14_蛋白質(zhì)工程的崛起(上課用) (2)

1、蛋白質(zhì)工程的崛起蛋白質(zhì)工程的崛起1、基因工程的應(yīng)用、基因工程的應(yīng)用（1）基因工程的實(shí)質(zhì)：將一種生物的）基因工程的實(shí)質(zhì)：將一種生物的 轉(zhuǎn)移到另轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使后者產(chǎn)生本不能產(chǎn)生的一種生物體內(nèi)，使后者產(chǎn)生本不能產(chǎn)生的 ，進(jìn)而表現(xiàn)出新的進(jìn)而表現(xiàn)出新的 。（2）基因工程的不足：在原則上只能生產(chǎn)自然界已存）基因工程的不足：在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的在的 。2、天然蛋白質(zhì)的不足、天然蛋白質(zhì)的不足 天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期 過(guò)程中形成的，過(guò)程中形成的，它們的它們的 符合特定物種符合特定物種 的需要，卻不的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的

2、需要。3、蛋白質(zhì)工程的目的、蛋白質(zhì)工程的目的 生產(chǎn)符合人類生產(chǎn)和生活的需要的生產(chǎn)符合人類生產(chǎn)和生活的需要的 。一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由基因基因蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)性狀性狀蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)進(jìn)化進(jìn)化結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)和功能生存生存蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)二、蛋白質(zhì)工程的基本原理二、蛋白質(zhì)工程的基本原理1、目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì)、目標(biāo)：根據(jù)人們對(duì) 功能的特定需求，對(duì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的 進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。2、原理：改造基因（基因、原理：改造基因（基因 或基因或基因 ） 。3、流程：、流程： 預(yù)期蛋白質(zhì)功能預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 推測(cè)應(yīng)推測(cè)應(yīng)有的有的 序列序列找到對(duì)應(yīng)的找到對(duì)應(yīng)的 序列。

3、序列。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)修飾修飾合成合成預(yù)期的蛋白質(zhì)預(yù)期的蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸（1 1）從生物體中）從生物體中分離純化分離純化目的目的蛋白蛋白；（2 2）測(cè)定測(cè)定其氨基酸其氨基酸序列序列；（3 3）借助核磁共振和）借助核磁共振和X X射線晶體衍射等手段，盡可能射線晶體衍射等手段，盡可能地地了解了解蛋白質(zhì)的二維重組和三維晶體蛋白質(zhì)的二維重組和三維晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu); ;（4 4）設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)各種各種處理?xiàng)l件處理?xiàng)l件，了解了解蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化結(jié)構(gòu)變化，包括折疊與去折疊等包括折疊與去折疊等對(duì)其活性與功能的影響對(duì)其活性與功能的影響；（5 5）設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)編碼該蛋白的編碼該蛋白的基因改造方

4、案基因改造方案，如點(diǎn)突變；，如點(diǎn)突變；（6 6）分離、純化新蛋白分離、純化新蛋白，功能檢測(cè)功能檢測(cè)后投入實(shí)際使用。后投入實(shí)際使用。蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程的概念n蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程是指以是指以蛋白質(zhì)分子的蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律結(jié)構(gòu)規(guī)律及其及其生物功能生物功能的關(guān)系的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)作為基礎(chǔ)，通過(guò)基因修飾基因修飾或或基基因合成因合成，對(duì)，對(duì)現(xiàn)有現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是對(duì)蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是對(duì)編碼蛋白質(zhì)編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行改造的基因進(jìn)行改造三、蛋白質(zhì)工程的基本原理

5、三、蛋白質(zhì)工程的基本原理基因基因DNA氨基酸序氨基酸序列多肽鏈列多肽鏈蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)預(yù)期功能預(yù)期功能生物功能生物功能mRNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯折疊折疊DNA合成合成分子設(shè)計(jì)分子設(shè)計(jì)中心法則中心法則蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程項(xiàng)目項(xiàng)目基因工程基因工程蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程操作起點(diǎn)操作起點(diǎn)操作核心操作核心過(guò)程過(guò)程目標(biāo)目標(biāo)結(jié)果結(jié)果聯(lián)系聯(lián)系目的基因目的基因 預(yù)期的蛋白質(zhì)功能預(yù)期的蛋白質(zhì)功能 基因表達(dá)載體基因表達(dá)載體基因基因獲取目的基因獲取目的基因構(gòu)建表達(dá)載體構(gòu)建表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與表達(dá)目的基因的檢測(cè)與表達(dá)預(yù)期蛋白質(zhì)功能預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序

6、列推測(cè)氨基酸序列推測(cè)核苷酸序列推測(cè)核苷酸序列合成合成DNA 表達(dá)出蛋白質(zhì)表達(dá)出蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特定向改造生物的遺傳特性，獲得人類所需的生性，獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品物類型或生物產(chǎn)品定向定向改造或生產(chǎn)改造或生產(chǎn)人類所人類所需的蛋白質(zhì)需的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)白質(zhì)蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上,延伸出來(lái)的第延伸出來(lái)的第二代基因工程二代基因工程。因?yàn)閷?duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造。因?yàn)閷?duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過(guò)基因的修飾或基因的合成。新的蛋白質(zhì)，必須通過(guò)基因的修飾或基因的合成。生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋白

7、質(zhì)白質(zhì)三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景1、前景誘人：如用此技術(shù)制成的、前景誘人：如用此技術(shù)制成的 ，具有具有 、耗電少和、耗電少和 的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。2、難度很大：主要是目前科學(xué)家對(duì)大多數(shù)蛋白、難度很大：主要是目前科學(xué)家對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的質(zhì)的 的了解還很不夠。的了解還很不夠。電子元件電子元件體積小體積小效率高效率高高級(jí)結(jié)構(gòu)高級(jí)結(jié)構(gòu)胰島素改造胰島素改造1 關(guān)于生物體內(nèi)存在的天然蛋白質(zhì)，下列說(shuō)法關(guān)于生物體內(nèi)存在的天然蛋白質(zhì)，下列說(shuō)法不正確的是（不正確的是（ ）A是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的B它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物

8、種生存的需要C構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸目前發(fā)現(xiàn)的有構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸目前發(fā)現(xiàn)的有20種種D一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)D練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)2蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對(duì)象是（蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對(duì)象是（） 氨基酸結(jié)構(gòu)氨基酸結(jié)構(gòu) B蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu) C肽鏈結(jié)構(gòu)肽鏈結(jié)構(gòu) D基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu) 練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)n3下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）nA蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類的需要加符合人類的需要nB蛋白質(zhì)工程是在

9、分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)nC蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋白質(zhì)分子白質(zhì)分子nD蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又被稱為第二代蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又被稱為第二代基因工程基因工程練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)n4 4、以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法正確的是（）、以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法正確的是（）nA A、蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)、蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)nB B、蛋白質(zhì)工程就是酶工程的延伸、蛋白質(zhì)工程就是酶工程的延伸nC C、蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對(duì)

10、蛋白質(zhì)進(jìn)行改造、蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造nD D、蛋白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì) 練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)5 5、蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是（）、蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是（）蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DNA合成合成 預(yù)期蛋白質(zhì)功能預(yù)期蛋白質(zhì)功能根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列 A B C D練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)n6 6、蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)、蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第二代基因工程，其結(jié)果產(chǎn)生的蛋白質(zhì)是（的第二代基因工程，其結(jié)果產(chǎn)生的蛋白質(zhì)是（）nA氨基酸種類增多氨基酸種類增多 n

11、B氨基酸種類減少氨基酸種類減少nC仍為天然存在蛋白質(zhì)仍為天然存在蛋白質(zhì) nD可合成天然不存在蛋白質(zhì)可合成天然不存在蛋白質(zhì)7、關(guān)于蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和應(yīng)用，下列說(shuō)法、關(guān)于蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和應(yīng)用，下列說(shuō)法不正確的是（不正確的是（ ）A科學(xué)家通過(guò)對(duì)胰島素的改造，已使其成為科學(xué)家通過(guò)對(duì)胰島素的改造，已使其成為速效藥品速效藥品B生物和材料科學(xué)家正積極探索將蛋白質(zhì)工生物和材料科學(xué)家正積極探索將蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面程應(yīng)用于微電子方面C蛋白質(zhì)工程技術(shù)已經(jīng)非常成熟，目前正被蛋白質(zhì)工程技術(shù)已經(jīng)非常成熟，目前正被大力推廣應(yīng)用大力推廣應(yīng)用D蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程，目前蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程，目前成功的例子不多成功的例子不多練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)C8、T4溶菌酶的穩(wěn)定性大大提高的根本原因是溶菌酶的穩(wěn)定性大大提高的根本原因是（ ）A控制控制T4溶菌酶合成的基因的一個(gè)位點(diǎn)發(fā)生溶菌酶合成的基因的一個(gè)位點(diǎn)發(fā)生突變突變B控制控制T4溶菌酶合成的溶菌酶合成的mRNA上的密碼子發(fā)上的密碼子發(fā)生變化生變化CT4溶菌酶中一個(gè)氨基酸發(fā)生了替換溶菌酶中一個(gè)氨基酸發(fā)生了替換DT4溶菌酶中的第溶菌酶中的第3位氨基酸由異亮氨酸變位氨基酸由異亮氨酸變?yōu)榘腚?/p>