3.4蛋白质工程的原理和应用课件(共27张PPT2个视频)024-2025学年人教版（2019）高中生物学选择性必修3

(课件网) 3.4 蛋白质工程的原理和应用 细菌的艺术-微生物培养大赛 情境视频 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？ 一、蛋白质工程崛起的缘由 按照人们的愿望，通过 等技术，赋予生物以新的 ，创造出更符合人们需要的新的 ，又叫重组DNA技术。 转基因 遗传特性 生物类型和生物产品 知识回顾：基因工程概念 1.基因工程的实质及不足 ①实质： 基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。 ②不足： 基因工程原则上只能生产自然界中已存在（天然）的蛋白质。 基因重组 一、蛋白质工程崛起的缘由 1.基因工程的实质及不足 （1）实质： 基因工程是将一种生物的基因转移到另一种生物体内，使后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。 （2）不足： 基因工程原则上只能生产自然界中已存在（天然）的蛋白质。 基因重组 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 不一定完全符合人类生产和生活的需要 2.实例： 赖氨酸合成 调控 达到一定浓度 两种酶的活性 二氢吡啶二羧酸合成酶 天冬氨酸激酶 + 赖氨酸含量 抑制 提高 提高 限制 提高 提高5倍 提高2倍 异亮氨酸 （352位） 苏氨酸 （352位） 变为 异亮氨酸 （104位） 天冬酰胺 （104位） 变为 提高玉米赖氨酸含量 1.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。 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。 思考：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，改造了基因可以间接改造蛋白质； 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。 二、蛋白质工程的基本原理 2.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设计改造。 2.天然蛋白质合成的过程： 4.原理： 中心法则的逆推 预期功能 生物功能 设计 蛋白质 （三维结构） 推测 改造或合成 转录 翻译 折叠 行使 目的基因 mRNA 多肽链 从_____出发→设计_____→推测_____→找到并改变_____或_____→获得所需要的蛋白质 预期的蛋白质功能 预期的蛋白质结构 应有的氨基酸序列 相对应的脱氧核苷酸序列 合成新基因 3.蛋白质工程思路： 【思考 讨论】蛋白质工程基本思路的应用 已知某多肽链的一段氨基酸序列是： 丙氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 谷氨酸 赖氨酸 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。 查密码子表 【思考 讨论】蛋白质工程基本思路的应用 已知某多肽链的一段氨基酸序列是： 丙氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 谷氨酸 赖氨酸 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。 查密码子表得知： 推知mRNA序列为： 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）。 GCU（或C或A或G）UGG AAA（或G）GAA（或G）UUU（或C） 共 种可能序列 32 【思考 讨论】蛋白质工程基本思路的应用 丙氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 谷氨酸 赖氨酸 已知某多肽链的一段氨基酸序列是： 1.怎样得出决定这一段肽 ... ...