《蛋白質工程新授》PPT課件.ppt

蛋白質是一切生命活動的體現(xiàn)者。 基因控制蛋白質的合成,第三節(jié) 蛋白質工程,1、基因工程的應用 （1）基因工程的實質：將一種生物的 轉移到另一種生物體內，使后者產生本不能產生的 ，進而表現(xiàn)出新的 。 （2）基因工程的不足：在原則上只能生產自然界已存在的 。 2、天然蛋白質的不足 天然蛋白質是生物在長期 過程中形成的，它們的 符合特定物種 的需要，卻不一定完全符合人類生產和生活的需要。 3、蛋白質工程的目的 生產符合人類生產和生活的需要的 。,一、蛋白質工程崛起的緣由,基因,蛋白質,性狀,蛋白質,進化,結構和功能,生存,蛋白質,基因工程一般只能生產自然界中已存在的蛋白質，不一定滿足人類的需要。 如：干擾素是動物體內的蛋白質，可用于治療病毒的感染和癌癥，但在體內不易保存，如果將它的一個半胱氨酸轉化為絲氨酸，則可在-70條件下保存半年。,為什么要開展蛋白質工程？,對天然蛋白質進行改造，你認為應該直接對蛋白質分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(xiàn)？,答：毫無疑問應該從對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質改造，主要原因是： 基因控制蛋白質的合成,并且基因能遺傳給下一代,蛋白質工程一般是先創(chuàng)造出適合人類需求的新基因，然后表達具有特定結構和功能的蛋白質。 關鍵技術：基因工程 蛋白質工程稱為第二代基因工程,前提： 了解蛋白質的結構和功能的關系 空間結構的測定： X射線晶體衍射法、 核磁共振 一級結構的測定,蛋白質的結構,蛋白質的一級結構,蛋白質的結構,蛋白質的二級結構,蛋白質的結構,胰島素的三級結構,蛋白質的結構,血紅蛋白質的四級結構,蛋白質工程的基本原理,途徑： 預期蛋白質功能設計出預期的蛋白質結構推測應用的氨基酸序列設計DNA的脫氧核苷酸序列,討論：怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？ 請把相應的堿基序列寫出來。,某多肽鏈的一段氨基酸序列是： -丙氨酸-色氨酸-賴氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-,丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG 色氨酸：UGG 賴氨酸：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU、UUC,蛋白質的改造,大改：設計并制造自然界中不存在的全新蛋白質，使之具有特定的氨基酸序列、空間結構和預期功能,中改：在蛋白質分子中替代某一個肽段或一個特定的結構域,小改：通過基因工程中的定點誘變技術，有目的改造蛋白質分子中某活性部位的1個或幾個氨基酸殘基，以改善蛋白質的性質和功能,胰島素改造 天然胰島素制劑在儲存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進入血液，從而延緩了其降血糖作用，也增加了抗原性，利用蛋白質工程技術將胰島素B鏈由B28脯氨酸-B29賴氨酸改為B28賴氨酸-B29脯氨酸，則可降低其聚合作用，使胰島素快速起作用。該速效胰島素已通過臨床實驗。,二、蛋白質工程的應用,改造酶的結構 提高酶的熱穩(wěn)定性,制藥領域 例：鼠人嵌合抗體的形成,在基因水平上對抗體進行重組，產生人恒定區(qū)和可變區(qū)嵌合體,對人體的不良反應減少。,理論和技術方面 解析蛋白質結構信息,蛋白質工程的概念,蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。,蛋白質工程的實質是對編