生物蛋白质工程的崛起新人教版选修省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

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活动1：假如想让某一个生物性状在另外一个生物身上表示，惯用方法有哪些？
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在已研究过几千种酶中，只有极少数能够应用于工业生产，绝大多数酶都不能应用于工业生产，这些酶即使在自然状态下有活性，但在工业生产中没有活性或活性很低。这是因为工业生产中每一步反应体系中经常会有酸、碱或有机溶剂存在，反应温度较高，在这种条件下，大多数酶会很快变性失活。提升蛋白质稳定性是工业生产中一个非常主要课题。普通来说，提升蛋白质稳定性包含：延长酶半衰期，提升酶热稳定性，延长药用蛋白保留期，抵抗因为主要氨基酸氧化引发活性丧失等。
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干扰素是一个抗病毒、抗肿瘤药品。将人干扰素cDNA在大肠杆菌中进行表示，产生干扰素抗病毒活性为106 U/mg，只相当于天然产品十分之一，即使在大肠杆菌中合成β-干扰素量很多，但多数是以无活性二聚体形式存在。为何会这么？怎样改变这种情况？研究发觉，β-干扰素蛋白质中有3个半胱氨酸（第17位、31位和141位），推测可能是有一个或几个半胱氨酸形成了不正确二硫键。研究人员将第17位半胱氨酸，经过基因定点突变改变成丝氨酸，结果使大肠杆菌中生产β-干扰素抗病性活性提升到108 U/mg，而且比天然β-干扰素贮存稳定性高很多。
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比如：
改造
干扰素（半胱氨酸）
体外极难保留
干扰素（丝氨酸）
体外能够保留六个月
玉米中赖氨酸含量比较低
天冬氨酸激酶
（352位苏氨酸）
二氢吡啶二羧酸合成酶（104位天冬酰胺）
改造
改造
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升数倍
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蛋白质工程概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功效关系作为基础，经过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造或制造一个新蛋白质，以满足人类对生产和生活需求。
前提：
了解蛋白质结构和功效
原理：
改造基因（基因修饰或基因合成）
目标：
定向改造或制造蛋白质
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基因表示流程图
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蛋白质工程流程图
从预期蛋白质功效出发
设计预期蛋白质结构
推测应有氨基酸序列
找到对应脱氧核苷酸序列
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讨论：
1、怎样得出决定这一段肽链脱氧核苷酸序列？
请把对应碱基序列写出来。
活动2 某多肽链一段氨基酸序列是：
……-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-……
丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG 色氨酸：UGG 赖氨酸：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU、UUC
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每种氨基酸都有对应三联密码子,只要查一下遗传密码子表,就能够将上述氨基酸序列编码序列查出来。不过因为上述氨基酸序列中有几个氨基酸是由多个三联密码子编码,所以其碱基排列组合起来就比较复杂,最少能够排列出16种。同学们能够依据学过排列组合知识自己排列一下。首先应该依据三联密码子推出mRNA序列为GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C），再依据碱基互补配对规律推出脱氧核苷酸序列：CGA（或G或T或C）ACCTTT（或C）TACAAA（或G）。
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