蛋白質(zhì)工程的崛起課件 (2)課件

關(guān)于蛋白質(zhì)工程的崛起課件(2)蛋白質(zhì)工程的崛起第2頁,共25頁，2024年2月25日，星期天1983年美國科學家Ulmer首先提出蛋白質(zhì)工程，它是指按照特定的需要，對蛋白質(zhì)分子設(shè)計和改造工程，自此以后，蛋白質(zhì)工程迅速發(fā)展，成為生物工程重要組成部分第3頁,共25頁，2024年2月25日，星期天基因工程的實質(zhì)：

將一種生物的

轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者產(chǎn)生它本不能產(chǎn)生的

，進而表現(xiàn)出

?；虻鞍踪|(zhì)新的性狀（一）蛋白質(zhì)工程崛起的緣由預習檢測第4頁,共25頁，2024年2月25日，星期天

基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。

這些蛋白質(zhì)是生物在長期的進化中形成的，他們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。

基因工程的局限性：第5頁,共25頁，2024年2月25日，星期天例如：干擾素是由動物體內(nèi)的效應T細胞產(chǎn)生的一種糖蛋白，幾乎能抵抗所有病毒引起的感染。同時，在治療癌癥方面也有十分可觀的療效。但是，干擾素在體外保存相當困難。

如果將其分子上的一個半胱氨酸變成絲氨酸，在-70oC的條件下，可以保存半年。第6頁,共25頁，2024年2月25日，星期天玉米中賴氨酸的含量比較低。賴氨酸的合成機理：前體物質(zhì)天冬氨酸激酶二氫吡啶二羧酸合成酶負反饋調(diào)節(jié)賴氨酸天冬氨酸激酶（352位的蘇氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）改造天冬氨酸激酶（異亮氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（異亮氨酸）第7頁,共25頁，2024年2月25日，星期天(二)、蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類對生產(chǎn)和生活的需求。前提：原理：目的：了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能改造基因（基因修飾或基因合成）定向改造或制造蛋白質(zhì)第8頁,共25頁，2024年2月25日，星期天對天然蛋白質(zhì)進行改造，你認為應該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因操作來實現(xiàn)？如果從對基因操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)改造主要原因是什么？小組探究：第9頁,共25頁，2024年2月25日，星期天

主要原因：①基因編碼蛋白質(zhì)，改造了基因即對蛋白質(zhì)進行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。②容易操作，難度要小得多。第10頁,共25頁，2024年2月25日，星期天

蛋白質(zhì)的功能是DNA決定的，那么要制造出新的蛋白質(zhì)，就要改造DNA，所以蛋白質(zhì)工程的原理應該是中心法則的逆推。第11頁,共25頁，2024年2月25日，星期天考考你中心法則的主要內(nèi)容什么呢？第12頁,共25頁，2024年2月25日，星期天三、蛋白質(zhì)工程的基本原理基因DNA氨基酸序列多肽鏈蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預期功能生物功能mRNA轉(zhuǎn)錄翻譯折疊DNA合成分子設(shè)計第13頁,共25頁，2024年2月25日，星期天討論：1、怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請把相應的堿基序列寫出來。

某多肽鏈的一段氨基酸序列是：……-丙氨酸-色氨酸-賴氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-……丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG色氨酸：UGG賴氨酸：AAA、AAG甲硫氨酸：AUG苯丙氨酸：UUU、UUC第14頁,共25頁，2024年2月25日，星期天

蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)對編碼蛋白質(zhì)的基因進行改造第15頁,共25頁，2024年2月25日，星期天三、蛋白質(zhì)工程的進展和前景

蛋白質(zhì)工程匯集了當代分子生物學等學科的一些前沿領(lǐng)域的最新成就，它把核酸與蛋白質(zhì)結(jié)合、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與生物功能結(jié)合起來研究。蛋白質(zhì)工程將蛋白質(zhì)與酶的研究推進到嶄新的時代，為蛋白質(zhì)和酶在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥方面的應用開拓了誘人的前景。蛋白質(zhì)工程開創(chuàng)了按照人類意愿改造、創(chuàng)造符合人類需要的蛋白質(zhì)的新時期。第16頁,共25頁，2024年2月25日，星期天1、

蛋白質(zhì)工程中直接需要進行操作的對象是（）Ａ．氨基酸結(jié)構(gòu)

B．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)

C．肽鏈結(jié)構(gòu)

D．基因結(jié)構(gòu)

練習：Ｄ第17頁,共25頁，2024年2月25日，星期天2、

下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法錯誤的是（）A．蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類的需要B．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)C．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子D．蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又被稱為第二代基因工程Ｂ第18頁,共25頁，2024年2月25日，星期天3以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法正確的是（）A、蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)B、蛋白質(zhì)工程就是酶工程的延伸C、蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對蛋白質(zhì)進行改造D、蛋白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì)

Ａ第19頁,共25頁，2024年2月25日，星期天4蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是（）①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計②DNA合成③預期蛋白質(zhì)功能④根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A．①②③④

B．④②①③

C．③①④②

D．③④①②Ｃ第20頁,共25頁，2024年2月25日，星期天5蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，其結(jié)果產(chǎn)生的蛋白質(zhì)是（）A．氨基酸種類增多

B．氨基酸種類減少C．仍為天然存在蛋白質(zhì)

D．可合成天然不存在蛋白質(zhì)Ｄ第21頁,共25頁，2024年2月25日，星期天1、你知道人類蛋白質(zhì)組計劃嗎？它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系？我國科學家承擔了什么任務(wù)？旁欄思考題人類蛋白質(zhì)組計劃是繼人類基因組計劃之后，生命科學乃至自然領(lǐng)域一項重大的科學命題。2001年，國際人類蛋白質(zhì)組組織宣告成立。2003年，該組織正式提出啟動了兩項重大國際合作行動：一項是由中國科學家牽頭執(zhí)行的“人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”；另一項是以美國科學家牽頭的“人類血將蛋白質(zhì)組計劃”，由此拉開了人類蛋白質(zhì)組計劃的帷幕。“人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”是國際上第一個人類組織器官的蛋白質(zhì)組計劃，由我國賀福初院士牽頭，這是中國科學家第一次領(lǐng)銜重大國際科研協(xié)作計劃，總部設(shè)在北京。它的科學目標是揭示并確認肝臟的蛋白質(zhì)，為重大肝病預防、診斷、治療和新藥研發(fā)的突破提供重要的科學基礎(chǔ)。隨后，相繼啟動了由德國、瑞士、英國、加拿大和日本等國牽頭的各類蛋白質(zhì)組計劃。人類蛋白質(zhì)組計劃的深入研究將是對蛋白質(zhì)工程的有力推動和理論支持。第22頁,共25頁，2024年2月25日，星期天2、對天然蛋白質(zhì)進行改造，你認為應該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？答：毫無疑問應該從對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下（1）、任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對蛋白質(zhì)直接改造。即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的。（2）、對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接進行改造要容易操作，難度要小得多。第23頁,共25頁，2024年2月25日，星期天異想天開能不能根據(jù)人類需要的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計相應的基因，導入合適的細菌中，讓細菌生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(zhì)食品呢？理論講可以，但目前還沒有真正成功的例子。一些報道利用細菌生產(chǎn)人類需要的蛋白質(zhì)往往都是自然界已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)，并非完全是人工