高中生物人教版選修蛋白質(zhì)工程的崛起《蛋白質(zhì)工程的崛起》部優(yōu)課件

1、1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起西安市第三中學(xué) 李月明人干擾素作用：抗病毒、抑制細胞增殖、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤等。來源：白細胞。煙草細胞人干擾素基因?qū)肴烁蓴_素?zé)煵輦鹘y(tǒng)生產(chǎn)干擾素的方法：從人血液中的白細胞內(nèi)提取。問題：產(chǎn)量及其有限?；蚬こ探鉀Q方法：活動一：探索天然干擾素的改造1、問題：2、目標：1、前提：3、方案：天然干擾素在體外難以保存延長干擾素保存時間改造干擾素結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)/空間結(jié)構(gòu)了解干擾素結(jié)構(gòu)及其與功能的關(guān)系方案設(shè)計操作驗證2、實驗：改造干擾素檢驗效果長樂坊大學(xué)博士身份系偽造，且涉嫌學(xué)術(shù)造假 近日，長樂坊大學(xué)博士鄧某被指“學(xué)術(shù)”和“身份”造假的消息引起人們關(guān)注。真相到底如何？鄧某和學(xué)校方面如何

2、回應(yīng)此事？有關(guān)各方如何看待此事？記者對此進行了采訪和調(diào)查。 學(xué)術(shù)質(zhì)疑 鄧某在尊德學(xué)報上發(fā)表的文章對干擾素進行改造，使其體外保存時間延長至兩年，該文章涉嫌編造實驗過程，偽造實驗數(shù)據(jù)。 身份造假 改造干擾素的實驗思路（ ） 實施改造的實驗方法和技術(shù)（ ）真假問題：到底該如何實現(xiàn)對干擾素結(jié)構(gòu)的改造呢？思路：設(shè)計干擾素的結(jié)構(gòu)新的mRNA新的干擾素基因技術(shù)：活動二：干擾素的改造思路和方法預(yù)期干擾素功能推測推測方法：轉(zhuǎn)錄翻譯DNA定點突變技術(shù)等基因修飾基因合成用DNA合成儀進行化學(xué)合成實現(xiàn)前提：了解干擾素結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系。生產(chǎn)實踐環(huán)節(jié)活動三：實現(xiàn)新型干擾素的大量生產(chǎn)問題：成功獲得新的干擾素基因后，最終

3、如何實現(xiàn)新型干擾素的大量生產(chǎn)？方案：新的干擾素基因+ 基因的運載體基因工程利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)新型干擾素功效檢驗應(yīng)用：5、干擾素改造成功后，如何實現(xiàn)大量生產(chǎn)？1、為什么要對干擾素進行改造？2、要開展這項工作的前提/基礎(chǔ)是什么？4、實現(xiàn)干擾素改造的關(guān)鍵操作是？提 示活動四：總結(jié)成功改造干擾素的流程3、改造干擾素的思路和原理是？蛋白質(zhì)工程 蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與功能的關(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)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類生產(chǎn)生活的需求。關(guān)系蛋白質(zhì)工程的實例胰島素的改造歷程第一代胰島素：動物胰島素提取量少，免疫原性高第二代胰島素：轉(zhuǎn)基因人胰島素

4、起效時間、峰值時間、作用持續(xù)時間不理想第三代胰島素：速效胰島素類似物、長效胰島素類似物 速效胰島素：利用基因工程技術(shù)，改變： （1）胰島素肽鏈上某些部位的氨基酸組合； （2）改變等電點；（3）增加六聚體強度； （4）以鈷離子替代鋅離子； （5）在分子中增加脂肪酸鏈； （6）加大與白蛋白的結(jié)合。理化和生物學(xué)特征改變更適合人體生理需要的胰島素類似物。胰島素一級結(jié)構(gòu)胰島素空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)工程的進展和前景蛋白質(zhì)工程存在的問題：人們對許多蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)的了解還很不夠。 課下查閱“蛋白質(zhì)組計劃”，了解這項工作的主要內(nèi)容和進展小組匯總小組可展示成果。 課下梳理蛋白質(zhì)工程成功的案例及原理小組匯總小組可展示成果

5、。1、蛋白質(zhì)工程中直接需要進行操作的對象是 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) 2、將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胗衩准毎?，可以提高玉米中的賴氨酸含量；更換賴氨酸形成過程中的天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的個別氨基酸，使兩種酶的活性提高，也可以提高玉米中的賴氨酸含量。以上兩種技術(shù)分別屬于 A.基因工程、基因工程B.蛋白質(zhì)工程、蛋白質(zhì)工程 C.基因工程、蛋白質(zhì)工程D.蛋白質(zhì)工程、基因工程C3、判斷正誤（1）基因工程需對基因進行分子水平操作，蛋白質(zhì)工程不需對基因進行操作（ ）（2）基因工程是分子水平操作，蛋白質(zhì)工程是細胞水平（或性狀水平）操作（ ）（3）蛋白質(zhì)工程能定向改造

6、蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生自然界中不曾存在的新型蛋白質(zhì)分子（ ）（4）蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)（ ）（5）蛋白質(zhì)工程的操作起點是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設(shè)計出相應(yīng)的基因，并借助基因工程實現(xiàn)（ ）課后作業(yè)2、查閱“蛋白質(zhì)組計劃”，了解這項工作的主要內(nèi)容和進展。1、梳理基因工程和蛋白質(zhì)工程的區(qū)別與聯(lián)系。（必做）3、梳理蛋白質(zhì)工程成功的案例及原理海報海報謝謝觀看！蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)天然干擾素 改造后的干擾素 TAAACAAUUUGU異亮氨酸半胱氨酸 定點突變可以向目的DNA片段中引入堿基的添加、刪除、點突變等變化，能迅速、高效的提高DNA所表達的目的蛋白的性狀及表征。項目基因工程蛋白質(zhì)工程操作起點操作核心過程目標結(jié)果聯(lián)系獲取目的基因預(yù)期的蛋白質(zhì)功能構(gòu)建基因表達載體基因修飾/合成獲取目的基因構(gòu)建表達載體導(dǎo)入受體細胞目的基因的檢測與表達預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)根據(jù)氨基酸序列推測核苷酸序列基因修飾/合成