蛋白質(zhì)工程的崛起ppt(整合).

1、蛋白質(zhì)工程的崛起胰島素改造天然胰島素制劑在儲存中易形成二 聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位 :進(jìn)入血液，從而延緩了其降血糖作用， 這是胰島素B2 3-B2 8氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所 致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變這些殘基， ， 則可降低其聚合作用，使胰島素快速起 作用。該速效胰島素已通過臨床實(shí)驗(yàn)。 乍這種制劑的形成正是利用了蛋白質(zhì)工程 £技術(shù)。2 基因工程的不足是什么？3 天然蛋白質(zhì)的不足是什么？4蛋白質(zhì)工程的目的是什么？、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1、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)生的蛋白任務(wù)：閱讀教材第26頁第二段 時間：3分鐘問題

2、：1 基因工程的實(shí)質(zhì)是什么？盂卑匕質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀。(2)基因工程的不足：在的蛋白質(zhì)。在原則上只能生產(chǎn)自然界已存3、蛋白質(zhì)工程的目的例如汕o O2、天然蛋白質(zhì)的不足體外可以保存半年玉米中賴氨酸含量可提高數(shù)倍更連干擾素（絲氨酸）干擾素（半胱氨酸）體外很難保存玉米中賴氨酸含量比較低生產(chǎn)符合人類生產(chǎn)和生活的需 要的蛋白質(zhì)。滿足人類生產(chǎn)和生活的天冬氨酸激酶（352位的蘇氨酸）天冬氨酸激酶（異亮氨酸）天然蛋白質(zhì)是生物在長期進(jìn)化過程 中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合 特定物種生存的需要，卻不一定完 全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。二氫毗唳二竣酸合成酶（異亮氨酸）二氫毗唳二竣酸合成酶改造（104位的天冬酰胺

3、）'任務(wù)：閱讀教材第26頁第三段時間：3分鐘問題：1 蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是什么？2蛋白質(zhì)工程的原理？思考26頁第二個問號3.蛋白質(zhì)工程的基本途徑是什么？4 總結(jié)出什么是蛋白質(zhì)工程？1、二、蛋白質(zhì)工程的基本原理=|目標(biāo)：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求, 對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計。2、原理:二、蛋白質(zhì)工程的基本原理改造基因（基因修飾或基因合成）g 思考：對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為 播 應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是 通過對基因的操作來實(shí)現(xiàn)？應(yīng)該從對基因的操作來實(shí)現(xiàn)對天然蛋 號白質(zhì)改造，主宴原因如下：（D任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼 的，改造了基因即對蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造， 而且改造過

4、的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果 對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改 造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的。（2）對基因進(jìn)行改造比對蛋白質(zhì)直接改造 要容易操作，難度要小得多。1、目標(biāo)：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋 渾勻質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計。2、原理：天然蛋白質(zhì)的合成遵循中心法則天然蛋白質(zhì)的合成過程DNA轉(zhuǎn)錄RNA翻譯折疊等表達(dá)生物特有的功能或性狀具有空間結(jié) 構(gòu)的蛋白質(zhì)遵循中心法則，并需經(jīng)過高級空間結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變3途徑：預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)I推測應(yīng)有的氨基酸序列X找到相對應(yīng)的脫氧核昔酸序列（基因）為子氨基酸序 列多肽鏈折疊蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)圖-29蛋白質(zhì)工程流程圖生物預(yù)期 功能功能A蛋白質(zhì)

5、工程的主要步驟通常包括，（1）從生物體中分離純化目的蛋白;（2）測定其氨基酸序列；（3）借助核磁共振和X射線晶體衍射等手段，盡可能 地了解蛋白質(zhì)的二維重組和三維晶體結(jié)構(gòu)；（4）設(shè)計各種處理條件，了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，包 括折疊與去折疊等對其活性與功能的影響；（5）設(shè)計編碼該蛋白的基因改造方案，如定點(diǎn)突變;（6）分離.純化新蛋白，功能檢測后投入實(shí)際使用。蛋白質(zhì)工程的概念幾蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其主物功能的關(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。蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上,延伸出來的第二代基因工程。AAG

6、UUU、UUC討論：某多肽鏈的一段氨基酸序列是:mRNA序列GCU （或C或A或G） UGGAAA （或G） AUGUUU （或C）-丙氨酸-色氨酸-賴氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-G U.GAU GCUG: :酸 酸酸氨 氨氨硫 丙色甲GCC、 GCA、 GCG 賴氨酸：AAA、 苯丙氨酸:討論：1、怎樣得出決定這一段肽鏈的脫 氧核昔酸序列？請把相應(yīng)的堿基序列寫 出來。脫氧核昔酸序列CGA （或G或T或C） ACCTTT （或C）TACAAA （或G）GCT （或C或A或G） TGGAAA （或G） ATGTTT （或C）2確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合 成或改造目的基因（DNA） ?可以

7、通過人工合成的方法獲取或基因的定 點(diǎn)誘變技術(shù)來改變?；蚨c(diǎn)誘變技術(shù)的常用方法是PCR法。PCR技術(shù)（定點(diǎn)突變試劑盒）突變點(diǎn):手段:目的:DNA （單鏈）人工合成的引物上獲得定點(diǎn)突變的基因DNA （單鏈）mRNA3'蛋白質(zhì)40三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景:1進(jìn)展水蛭素改造生長激素改造胰島素改造 治癌酶的改造（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例1. 水蛭素改造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65或66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HV2的設(shè)計方案， 將47位的Asn

8、 （天冬酰胺）變成Lys （賴氨酸）， 使其與分子內(nèi)第4或第5位Thr （蘇氨酸）間形成氫 鍵來幫助水蛭素N端肽段的正確取向，從而提高抗凝血效率，試管試驗(yàn)活性提高了4倍，在動物模型2. 生長激素改造生長激素通過對它特異受體的作用促進(jìn)細(xì)胞和機(jī)體的生 長發(fā)育，然而它不僅可以結(jié)合生長激素受體，還可以結(jié)合 許多種不同類型細(xì)胞的催乳激素受體，引發(fā)其他生理過程。 在治療過程中為減少副作用，需使人的重組生長激素只與 生長激素受體結(jié)合，盡可能減少與其他激素受體的結(jié)合。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，二者受體結(jié)合區(qū)有一部分重疊，但并不完全 相同，有可能通過改造加以區(qū)別。由于人的生長激素和催 乳激素受體結(jié)合需要鋅離子參與作用，而它

9、與生長激素受 體結(jié)合則無需鋅離子參與，于是考慮取代充當(dāng)鋅離子配基 的氨基酸側(cè)鏈，如第18和第21位His （組氨酸）和第17位 Glu （谷氨酸）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)先設(shè)想一致，但要開發(fā)作 為臨床用藥還有大量的工作要做。3. 胰島素改造天然胰島素制劑在儲存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進(jìn)入血液，從而延緩 了其降血糖作用，也增加了抗原性，這是胰島素B23-B28氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變這些殘基，則可降低其聚合作用，使胰 島素快速起作用。該速效胰島素已通過臨床實(shí)驗(yàn)。蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1、2前景應(yīng)用于微電子方面制作電子元件具有 體積小、耗電少和 效率高的特點(diǎn)3.現(xiàn)狀蛋白質(zhì)

10、工程目前成功的例子不多，原因是對蛋白質(zhì)的 高級結(jié)構(gòu)了解不夠。要設(shè)計出更加符合人類需求的蛋 白質(zhì)還需經(jīng)過艱辛的探索。2.蛋白質(zhì)工程的原理：中心法則的逆推預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列3、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景找到相應(yīng)的脫氧核昔酸序列1法不正確的是(A.B.C.D.關(guān)于生物體內(nèi)存在的天然蛋白質(zhì)，下列說) n是生物在長期進(jìn)化過程中形成的u它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要 構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸目前發(fā)現(xiàn)的有20種 一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要 2.蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對象是A. 氨基酸結(jié)構(gòu)B.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu) °C.肽鏈結(jié)構(gòu)D.基因結(jié)構(gòu)下列關(guān)于

11、蛋白質(zhì)工程的說法錯誤的是 ) B蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)3.(A.構(gòu)，使之更加符合人類的需要r：B蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu):c.蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在 過的新型蛋白質(zhì)分子:D.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 4.以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法正確的是（） T A.蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)B.蛋白質(zhì)工程就是酶工程的延伸AC.蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造D.蛋白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì)5. 蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是（C） 蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計DNA合成預(yù)期蛋白 質(zhì)功能根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核昔酸序列A.B.C.D.6、蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸 出來的第二代基因工程，其結(jié)果產(chǎn)生的蛋白 質(zhì)是（） A.氨基酸種類增多D B