生物選修3專題1基因工程課件

1、Page 1專題1:基因工程Page 2基因工程的概念n 基因工程又叫基因工程又叫基因拼接技術(shù)基因拼接技術(shù)或或DNADNA重組技術(shù)重組技術(shù)。是在生物體外，。是在生物體外，通過對通過對DNADNA分子進(jìn)行人工分子進(jìn)行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，對生物的基因，對生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。物。n 基因工程是指基因工程是指按照人們的愿按照人們的愿望望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外

2、外DNADNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予賦予生物以新的遺傳特性，從而生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造創(chuàng)造出更符合人們需要的出更符合人們需要的新新的的生物類型生物類型和和生物產(chǎn)品生物產(chǎn)品。Page 31.1 DNA重組技術(shù)的基本工具一.限制性核酸內(nèi)切酶“分子的手術(shù)刀”二.DNA連接酶“分子縫合針”三.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的體“分子運(yùn)輸車”Page 4一、限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀”n（1 1）性質(zhì)：）性質(zhì)： 一種限制性核酸內(nèi)切酶一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的只能識別一種特定的核苷酸序列，并且使核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的的兩個核苷酸

3、之間的磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵斷開。大斷開。大多數(shù)限制酶的識別序多數(shù)限制酶的識別序列由列由6 6個核苷酸個核苷酸組成。組成。Page 5n（2 2）分布：）分布： 主要在原核生物中。迄今從不同的微生物中主要在原核生物中。迄今從不同的微生物中分離出了約分離出了約40004000種限制酶。種限制酶。（3 3）限制酶在原核生物中的作用是什么嗎？）限制酶在原核生物中的作用是什么嗎？ 原核生物容易受到自然界外源原核生物容易受到自然界外源DNADNA的入侵，的入侵，限制酶是原核生物的一種防御性工具，當(dāng)外限制酶是原核生物的一種防御性工具，當(dāng)外源源DNADNA侵入時，會利用限制酶將外源侵入時，會利用限制酶將外源D

4、NADNA切割切割掉，使之失效，達(dá)到保證自身的安全的目的。掉，使之失效，達(dá)到保證自身的安全的目的。Page 6n（4 4）為什么細(xì)菌中限制酶不剪切細(xì)菌本）為什么細(xì)菌中限制酶不剪切細(xì)菌本身的身的DNADNA？因?yàn)槲⑸镌陂L期的進(jìn)化過程？因?yàn)槲⑸镌陂L期的進(jìn)化過程中形成了一套完善的防御機(jī)制，對于外中形成了一套完善的防御機(jī)制，對于外源入侵的源入侵的DNADNA可以降解；含有某種限制酶可以降解；含有某種限制酶的細(xì)胞，其的細(xì)胞，其DNADNA分子中或者不具備這種限分子中或者不具備這種限制酶的識別切割序列，或者通過甲基化制酶的識別切割序列，或者通過甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識別序列的堿基上，酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識

5、別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開。使限制酶不能將其切開。n（5 5）限制酶所識別的序列有什么特點(diǎn)？）限制酶所識別的序列有什么特點(diǎn)？所識別序列的中軸線兩側(cè)的雙鏈所識別序列的中軸線兩側(cè)的雙鏈DNADNA上的上的堿基是堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的。Page 7n （5）作用結(jié)果：產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。Page 8n （6 6）用同一種限制性酶處理不同）用同一種限制性酶處理不同DNADNA片段，會形成片段，會形成同樣的同樣的黏性末端黏性末端，可進(jìn)行重組。，可進(jìn)行重組。Page 92 2、DNADNA連接酶連接酶“分子縫合針分子縫合針”n（1）作用：將雙

6、鏈的DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開了的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。Page 10n（2 2）種類：）種類：EcoliEcoli DNA DNA 連接酶連接酶 從從大腸桿菌大腸桿菌中分離得到，中分離得到，只能只能將雙鏈將雙鏈DNADNA片段互補(bǔ)的片段互補(bǔ)的粘性末端之間粘性末端之間連接起來，連接起來，不能不能將雙鏈將雙鏈DNADNA片段片段平末端之間平末端之間進(jìn)行連進(jìn)行連接。接。T4 DNA T4 DNA 連接酶連接酶 從從T T4 4噬菌體噬菌體中分離得到，中分離得到，既可既可“縫合縫合”雙鏈雙鏈DNADNA片段互補(bǔ)的片段互補(bǔ)的黏性末端，又可以黏性末端，又可以“縫合縫合”雙鏈雙鏈DNA

7、DNA片段的片段的平末端平末端，但連，但連接平末端之間的效率比較接平末端之間的效率比較低低。Page 11n（3 3）DNADNA連接酶與連接酶與DNADNA聚合酶是一回事嗎？聚合酶是一回事嗎？為什么？為什么？ 不是一回事。不是一回事。 相同點(diǎn)：相同點(diǎn)： 兩者都是形成磷酸二酯鍵。兩者都是形成磷酸二酯鍵。 不同點(diǎn)：不同點(diǎn)： DNADNA聚合酶是以一條聚合酶是以一條DNADNA鏈為模板，將單個鏈為模板，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的互補(bǔ)的DNADNA鏈；而鏈；而DNADNA連接酶是將連接酶是將DNADNA雙鏈上雙鏈上的兩個缺口同時連接起來，不需

8、要模板。的兩個缺口同時連接起來，不需要模板。Page 123、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的運(yùn)載體n常用運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體、 動植物 病毒n質(zhì)粒n存在：存在于細(xì)菌及酵母菌的染色體以外。n特性：是很小的環(huán)狀DNA分子，在細(xì)胞染色體外能夠自我復(fù)制。Page 13大腸桿菌質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu)示意圖Page 14大腸桿菌質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu)示意圖Page 15n天然的天然的DNADNA分子可以直接用做基因工程載體分子可以直接用做基因工程載體嗎？為什么？嗎？為什么？n作為運(yùn)載體的條件：作為運(yùn)載體的條件：n（1 1）必需）必需有有一個或多個限制酶的一個或多個限制酶的切割位點(diǎn)切割位點(diǎn)，以便目的基因可以插入到運(yùn)載體上去，而且以便目

9、的基因可以插入到運(yùn)載體上去，而且這些位點(diǎn)所處的位置，還必須是在質(zhì)粒本身這些位點(diǎn)所處的位置，還必須是在質(zhì)粒本身需要的基因片段之外，這樣才不至于因目的需要的基因片段之外，這樣才不至于因目的基因的插入而失活?；虻牟迦攵Щ?。n（2 2）必需具備）必需具備自我復(fù)制自我復(fù)制的能力，或整合到的能力，或整合到受體染色體受體染色體DNADNA上隨染色體上隨染色體DNADNA的復(fù)制而同步的復(fù)制而同步復(fù)制。復(fù)制。Page 16n（3 3）必需帶有標(biāo)記基因，以便重組后進(jìn)行）必需帶有標(biāo)記基因，以便重組后進(jìn)行重組子的篩選。重組子的篩選。n（4 4）必需是安全的，不會對受體細(xì)胞有害，）必需是安全的，不會對受體細(xì)胞有害，

10、或不能進(jìn)入到受體細(xì)胞外的其他生物細(xì)胞或不能進(jìn)入到受體細(xì)胞外的其他生物細(xì)胞中的。中的。n（5 5）分子大小應(yīng)適合，以便提取和在體外）分子大小應(yīng)適合，以便提取和在體外進(jìn)行操作。進(jìn)行操作。 故天然的故天然的DNADNA分子一般不能直接用做基因工分子一般不能直接用做基因工程運(yùn)載體程運(yùn)載體。Page 171.2、基因工程的基本操作程序1 1、目的基因的獲??；、目的基因的獲取；2 2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建；、基因表達(dá)載體的構(gòu)建；3 3、將目的基因?qū)胧荏w、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；細(xì)胞；4 4、目的基因的檢測與鑒、目的基因的檢測與鑒定；定；Page 181 1、目的基因的獲取、目的基因的獲取n目的基因是人們所

11、需要轉(zhuǎn)移或改造的目的基因是人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因，獲取目的基因是實(shí)施基因工程基因，獲取目的基因是實(shí)施基因工程的第一步的第一步 。n如蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因，還有如蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因，還有植物的抗?。共《?、抗細(xì)菌）基因、植物的抗?。共《尽⒖辜?xì)菌）基因、種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等。素基因、干擾素基因等。Page 19n人工合成基因法人工合成基因法Page 20Page 21Page 22利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因Page 23利用利用PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增技術(shù)擴(kuò)增 概念：概念：PCRPCR全稱為全稱為_，是一項(xiàng)，是一項(xiàng) 在生物

12、在生物_復(fù)制復(fù)制_的核酸合成技術(shù)的核酸合成技術(shù) 條件：條件：_、 _、_ (_ (做啟動子做啟動子) )、 _._.前提條件：前提條件：原理：原理：_方式：方式：以以_方式擴(kuò)增，即方式擴(kuò)增，即_（n n為擴(kuò)增為擴(kuò)增循循 環(huán)的次數(shù)）環(huán)的次數(shù)）結(jié)果：結(jié)果：聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體外體外特定特定DNADNA片段片段DNADNA復(fù)制復(fù)制已知基因的核苷酸序列已知基因的核苷酸序列四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸一對引物一對引物DNADNA聚合酶聚合酶指數(shù)指數(shù)2 2n n使使目的基因目的基因的片段在短時間內(nèi)成百萬倍地擴(kuò)增的片段在短時間內(nèi)成百萬倍地擴(kuò)增Page 24PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增過程技術(shù)擴(kuò)增過程a a

13、、DNADNA變性變性（90-9690-96）：雙鏈）：雙鏈DNADNA模板模板 在熱作用下，在熱作用下，_斷裂，形成斷裂，形成_b b、退火、退火（復(fù)性復(fù)性25-6525-65）：系統(tǒng)溫度降低，引）：系統(tǒng)溫度降低，引 物與物與DNADNA模板結(jié)合，形成局部模板結(jié)合，形成局部_。 c c、延伸、延伸（70-7570-75）：在）：在TaqTaq酶的作用下，從酶的作用下，從 引物的引物的55端端33端端延伸，合成與模板互補(bǔ)延伸，合成與模板互補(bǔ) 的的_。 氫鍵氫鍵單鏈單鏈DNADNA雙鏈雙鏈DNADNA鏈鏈Page 255 5/ /3 3/ /GGGGTCTC3 3/ /5 5/ /GAGACCC

14、C5 5/ /3 3/ /AGAG引物引物5 5/ /3 3/ /GGGG引物引物PCRPCR原理原理變性變性復(fù)性復(fù)性延伸延伸Page 26n3 3）從基因文庫中獲取目的基因：）從基因文庫中獲取目的基因：n基因文庫基因文庫: :n 將含有某種生物不同基因的許多將含有某種生物不同基因的許多DNADNA片段片段, ,導(dǎo)導(dǎo)入受體菌的群體中儲存入受體菌的群體中儲存, ,各個受體菌分別含有各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因這種生物的不同的基因, ,稱為基因文庫。稱為基因文庫。n基因組文庫基因組文庫: :n 基因文庫中包含了一種生物所有的基基因文庫中包含了一種生物所有的基因因, ,這種基因文庫叫做基因

15、組文庫這種基因文庫叫做基因組文庫. .n部分基因文庫部分基因文庫: :n 基因文庫中包含了一種生物的一部分基基因文庫中包含了一種生物的一部分基因因, ,這種基因文庫叫做部分基因文庫這種基因文庫叫做部分基因文庫. .Page 27Page 282 2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、基因表達(dá)載體的構(gòu)建核心核心n目的：目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠在表達(dá)和發(fā)揮作用。使目的基因能夠在表達(dá)和發(fā)揮作用。n單獨(dú)的單獨(dú)的DNADNA片段片段目的基因是不能穩(wěn)目的基因是不能穩(wěn)定遺傳的。構(gòu)建表達(dá)載體的目的是為定遺傳的

16、。構(gòu)建表達(dá)載體的目的是為了了使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可并且可以遺傳給下一代，同時使目的以遺傳給下一代，同時使目的基因能表達(dá)和發(fā)揮作用?；蚰鼙磉_(dá)和發(fā)揮作用。 Page 29n用用一定的限制酶一定的限制酶切割切割質(zhì)質(zhì)粒粒，使其出現(xiàn)一個切口，使其出現(xiàn)一個切口，露出露出黏性末端黏性末端。n用用同一種限制酶同一種限制酶切斷切斷目目的基因的基因，使其產(chǎn)生，使其產(chǎn)生同樣的同樣的黏性末端黏性末端。n將切下的目的基因片段將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的插入質(zhì)粒的切口切口處，再加處，再加入適量入適量DNADNA連接酶連接酶，形成了，形成了一個重組一個重組DNADNA分子

17、（重組質(zhì)分子（重組質(zhì)粒）粒）。Page 30質(zhì)粒質(zhì)粒DNADNA分子分子一個一個切口切口兩個兩個黏性末端黏性末端兩個兩個切口切口獲得目的基因獲得目的基因DNA DNA 連接酶連接酶重組重組DNADNA分子（重組質(zhì)粒）分子（重組質(zhì)粒）經(jīng)此過程，基因表達(dá)載體的構(gòu)建就成功了？經(jīng)此過程，基因表達(dá)載體的構(gòu)建就成功了？同一種同一種 限制酶限制酶Page 31n 基因表達(dá)載體的組成：n 目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因啟動子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的啟動子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，片段，位于基因的首端，它是它是RNA聚合酶識別和結(jié)合聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基的部位，有了它才能驅(qū)動

18、基因轉(zhuǎn)錄出因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。所需要的蛋白質(zhì)。終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNADNA片段，位于片段，位于基因的尾端，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地主停止下來?；虻奈捕?，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地主停止下來。Page 32n作為基因工程表達(dá)載體，只需含有目的基因就可作為基因工程表達(dá)載體，只需含有目的基因就可以完成任務(wù)嗎？為什么？以完成任務(wù)嗎？為什么？n不可以。因?yàn)槟康幕蛟诒磉_(dá)載體中得到表達(dá)并不可以。因?yàn)槟康幕蛟诒磉_(dá)載體中得到表達(dá)并發(fā)揮作用，還要有啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。發(fā)揮作用，還要有啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。必須構(gòu)建上述元件的主要理由是：必

19、須構(gòu)建上述元件的主要理由是：n（1 1） 生物之間進(jìn)行基因交流，只有使用受體生生物之間進(jìn)行基因交流，只有使用受體生物自身基因的啟動子才能比較有利于基因的表達(dá)物自身基因的啟動子才能比較有利于基因的表達(dá)n（2 2） 通過通過cDNAcDNA文庫獲得的目的基因沒有啟動子，文庫獲得的目的基因沒有啟動子，只將編碼序列導(dǎo)入受體生物中無法轉(zhuǎn)錄；只將編碼序列導(dǎo)入受體生物中無法轉(zhuǎn)錄；n（3 3） 目的基因是否導(dǎo)入受體生物中需要有篩選目的基因是否導(dǎo)入受體生物中需要有篩選標(biāo)記；標(biāo)記；Page 333 3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞n轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，

20、并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。n常用的受體細(xì)胞：常用的受體細(xì)胞：n有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌和動植物細(xì)胞等。酵母菌和動植物細(xì)胞等。n將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的原理將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的原理n借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑。借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑。Page 34n方法：n將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：n農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（雙子葉植物和祼子植物）、基因槍法（單子葉植物）、花粉管通道法n將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞：n顯微注射法n將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：n感受態(tài)細(xì)胞Page 35將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞n 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Pag

21、e 36將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞n 大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是: :n 首先用首先用CaCa2+2+ 處理細(xì)胞處理細(xì)胞, ,以增大細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性以增大細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性, ,使細(xì)胞使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNADNA分子的生理狀態(tài)分子的生理狀態(tài), ,這種細(xì)胞稱這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞為感受態(tài)細(xì)胞. .n 第二步是將重組表達(dá)載體第二步是將重組表達(dá)載體DNADNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合細(xì)胞混合, ,在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNADNA分子分子, ,完完成轉(zhuǎn)化過

22、程成轉(zhuǎn)化過程. .n 第二步目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)，隨其繁殖而復(fù)制，由于細(xì)第二步目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)，隨其繁殖而復(fù)制，由于細(xì)菌繁殖的速度非常快，在很短的時間內(nèi)就能獲得大量的目的菌繁殖的速度非?？?，在很短的時間內(nèi)就能獲得大量的目的基因?；颉age 37n導(dǎo)入過程完成后，全部受體細(xì)胞都能攝導(dǎo)入過程完成后，全部受體細(xì)胞都能攝入重組入重組DNADNA分子嗎？分子嗎？n真正能攝入重組真正能攝入重組DNADNA分子的受體細(xì)胞很少分子的受體細(xì)胞很少n要對受體細(xì)胞作怎樣的處理？要對受體細(xì)胞作怎樣的處理？n對受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因進(jìn)行對受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因進(jìn)行檢測檢測n怎樣進(jìn)行檢測？怎樣進(jìn)行檢測

23、？n通過目的基因上的標(biāo)記基因，進(jìn)行篩選通過目的基因上的標(biāo)記基因，進(jìn)行篩選和檢測和檢測Page 384、目的基因的檢測與鑒定n 檢測：（分子水平）n 檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因：n 方法DNA分子雜交（DNA+DNA)n 檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA：n 方法DNA分子雜交(DNA+MRNA)n 檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：n 方法抗原抗體雜交n （如果有，表示目的基因已經(jīng)進(jìn)行了翻譯）Page 39DNA分子雜交技術(shù)n 分子探針：核酸分子探針是指特定的已知核酸片段（目的基因片段），能與互補(bǔ)核酸序列退火雜交，用于對待測核酸樣品中特定基因順序的探測。 滿足條件：n （1）

24、必須是單鏈； n （2）帶有容易被檢測出來的標(biāo)記物（如放射性同位素標(biāo)記）。n 核酸分子雜交實(shí)質(zhì)上是用已知序列的DNA或RNA片段作為探針與待測樣品的DNA或RNA序列進(jìn)行核酸分子雜交。Page 40DNA分子雜交示意圖n 如果顯示出雜交帶，就表明待測樣品含有目的基因或目的基因已經(jīng)轉(zhuǎn)錄。Page 41DNA分子雜交示意圖n 用DNA分子雜交技術(shù)可鑒定兩個物種之間的親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近。將兩種生物的DNA分子的單鏈放在一起，如果這兩個單鏈具有互補(bǔ)的堿基序列，那么，互補(bǔ)的堿基序列就會結(jié)合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；在沒有互補(bǔ)堿基序列的部位，仍然是兩條游離的單鏈。如果雜合部位多，則親緣關(guān)系近，反之則遠(yuǎn)。Page

25、 42n 鑒定：（個體水平）n 抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等Page 43n將每個受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物Page 441.3、基因工程的應(yīng)用n（三）、基因治療曙光初照Page 45Page 46轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻（綠色植株）與轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻（綠色植株）與對照（黃色枯萎植株）對照（黃色枯萎植株）Page 47Page 48Page 49轉(zhuǎn)基因番木瓜轉(zhuǎn)基因番木瓜 抗環(huán)斑病毒抗環(huán)斑病毒Page 50遭到玉米螟侵害和真菌感染的普通

26、玉米遭到玉米螟侵害和真菌感染的普通玉米(左左)與與Bt玉米玉米(右右) Page 51Page 52富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米Page 53轉(zhuǎn)基因矮牽牛呈現(xiàn)出原本沒有的花色變異轉(zhuǎn)基因矮牽牛呈現(xiàn)出原本沒有的花色變異（左側(cè)為對照，中間和右側(cè)為轉(zhuǎn)基因后的變異）（左側(cè)為對照，中間和右側(cè)為轉(zhuǎn)基因后的變異）Page 54轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（左）和普通番茄（右）轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄（左）和普通番茄（右）Page 55轉(zhuǎn)乙肝抗原基因的西紅柿預(yù)防乙肝Page 56轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因植物目的基因目的基因抗蟲基因抗蟲基因抗病毒轉(zhuǎn)基因小麥抗病毒轉(zhuǎn)基因小麥抗立枯絲核菌抗立枯絲核菌( (真菌真菌) )的煙草的煙

27、草抗鹽堿和干旱作物抗鹽堿和干旱作物耐寒的番茄耐寒的番茄抗除草劑的大豆抗除草劑的大豆富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米富含賴氨酸的轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)基因延遲番茄轉(zhuǎn)基因延遲番茄轉(zhuǎn)基因牽牛花轉(zhuǎn)基因牽?；˙t毒蛋白基因毒蛋白基因病毒外殼基因和病毒復(fù)制酶基因病毒外殼基因和病毒復(fù)制酶基因幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因幾丁質(zhì)酶基因和抗毒素合成基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓的基因抗凍蛋白基因抗凍蛋白基因抗除草劑基因抗除草劑基因富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因控制番茄果實(shí)成熟的基因控制番茄果實(shí)成熟的基因植物花青素代謝有關(guān)的基因植物花青素代謝有關(guān)的基因Page 57植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)流程示意圖Page 58植

28、物轉(zhuǎn)基因技術(shù)流程示意圖細(xì)細(xì)胞胞基因基因分離分離目的基因載目的基因載體（質(zhì)粒）體（質(zhì)粒）基因?qū)胼d體基因?qū)胼d體（重組質(zhì)粒）（重組質(zhì)粒）受體受體細(xì)胞細(xì)胞組織或組織或細(xì)胞細(xì)胞目目的的基基因因農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍轉(zhuǎn)化法基因槍轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化組織轉(zhuǎn)化組織或細(xì)胞或細(xì)胞轉(zhuǎn)化與未轉(zhuǎn)化與未轉(zhuǎn)化植株轉(zhuǎn)化植株轉(zhuǎn)基因植株轉(zhuǎn)基因植株選優(yōu)選優(yōu)篩選篩選移苗入土移苗入土Page 59n什么叫轉(zhuǎn)基因動物？什么叫轉(zhuǎn)基因動物？n是指把人或哺乳動物的某種基因?qū)氲讲溉槭侵赴讶嘶虿溉閯游锏哪撤N基因?qū)氲讲溉閯游飫游? (如鼠、兔、羊和豬如鼠、兔、羊和豬) )的受精卵里，目的的受精卵里，目的基因若與受精卵染色體基因若與受精卵染色體

29、DNADNA整合，細(xì)胞分裂整合，細(xì)胞分裂時，該基因隨染色體的倍增而倍增，使每個時，該基因隨染色體的倍增而倍增，使每個細(xì)胞中都帶有目的基因，使性狀得以表達(dá)，細(xì)胞中都帶有目的基因，使性狀得以表達(dá)，并穩(wěn)定地遺傳給后代，從而獲得基因產(chǎn)品。并穩(wěn)定地遺傳給后代，從而獲得基因產(chǎn)品。這樣一種新的個體，稱為轉(zhuǎn)基因動物。這樣一種新的個體，稱為轉(zhuǎn)基因動物。 Page 60l“轉(zhuǎn)基因熒光豬轉(zhuǎn)基因熒光豬”不含膽固醇的轉(zhuǎn)基因小鼠不含膽固醇的轉(zhuǎn)基因小鼠熒光斑馬魚熒光斑馬魚熒光熱帶魚熒光熱帶魚Page 61轉(zhuǎn)基因幼猴和母親轉(zhuǎn)基因幼猴和母親 首只轉(zhuǎn)基因猴降生首只轉(zhuǎn)基因猴降生轉(zhuǎn)基因蝴蝶轉(zhuǎn)基因蝴蝶Page 62Page 63轉(zhuǎn)基因

30、鮭魚轉(zhuǎn)基因鮭魚(上上)與同與同年齡的野生鮭魚年齡的野生鮭魚(下下) Page 64Page 65乳汁中含有人生長激素的乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛轉(zhuǎn)基因牛( (阿根廷阿根廷) )Page 66Page 67Page 68Page 69n 為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場所呢？為什么乳腺能成為基因藥物最理想的表達(dá)場所呢？n 1 1）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，）乳腺是一個外分泌器官，乳汁不進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會影響轉(zhuǎn)基因動物本身的生理代謝反應(yīng)。不會影響轉(zhuǎn)基因動物本身的生理代謝反應(yīng)。n 2 2）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，）從乳汁中獲取目的基因產(chǎn)物，產(chǎn)量高，易提純，

31、表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定表達(dá)的蛋白質(zhì)已經(jīng)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性。的生物活性。n 3 3）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時，）從乳汁中源源不斷獲得目的基因的產(chǎn)物的同時，轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖。轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖。Page 70n 在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接生物在傳統(tǒng)的藥品生產(chǎn)中，某些藥品如胰島素、干擾素直接生物體的哪些結(jié)構(gòu)中提?。矿w的哪些結(jié)構(gòu)中提??？n 藥品直接從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。藥品直接從生物的組織、細(xì)胞或血液中提取。n 傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點(diǎn)有哪些？傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的缺點(diǎn)有哪些？n 由于受原料來源的限制，價格十分昂貴。由于

32、受原料來源的限制，價格十分昂貴。n 可利用什么方法來解決上述問題？可利用什么方法來解決上述問題？n 利用基因工程方法制造利用基因工程方法制造“工程菌工程菌”，可高效率地生產(chǎn)出各種，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。高質(zhì)量、低成本的藥品。Page 71胰島素從豬、牛等動物的胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能胰腺只能提取提取4-5g4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。低和價格之高可想而知。將合成的胰島將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿素基因?qū)氪竽c桿菌，每菌，每2000L2000L培養(yǎng)培養(yǎng)液就能產(chǎn)生液就能產(chǎn)生100g100g胰

33、胰島素！使其價格降島素！使其價格降低了低了30%-50%!30%-50%!Page 72干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一。干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一種抗病毒的特效藥。此外干擾素對治療某些癌癥種抗病毒的特效藥。此外干擾素對治療某些癌癥和白血病也有一定療效。傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法和白血病也有一定療效。傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取，是從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取，從人血中提取干從人血中提取干擾素，擾素，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！1980198019821982年，科學(xué)家

34、用年，科學(xué)家用基因工程方法在大腸桿菌及酵基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素。通母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素。通過基因工程的方式創(chuàng)造了能合過基因工程的方式創(chuàng)造了能合成人干擾素的大腸桿菌，每成人干擾素的大腸桿菌，每1Kg1Kg的培養(yǎng)液可提取的培養(yǎng)液可提取2040mg2040mg干擾干擾素。素。Page 73n治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生治療侏儒癥的唯一方法，是向人體注射生長激素。而生長激素的獲得很困難。以前，長激素。而生長激素的獲得很困難。以前，要獲得生長激素，需解剖尸體，從大腦的要獲得生長激素，需解剖尸體，從大腦的底部摘取垂體，并從中提取生長激素。底部摘取垂體，并從中提取生長激素

35、。n 現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激素現(xiàn)可利用基因工程方法，將人的生長激素基因?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素?；?qū)氪竽c桿菌中，使其生產(chǎn)生長激素。人們從人們從 450 L450 L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長激素，相當(dāng)于長激素，相當(dāng)于6 6萬具尸體的全部產(chǎn)量。萬具尸體的全部產(chǎn)量。 Page 74（三）、基因治療曙光初照（三）、基因治療曙光初照n 基因診斷：也稱為基因診斷：也稱為DNADNA診斷或基因探針技術(shù)，即在診斷或基因探針技術(shù)，即在DNADNA水平分析檢測某一基因，從而對特定的疾病進(jìn)水平分析檢測某一基因，從而對特定的疾病進(jìn)行診斷。行診斷。n 探針制備：放射性同

36、位素探針制備：放射性同位素( (如如3232P)P)、熒光分子等、熒光分子等標(biāo)記的標(biāo)記的DNADNA分子；分子；n 原理：利用原理：利用DNADNA分子雜交原理；分子雜交原理；互補(bǔ)的互補(bǔ)的DNADNA單鏈單鏈能能夠在一定條件下夠在一定條件下結(jié)合成雙鏈結(jié)合成雙鏈，即能夠進(jìn)行雜交。，即能夠進(jìn)行雜交。這種結(jié)合是這種結(jié)合是特異特異的，即嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對進(jìn)的，即嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對進(jìn)行。因此，當(dāng)用一段行。因此，當(dāng)用一段已知基因的核苷酸序列作為已知基因的核苷酸序列作為探針探針，與被測基因進(jìn)行接觸，若兩者的堿基完全，與被測基因進(jìn)行接觸，若兩者的堿基完全配對成雙鏈，則配對成雙鏈，則表明被測基因中含有已知的

37、基因表明被測基因中含有已知的基因序列。序列。Page 75n 基因診斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？基因診斷技術(shù)在什么方面發(fā)展迅速？n 在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展迅速。目前已經(jīng)可以對幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。n 舉例舉例n 1 1）珠蛋白的珠蛋白的DNADNA探針探針 鐮刀狀細(xì)胞貧血癥鐮刀狀細(xì)胞貧血癥n 2 2）苯丙氨酸羧化酶基因探針）苯丙氨酸羧化酶基因探針 苯丙酮尿癥苯丙酮尿癥n 3 3）白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的）白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNADNA探探針針 白血病白血病Page 76n 基因治療：把正?；?/p>

38、因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的基因治療：把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用，從而達(dá)到治療疾病的目的，這表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用，從而達(dá)到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的方法是治療遺傳病的最有效的方法n 實(shí)例：患半乳糖血癥的患者，由于細(xì)胞內(nèi)半乳糖苷實(shí)例：患半乳糖血癥的患者，由于細(xì)胞內(nèi)半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，使過多的轉(zhuǎn)移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，使過多的半乳糖在體內(nèi)積聚，引起肝、腦等功能受損。半乳糖在體內(nèi)積聚，引起肝、腦等功能受損。19711971年，美國科學(xué)家在體外做了試驗(yàn)，用帶有半乳糖苷年，美國科學(xué)家在體外做了試驗(yàn)，用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者

39、的離體組織細(xì)胞，結(jié)轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者的離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)胞能夠利用半乳糖了。這表明，果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)胞能夠利用半乳糖了。這表明，用基因替換的方法治療這種遺傳病是可能的。用基因替換的方法治療這種遺傳病是可能的。Page 77環(huán)境監(jiān)測：環(huán)境監(jiān)測：基因工程做成的基因工程做成的DNADNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。的病毒、細(xì)菌等污染。1t1t水中只有水中只有1010個病毒也能被個病毒也能被DNADNA探針檢測出來探針檢測出來Page 78利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分靈敏地能十分靈敏地反映環(huán)境污染的

40、情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。Page 79基因工程做成的基因工程做成的“超級細(xì)菌超級細(xì)菌”能吞食和分能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的基因工程培育成功的“超級細(xì)菌超級細(xì)菌”卻能分解石油中卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解金屬，分解DDTDDT等毒害物質(zhì)。等毒害物質(zhì)。環(huán)境污染治理：Page 80（

41、五）生物芯片（五）生物芯片n 從正常人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出標(biāo)準(zhǔn)圖譜。從病人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出病變圖譜。n 通過比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的DNA信息。n 基因芯片診斷技術(shù)以其快速、高效、敏感、經(jīng)濟(jì)、平行化、自動化等特點(diǎn)，將成為一項(xiàng)現(xiàn)代化診斷新技術(shù)。 Page 81基因工程的特點(diǎn)：n基因工程能夠打破種屬的界限，在基因水平上改變生物遺傳性，并通過工程化手段為人類提供有用的產(chǎn)品及服務(wù)。將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以產(chǎn)生它本來不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)后者可以產(chǎn)生它本來不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，

42、進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀。而表現(xiàn)出新的性狀。那么蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)又是什么吶那么蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)又是什么吶？基因工程的實(shí)質(zhì)：Page 821.4蛋白質(zhì)工程Page 83旁欄思考題 n 你知道人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃嗎？它與蛋白質(zhì)工程有什你知道人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃嗎？它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系？我國科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)？么關(guān)系？我國科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)？ n 人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃是繼人類基因組計(jì)劃之后，生命人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃是繼人類基因組計(jì)劃之后，生命科學(xué)乃至自然科學(xué)領(lǐng)域一項(xiàng)重大的科學(xué)命題?？茖W(xué)乃至自然科學(xué)領(lǐng)域一項(xiàng)重大的科學(xué)命題。20012001年，國際人類蛋白質(zhì)組組織宣告成立。之后，該組年，國際人類蛋白質(zhì)組組織宣告成立。

43、之后，該組織正式提出啟動了兩項(xiàng)重大國際合作行動：一項(xiàng)是織正式提出啟動了兩項(xiàng)重大國際合作行動：一項(xiàng)是由中國科學(xué)家牽頭執(zhí)行的由中國科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃劃”；另一項(xiàng)是以美國科學(xué)家牽頭執(zhí)行的；另一項(xiàng)是以美國科學(xué)家牽頭執(zhí)行的“人類血人類血漿蛋白質(zhì)組計(jì)劃漿蛋白質(zhì)組計(jì)劃”，由此拉開了人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃，由此拉開了人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃的帷幕。的帷幕。 Page 84一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由n1 1、基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界、基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。已存在的蛋白質(zhì)。n2 2、天然蛋白質(zhì)不一定完全符合人類生、天然蛋白質(zhì)不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。產(chǎn)

44、和生活的需要。n蛋白質(zhì)工程的目的：蛋白質(zhì)工程的目的：n生產(chǎn)符合人們生活需要的并非自然界生產(chǎn)符合人們生活需要的并非自然界已存在的蛋白質(zhì)。已存在的蛋白質(zhì)。Page 85n 在已研究過的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒有活性或活性很低。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中每一步的反應(yīng)體系中常常會有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反應(yīng)溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會很快變性失活。提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性是工業(yè)生產(chǎn)中一個非常重要的課題。一般來說，提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長酶的半衰期，提高酶的熱穩(wěn)定性，延長藥用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引

45、起的活性喪失等。Page 86二、蛋白質(zhì)工程的基本原理n 、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo) P26n （原理：基因改造）n 、蛋白質(zhì)工程流程圖：P27蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)氨基酸序列氨基酸序列多肽鏈多肽鏈基因基因DNA預(yù)期預(yù)期功能功能DNA合成合成分子分子設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)mRNA生物生物功能功能轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯折疊折疊、蛋白質(zhì)工程概念：、蛋白質(zhì)工程概念：P27Page 87n蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？有什么不同？n答：基因工程是遵循中心法則，從答：基因工程是遵循中心法則，從DNAmRNADNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)折疊產(chǎn)生功能，基本折疊產(chǎn)生功能，基本

46、上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的：確定蛋白質(zhì)的功程是按照以下思路進(jìn)行的：確定蛋白質(zhì)的功能能蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)應(yīng)具備蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)的折疊狀態(tài)應(yīng)有的氨基酸序列應(yīng)有的氨基酸序列應(yīng)有的堿應(yīng)有的堿基排列，可以創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。基排列，可以創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。Page 88蛋白質(zhì)工程概念n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(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。Page 89蛋白質(zhì)改造工程舉例n1 1水蛭素改造水

47、蛭素改造n 水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，它有多種變異體，由它有多種變異體，由6565或或6666個氨基酸殘基組成。個氨基酸殘基組成。水蛭素在臨床上可作為抗栓藥物用于治療血栓疾水蛭素在臨床上可作為抗栓藥物用于治療血栓疾病。為提高水蛭素活性，在綜合各變異體結(jié)構(gòu)特病。為提高水蛭素活性，在綜合各變異體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出改造水蛭素主要變異體點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出改造水蛭素主要變異體HV2HV2的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案，將方案，將4747位的位的AsnAsn（天冬酰胺）變成（天冬酰胺）變成LysLys（賴氨（賴氨酸），使其與分子內(nèi)第酸），使其與分子內(nèi)第4 4或第或第5 5位位ThrThr（蘇氨酸）間（蘇氨酸）間形成氫鍵來幫助水蛭素形成氫鍵來幫助水蛭素N N端肽段的正確取向，從而端肽段的正確取向，從而提高凝血效率，試管試驗(yàn)活性提高提高凝血效率，試管試驗(yàn)活性提高4 4倍，在動物模倍，在動物模型上檢驗(yàn)抗血栓形成的效果，提高型上檢驗(yàn)抗血栓形成的效果，提高2020倍。倍。Page 90n2生長激素改造n生長激素通過對它特異受體的作用促進(jìn)細(xì)胞和生