生物技术导论教案.docx

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——蛋白质工程
教课目标:1、认识蛋白质工程的观点、蛋白质的基础构造、基来源理;2、理解蛋白质的研究方法;3、认识蛋白质组学;4、经过适合组织议论让同学们踊跃参加讲堂,掌握和认识一些基本的蛋白质工程运用。
教课要点:1、蛋白质的高级构造;2、蛋白质组学;3、蛋白质的研究方法;
教课难点:1、改变蛋白质构造的方法;2、蛋白质功能和构造设
计。
解说内容:主要内容简介-—本次课解说《生物技术导论》
P154—167),包含教课内容蛋白质的构造基础、蛋白质的研究方
法、蛋白质工程的运用实例、蛋白质组学;此中要点解说:蛋白质的研究方法、蛋白质组学.
详尽内容
(一)蛋白质构造基础
1、蛋白质的构造
(1)构造:蛋白质分子是由氨基酸首尾相连缩合而成的共价多肽
链,可是天然蛋白质分子其实不是走向随机的松懈多肽链。每一种天然蛋白质都有自己独有的空间构造或称三维构造,这类三维构造往常被称为蛋白质的构象,即蛋白质的构造。
2)功能:各样生命功能、生命现象、生命活动都和蛋白质相关:。b。经过激素调理代谢作用。。.
2、蛋白质工程观点:蛋白质工程就是以蛋白质的构造与功能为基础,利用基因工程的手段,依据人类自己的需要,定向地改造天然的蛋白质,甚至创建新的、自然界本不存在的、拥有优秀特征的蛋白质分子。
3、蛋白质的构造基础
(1)蛋白质的一级构造(

primarystructure)

定义:蛋白质的
一级构造是指氨基酸按必定的次序经过肽键相连而成的多肽链

,也是
蛋白质最基本的构造。
图1:蛋白质一级构造
(2)蛋白质二级构造(secondarystructure)定义:二级结
构是指多肽链借助于氢键沿一维方向摆列成拥有周期性的构造的构
象,是多肽链局部的空间构造(构象)主要形式:α—螺旋、β-折叠、
β-转角等多媒体展示蛋白质的二级构造
图二:蛋白质二级构造
(3)
蛋白质三级构造(tertiarystructure
)三级构造主要针
对球状蛋白质,是指整条多肽链由二级构造元件建立成的总三维构造。
图三:蛋白质三级构造
(4)蛋白质四级构造(quaternarystructure)四级构造是指
在亚基和亚基之间经过疏水作用等次级键联合成为有序摆列的特定
的空间构造。四级构造的蛋白质中每个球状蛋白质称为亚基。
图四:蛋白质的四级构造
4、蛋白质分子间的互相作用亚基间的聚合能够被解离,能够重
新聚合;四级构造的蛋白质分子亚基间能够杂交;多肽与蛋白质分子
间能够聚合。
(二)蛋白质工程的研究方法
1、蛋白质工程的研究策略
反向生物学技术:确立蛋白质的功能→蛋白质应有的高级构造
→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排
列,能够创建自然界不存在的蛋白质。即依据特定的生物功能,设
计蛋白质的氨基酸序列和空间构造。
2、蛋白质崭新设计(1)设计目标的选择包含:构造设计和功
能设计,当前主要重视构造设计构造设计一般从蛋白质的二级构造
开始,模拟蛋白质构造的稳固性功能设计主要进行天然蛋白质功能
的模拟2)蛋白质设计技术与方法序列最简化法:3)改变现有蛋
白质的构造(主要)
基本步骤:(1)分别纯化目标蛋白.(2)剖析目标蛋白质的一级
构造。(3)剖析目标蛋白质的三维构造以及构造与功能的关系。(4)
依据蛋白质的一级构造设计引物,克隆目的基因。(5)依据蛋白质的
三维构造和构造与功能的关系以及蛋白质改造的目的设计改造方案.
6)对目的基因进行人工定点突变。(7)改造后的基因在宿主细胞中的表达。(8)分别纯化表达的蛋白质并剖析其功能,评论能否达到设计目的人工定点突变方法.
(三)蛋白质工程技术的应用
1、胰蛋白酶2、金属硫蛋白3、人白细胞介素—24、组织纤溶酶原激活因子5、枯草杆菌蛋白酶。
(四)蛋白质组学(Proteomics)
1、人类蛋白质组计划概括:2001年,,该组织正式提出启动了两项重要国际合作行动:一项为哪一项由中国科学家牵头履行的“人类肝脏蛋白质组计划”;另一项为哪一项以美国科学家牵头履行的“人类血浆蛋白质组计划”,由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。“人类肝脏蛋白质组计划"是国际上第一个人类组织/器官的蛋白质组计划,由我国贺福初院士牵头,这是中国科学家第一次领衔的重要国际科研协作计划,总部设在北京,,为重要肝病预防、诊疗、治疗和新药研发的打破供给重要的科学基础。
2、蛋白质组学的研究内容包含:
(1)蛋白质判定:能够利用一维电泳和二维电泳并联合
Western等技术,利用蛋白质芯片和抗体芯片及免疫共积淀等技术对
蛋白质进行判定研究。(2)翻译后修饰:好多mRNA表达产生的蛋白
质要经历翻译后修饰如磷酸化,糖基化,酶原激活等。翻译后修饰是蛋
白质调理功能的重要方式.(3)蛋白质功能确立:如剖析酶活性和确
定酶底物,细胞因子的生物剖析,配基-受体联合剖析,基因表达产
物-蛋白质的功能剖析。此外对蛋白质表达出来后在细胞内的定位研
究也在必定程度上有助于蛋白质功能的认识。荧光蛋白表达系统就是研究蛋白质在细胞内定位的一个很好的工具.(4)分子医学的发展。,而好多药物的靶分子也是蛋白质。药物也能够干涉蛋白质-蛋白质互相作用.
4、蛋白质组学研究技术
(1)蛋白质组研究中的样品制备。(2)蛋白质组研究中的样品分别和剖析双向凝胶电泳-质谱技术、二维色谱相色谱-毛细管电泳
(LC-CE)(2D-LC)、二维毛细管电泳(2D-CE).
5、蛋白质组学发展趋向在基础研究方面,蛋白质组研究技术被应用到各样生命科学领域。在应用研究方面,,蛋白质组学的研究方法将出现多种技术并存,各有优势和限制的特色
(五)、议论:
1、蛋白质工程发展趋向。
2、蛋白质组学研究的研究意义.
3、互相沟通关于这节课的领会和认知。
讲堂小结:本章简要介绍了蛋白质的基础构造、基来源理,归纳地描绘了蛋白质工程的技术。经过举例说了然利用蛋白质工程和基因
工程技术对现有的蛋白质加以定向改造、,希望同学们在上过这节课后能对蛋白质工程有着一个初步认识和详细运用。
复习思虑题:
1、简单表达蛋白质构造的基本组件。
2、举例说明对现有蛋白质进行改造的主要方法及其运用。
3、什么是蛋白质组学?
作业:
课后阅读的参照书:
1。《现代生命科学概论》。黄诗笺主编。——北京:高等教育出
版社.
2、《现代生物技术导论》.陈章良主编。-—北京:高等教育第一版
社。
3、《现代生物技术导论》,瞿礼嘉,顾红雅,胡苹,陈章良编著,
高等教育第一版社。