&5.1.4 蛋白质工程的崛起(共25张PPT)

专题1 第4节 人教版 生物（高中） 蛋白质工程的崛起 基因工程的实质： 将一种生物的???? ????? 转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产的??????? ，进而表现出? ? 。 基因 蛋白质 新的性状 1 课堂导入 一、蛋白质工程崛起的缘由 1 基因工程的局限性： a、基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质 b、天然蛋白质不一定完全符合类 生产和生活的需要 2 蛋白质工程的目的： 生产符合人们生活需要的、自然界中没有的蛋白质 阅读P26第二自然段思考： 科学家在干扰素的保存和玉米的赖氨酸的产量上面临什么样的问题？如何解决这些问题？ 一、蛋白质工程崛起的缘由 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） 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 问题1： 解决： 蛋白质功能 不能满足需求 改变蛋白质的结构 --半胱氨酸-- 体外很难保存 ？如何改造 --丝氨酸-- 体外可以保存半年 问题2：如何对天然蛋白质的结构进行改造？ 干扰素 干扰素（改） 思考与讨论思考与讨论 (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？能否说出你的理由？) 答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，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。 （基因改造—可遗传；蛋白质改造—不可遗传） （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。 --半胱氨酸-- 体外很难保存 --丝氨酸-- 体外可以保存半年 问题3、你能推测出干扰素基因改造前和改造后的该部分序列吗？ （半胱氨酸：UGU；丝氨酸：UCU） 干扰素 干扰素（改） 思考与讨论思考与讨论 二、蛋白质工程的基本原理 中心法则 回顾 DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 逆转录 复制 蛋白质 三维结构 氨基酸序列 多肽链 基因 DNA mRNA 生物 功能 转录 翻译 折叠 蛋白质的合成过程 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 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： 二、蛋白质工程的基本原理 蛋白质工程的主要步骤通常包括： （1）从生物体中分离纯化目的蛋白； （2）测定其氨基酸序列； （3）借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可能地了解蛋白质的二维结构和三维晶体结构; （4）设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响； （5）设计编码该蛋白的基因改造方案，如点突变； （6）分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。 讨论：某多肽链的一段氨基酸序列是： ……—丙氨酸—色氨酸—赖氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸———�… （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。 mRNA序列为： GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C） 脱氧核苷酸序列： CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G） （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（DNA）？ 确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人类的需要改造它，通过人工合成的方法或从基因库中获取。 蛋白质工程是指以蛋白质分子的 ... ...