蛋白质的合成过程：,中,心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图：,结论,：通过,改造基因,来实现,改造蛋白质,3、对基因进行操作的依据：,蛋白质的功能,4、蛋白质工程流程,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（基因）,该基因表达的产物即为符合要求的蛋白质,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、流程：,预期蛋白质功能,设计,推测应有的,序列找到对应的,序列获取目的基因并表达获得符合要求的蛋白质,蛋白质,结构,修饰,合成,预期的蛋白质结构,氨基酸,脱氧核苷酸,二、蛋白质工程的基本原理,总结：蛋白质工程的概念,蛋白质工程,是指以蛋白质分子的_及其与_的关系作为基础，通过_或_，对现有蛋白质进行_，或制造一种_，以满足生产和生活的需求。,结构规律,生物功能,基因修饰,基因合成,改造,新的蛋白质,三、蛋白质工程的进展和前景,1、蛋白质工程的进展：,（1）对,胰岛素的改造,天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，也增加了抗原性，这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该,速效胰岛素,已通过临床实验。,（2）对,生长激素的改造,生长激素通过对它特异受体的作用促进细胞和机体的生长发育，然而它不仅可以结合,生长激素受体,，还可以结合许多种不同类型细胞的,催乳激素受体,，引发其他生理过程。在治疗过程中为减少副作用，需使人的重组生长激素只与生长激素受体结合，尽可能减少与其他激素受体的结合。经研究发现，二者受体结合区有一部分重叠，但并不完全相同，有可能通过改造加以区别。由于人的生长激素和催乳激素受体结合需要锌离子参与作用，而它与生长激素受体结合则无需锌离子参与，于是考虑取代充当锌离子配基的氨基酸侧链，如第18和第21位His（组氨酸）和第17位Glu（谷氨酸）。实验结果与预先设想一致，但要开发作为临床用药还有大量的工作要做。,（3）应用于微电子方面,生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有,体积小,、,耗电少,和,效率高,的特点，因此有极为广阔的发展前景。,2、蛋白质工程的现状,蛋白质工程目前的现状：,成功的例子不多，,主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的高级结构，而,科学家目前对大多数蛋白质的高级结构了解很少，,要设计出更加符合人类需要的蛋白质还需要经过艰辛的探索。,四、课堂练习,项目,基因工程,蛋白质工程,操作起点,操作核心,过程,目标,结果,联系,目的基因,预期的蛋白质功能,基因表达载体,基因,获取目的基因,构建表达载体,导入受体细胞,目的基因的检测与表达,预期蛋白质功能,设计蛋白质结构,推测氨基酸序列,推测核苷酸序列,合成DNA 表达出蛋白质,定向改造生物的遗传特性，获得人类所需的生物类型或生物产品,定向,改造或生产,人类所需的蛋白质,生产自然界中已有的蛋白质,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,。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因的修饰或基因的合成。,生产自然界没有的蛋白质,讨论,、怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？写出相应的碱基序列。,、确定目的基因的碱基序列后，怎样合成或改造目的基因？,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,再见,