干扰素干扰素.ppt

基因工程的实质:将一种生物的         转移到另一种生物体内,后者产生它本不能产的       ,进而表现出  。基因蛋白质新的性状回顾:基因工程的成果基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。这些蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要,却不一定完全符合人类生产和生活的需要。基因工程的局限性:科学家在干扰素的保存和玉米的赖氨酸的产量上面临什么样的问题?如何解决这些问题?、抗肿瘤的药物。将人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达,产生的干扰素的抗病毒活性为106U/mg,只相当于天然产品的十分之一,虽然在大肠杆菌中合成的β-干扰素量很多,但多数是以无活性的二聚体形式存在。,原因是合成赖氨酸的两个关键酶----天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性,受细胞内的赖氨酸浓度的影响较大,当赖氨酸的浓度达到一定量时,就会抑制这两种酶的活性.—相关资料:例如:干扰素是一种抗病毒、抗肿瘤的药物。将人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达,产生的干扰素的抗病毒活性为106U/mg,只相当于天然产品的十分之一,虽然在大肠杆菌中合成的β-干扰素量很多,但多数是以无活性的二聚体形式存在。为什么会这样?如何改变这种状况?研究发现,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的二硫键。研究人员将第17位的半胱氨酸,通过基因定点突变改变成丝氨酸,结果使大肠杆菌中生产的β-干扰素的抗病性活性提高到108U/mg,并且比天然β-干扰素的贮存稳定性高很多。再如玉米中的赖氨酸含量比较低,原因是合成赖氨酸的两个关键酶----天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性,受细胞内的赖氨酸浓度的影响较大,当赖氨酸的浓度达到一定量时,,将二氢吡啶二羧酸合成酶的苏氨酸变成异亮氨酸,就可以使玉米叶片和种子中游离的赖氨酸提高5倍和2倍“后基因组时代”将是“蛋白质组学时代”,即从对基因信息的研究转向对蛋白质信息的研究,包括研究蛋白质结构、功能与应用及蛋白质相互关系和作用。改造干扰素(半胱氨酸)体外很难保存干扰素(丝氨酸)体外可以保存半年玉米中赖氨酸含量比较低天冬氨酸激酶(352位的苏氨酸)二氢吡啶二羧酸合成酶(104位的天冬酰胺)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高数倍改造改造问题1:解决:蛋白质功能不能满足需求改变蛋白质的结构一、蛋白质工程崛起的缘由-----半胱氨酸-----体外很难保存?如何改造------丝氨酸-------体外可以保存半年问题2:如何对天然蛋白质的结构进行改造?干扰素干扰素(改)思考与讨论(你认为直接对蛋白质分子进行操作,还是通过对基因的操作来实现?能否说出你的理由?)答:毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造,主要原因如下:(1)任何一种天然蛋白质都是由基因编码的,改造了基因即对蛋白质进行了改造,而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造,即使改造成功,被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。(基因改造—可遗传;蛋白质改造—不可遗传)(2)对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作,难度要小得多。