【ks5u参赛课件】生物：蛋白质工程复习.pptVIP

二、蛋白质工程的基本原理 通过对基因的操作来实现，因为基因决定蛋白质的合成。 蛋白质工程流程图 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 比较基因工程和蛋白质工程 蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指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，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。 * 类型 项目 乳腺生物反应器 微生物生产 产物提取 从乳汁中较易分离提取 从细胞中提取，较为复杂 生产设备 畜牧业生产，加提取设备 工业生产，设备精良 复习——（基因工程的应用） 1、药物生产上的应用 乳腺生物反应器受生物性别的限制，若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。 2．基因治疗 (1)成果：将腺苷脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。 (2)方法： ①体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，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进行扩增培养，最后重新输入患者体内。 ②体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法。如1994年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者肺组织中。 (3)基因治疗的过程(以镰刀型细胞贫血症的治疗为例) 步骤一①用限制性核酸内切酶从人的DNA分子中切取血红蛋白基因。 步骤二②用同一种限制性核酸内切酶在载体DNA上切开一个切口，用DNA连接酶将正常血红蛋白基因连接在载体DNA上，形成重组载体。 ③将携带正常血红蛋白基因的重组载体导入患者的造血干细胞中，并将重组载体插入到染色体DNA上。用选择培养基筛选出含重组质粒的造血干细胞。 ④将携带正常血红蛋白基因的造血干细胞输入患者骨髓中，此造血干细胞产生含正常血红蛋白的红细胞，以根治镰刀型细胞贫血症。 蛋白质工程就是在对蛋白质的化学、晶体学、动力学等结构与功能认识的基础上，对蛋白质人工改造与合成的产品。 “后基因组时代”将是“蛋白质组学时代”，即从对基因信息的研究转向对蛋白质信息的研究，包括研究蛋白质结构、功能与应用及蛋白质相互关系和作用。 一、蛋白质工程崛起的缘由 满足人类生产和生活的需要 例如： 改造 干扰素（半胱氨酸） 体外很难保存 干扰素（丝氨酸） 体外可以保存半年 玉米中赖氨酸含量比较低 天冬氨酸激酶 （352位的苏氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺） 天冬氨酸激酶 （异亮氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸） 玉米中赖氨酸含量可提高数倍 改造 改造 对天然蛋白质进行改造，你认为应该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？ 1、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分子设计。 二、蛋白质工程 1．蛋白质工程的基本原理 2．蛋白质工程与基因工程的比较 项目 蛋白质工程 基因工程 区别 过程 预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→推测脱氧核苷酸序列 →合成DNA→表达出蛋白质 获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 实质 定向改造或生产人类所需蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品(基因的异体表达) 项目 蛋白质工程 基因工程 区别 结果 生产自然界没有的蛋白质 生产自然界中已有的蛋白质 联系 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，必须通过基因修饰或基因合成实现 基因工程产物： 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。 这些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。 基因工程的实质：将一种生物的基因转移到 另一种生物体内，后者可以产生它本不能产 生的蛋白质，进而 表现出新的形状 一、蛋白质工程的崛起的缘由 例如： 改造 干扰素（半胱氨酸） 体外很难保存 干扰素（丝氨酸） 体外可以保存半年 玉米中赖氨酸含量比较低 天冬氨酸激酶 （352位的苏氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺） 改造 改造 天冬氨酸激酶（异亮氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸） 玉米中赖氨酸含量可提高数倍 许多工业用酶是在改变天然酶的特性后，才使之适应生产和使用需要的。 二、蛋白质工程的基本原理 1、蛋白质工程的目标 根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。 2、天然蛋白质的合成过程 DNA（基因） 转录 mRNA 翻译 蛋白质 基因→表达（转录和翻译）→形成氨基酸序列的