3.4 蛋白质工程的原理和应用（课件）高二生物（人教版2019选择性必修3）.pptxVIP

第4节蛋白质工程的原理和应用【本节聚焦】1.蛋白质工程的基本原理是什么？2.蛋白质工程已有哪些实际的应用？第三章基因工程

从社会中来你见过用细菌画画吗？而且是带色彩的！

为什么这些细菌会发出不同颜色的荧光？因为在它们的体内导入了荧光蛋白的基因。最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白改造黄色荧光蛋白及其他颜色的荧光蛋白这些荧光蛋白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究等领域有着重要应用。这个团块就是长在患儿肝脏上的肿瘤如何改造蛋白质？

从社会中来绿色荧光蛋白结构绿色荧光蛋白功能相互关系晶体学、分子生物学和计算机技术等掌握改造绿色荧光蛋白基因黄色荧光蛋白功能表达依据对蛋白质分子的设计和改造是通过蛋白质工程来实现的。

一、蛋白质工程崛起的缘由一、基因工程的实质和不足：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，进而表现出新性状。基因工程的缺陷原则上只能产生自然界已存在的蛋白质(天然蛋白)天然蛋白的缺陷有时不完全符合人类生产和生活需要蛋白质工程对天然蛋白进行改造，产生更符合人类需要的蛋白质思考：什么是蛋白质工程呢？

一、蛋白质工程崛起的缘由二、实例：赖氨酸合成调控达到一定浓度两种酶的活性352位的苏氨酸变成异亮氨酸二氢吡啶二羧酸合成酶天冬氨酸激酶+104位的天冬酰胺变成异亮氨酸赖氨酸含量抑制提高提高限制提高提高5倍提高2倍

一、蛋白质工程概念：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。基础操作方法及对象结果目的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，是涉及多学科的综合科技工程。二、蛋白质工程的基本原理

二、蛋白质工程的基本原理对天然的蛋白质进行改造，为什么不是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的？①基因决定蛋白质的合成，改造基因即为改造蛋白质；②改造基因可以遗传，改造蛋白质无法遗传；③改造基因比改造蛋白质更容易操作。蛋白质工程的思路是什么？

二、蛋白质工程的基本原理二、天然蛋白质合成的过程：目的基因转录mRNA翻译多肽链折叠蛋白质（三维结构）行使生物功能三、蛋白质工程的基本思路：预期功能设计推测改造或合成蛋白质工程是一项难度很大的工程，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构往往十分复杂。科学家要设计出更加符合人类需要的蛋白质，还需要不断地攻坚克难。

二、蛋白质工程的基本原理目的基因转录mRNA翻译多肽链折叠蛋白质（三维结构）行使生物功能三.蛋白质工程的基本思路：预期功能设计推测改造或合成①预期蛋白质的功能②设计预期的蛋白质结构③推测应有的氨基酸序列④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⑤获得所需蛋白质逆中心法则，与天然蛋白质合成的过程相反

二、蛋白质工程的基本原理思考·讨论：蛋白质工程基本思路的应用丙氨酸…………色氨酸赖氨酸苯丙氨酸讨论: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。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？某多肽链的一段氨基酸序列是：

二、蛋白质工程的基本原理查密码子表得知：丙氨酸（GCU、GCC、GCA、GCG)、色氨酸(UGG)、赖氨酸(AAA、AAG）、谷氨酸（GAA、GAG）、苯丙氨酸（UUU、UUC）。推知mRNA序列为：GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）GAA（或G）UUU（或C）进一步推知脱氧核苷酸序列为：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）CTT（或C）AAA（或G）GCT（或C或A或G）TGGAAA（或G）GAA（或G）TTT（或C）某多肽链的一段氨基酸序列是：丙氨酸…………色氨酸赖氨酸苯丙氨酸讨论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：蛋白质工程基本思路的应用

二、蛋白质工程的基本原理确定目的基因的碱基序列后，可以人工合成目的基因或从基因文库中获取目的基因。对基因的改造经常会用到基因定点突变技术来进行碱基的替换、增添等。某多肽链的一段氨基酸序列是：丙氨酸…………色氨酸赖氨酸苯丙氨酸讨论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？思考·讨论：蛋白质工程基本思路的应用

二、蛋白质工程的基本原理四、蛋白质工程的难点蛋白质工程是一项难度很大的工程。由计算机建立的血红蛋白三维结构模型科学家要设计出更加符合人类需要的蛋白质，还需要不断地攻坚克难。随着科技的深入发展，蛋白质工程将会给人类带来更多的福祉。主要原因蛋白质发挥功能必须依赖正确的高级结构，而蛋白质的高级结构是十分复杂、难度很大的工程。前景展望

二、蛋白质工程的基本原理比较项目蛋白质工程基因工程