高中生物蛋白质工程专题.ppt

知识回顾
基因工程的实质是什么？
将一种生物的 转移到另一种生物体内，
后者可以产生它本来不能产生的 ，进
而表现出新的 。
思考：
基因工程产生的蛋白质是否完全
符合人类生产和生活的需要？
基因
蛋白质
性状
一、蛋白质工程崛起的缘由
1、基因工程的局限性：
a、在原则上只能生产自然界已存在的 。
b、天然蛋白质的不足
天然蛋白质是生物在长期 过程中形成的，它们的 符合特定物种 的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
2、蛋白质工程的目的：
生产符合人类生产和生活的需要并非自然界已存在的
。
蛋白质
进化
结构和功能
生存
蛋白质
例如：
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）
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高数倍
二、蛋白质工程的基本原理
1
蛋白质工程的概念
2
前提：
原理：
目的：
了解蛋白质的结构和功能
改造基因（基因修饰或基因合成）
定向改造或制造蛋白质
以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
对天然蛋白质进行改造，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？
：
是对编码蛋白质的基因进行改造
蛋白质工程流程图：
蛋白质
三维结构
氨基酸序列
多肽链
基因
DNA
预期功能
DNA合成
分子设计
mRNA
生物功能
转录
翻译
折叠
从预期的蛋白质功能出发
设计预期的蛋白质结构
推测应有的氨基酸序列
找到相应的脱氧核苷酸序列
天然蛋白质的合成途径：
二、蛋白质工程的基本原理
对照P27蛋白质工程流程图，说出主要步骤。
蛋白质工程的主要步骤通常包括：
（1）从生物体中分离纯化目的蛋白；
（2）测定其氨基酸序列；
（3）借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可能地了解蛋白质的二维结构和三维晶体结构;
（4）设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响；
（5）设计编码该蛋白的基因改造方案，如点突变；
（6）分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。