蛋白质工程的崛起PPT通用课件

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,*,蛋白质工程的崛起,提高农作物的抗逆能力,改良农作物的品质,利用植物生产药物等方面,.,如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等,一,、植物基因工程硕果累累,(,一）抗虫转基因植物,优点,：减少环境污染、减低生产成本、提高产量,例子,：棉花、水稻、玉米、马铃薯、番茄等等,主要杀虫基因,：,Bt,毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、,淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等,典型例子：转基因抗虫棉,Bt,毒蛋白基因,（二）抗病转基因植物,转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯,特点：,导入另一种生物的优良性状基因，获得新性状抵抗恶劣环境因素，,从根本上改变作物的特性,（三）抗逆转基因植物,4.,转基因耐寒的烟草和番茄中哪种目的基因提高了其抗寒能力？目的基因从何而来？,鱼的抗冻蛋白基因,5.,抗除草剂基因有何用途？,喷洒除草剂时，杀死田间的杂草而不损伤作物,不会引起过敏的转基因大豆,优点：,改善粮食作物的营养成,分含量，如氨基酸、蛋白质。,（四）利用转基因改良植物的品质,转基因矮牵牛的目的基因是什么？,与植物花青素代谢有关的基因,提高花卉的观赏价值,二,、动物基因工程前景广阔,应用前景：,1,、提高生长速度,2,、改善畜产品的品质,3,、生产药物,4,、作为器官移植的供体,(,一）用于提高动物生长速度,转基因鲤鱼,导入外源生长激素基因,（二）用于改善畜产品的品质,将,肠乳糖酶基因,导入奶牛基因组，获得转基因牛的乳汁，,降低乳糖含量,优点：避免食物过敏、腹泻、恶心等不适,乳腺生物反应器,转基因动物的,乳腺,（三）用转基因的动物生产药物,想一想：,转基因药物最好的表达场所在哪里？,供体动物：,存在的难题：,解决方法：,将,供体基因组,导入某种基因调节因子，以,抑制抗原决定基因的表达,，或设法除去抗原决定基因，再结合,克隆技术,，培育出,没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。,猪,免疫排斥,（四）用转基因的动物作器官移植的供体,三、基因工程药品异军突起,在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、生长激素直接从生物体的哪些结构中提取？,药品直接从生物的,组织、细胞或血液,中提取。,传统生产方法的缺点：,由于受原料来源的限制，,价格十分昂贵,。,作用：胰岛素是,治疗糖尿病,的,特效药,。,传统生产方法：主要从,猪、牛等家畜的胰腺,中提取，每,100kg,胰腺只能提取,45g,胰岛素。,产量低，价格昂贵,。,基因工程方法：,1979,年，科学家将动物体内的,胰岛素基因与大肠杆菌,DNA,分子重组,，并在大肠杆菌内实现了表达。,1982,年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了,30%50%,。,（一）基因工程药品,胰岛素,化学本质：是,病毒,侵入动物或人体细胞后产生的一种,糖蛋白,。,作用：干扰素几乎能,抵抗所有病毒引起的感染,，是一种,抗病毒的特效药,。此外干扰素对,治疗,某些,癌症,和,白血病,也有一定疗效。,传统生产方法：从人血液中的,白细胞内提取,，,300L,血才提取,1mg,！,。,基因工程方法：,19801982,年，科学家在,酵母菌细胞内获得了干扰素。,中国生产（,1993,年）：重组人干扰素,a-1b,治疗丙型肝炎,（二）基因工程药品,干扰素,治疗侏儒症的唯一方法,：是向人体注射生长激素。,传统生产方法：需解剖尸体，从大脑的底部,摘取垂体,，并从中提取生长激素。,基因工程方法,:,将人的,生长激素基因导入大肠杆菌,中，使其生产生长激素。,人们从,450 L,大肠杆菌培养液,中提取的生长激素，相当于,6,万,具尸体的全部产量,。,（三）基因工程药品,生长激素,1,、基因诊断,也称为,DNA,诊断或基因探针技术,，即在,DNA,水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。,四,、基因治疗曙光初照,2,、基因治疗,1,）原理：,把正常基因,导入,病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，达到治疗疾病的目的。,2,）实例：,复合型免疫缺陷症,3,）基因治疗的方法,体外基因治疗：,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。,直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。,实例：,遗传性囊性纤维化病,1994,年美国科学家利用经过修饰过的腺病毒作载体，将正常基因导入患者肺组织中。,体内基因治疗：,蛋白质工程的崛起,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,毫无疑问应该从对,基因,的操作来实现对天然蛋白质的改造，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。,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。,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？,二、蛋白质工程的基本原理,1,、,目标：,根据人们对蛋白质,_,的特定需求，对蛋白质的,进行分子设计。,2,、,原理：,改造,_,（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。,功能,结构,修饰,合成,预期的蛋白质结构,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？,基因,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,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。,蛋白质工程目前成功的例子多吗？为什么？,目前成功的例子不多,主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，这种高级结构十分复杂，而目前科学家对大多数蛋白质的高级结构的了解还很不够，要设计出更加符合人类需要的蛋白质还需要结果艰辛的探索。,1,下列关于蛋白质工程的说法错误的是（）,A,蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要,B,蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构,C,蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子,D,蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程,练习检测,