14蛋白質(zhì)工程的崛起ppt課件

1、蛋白質(zhì)工程的崛起蛋白質(zhì)工程的崛起活動(dòng)活動(dòng)1:閱讀閱讀P26. 回答回答:為什么要進(jìn)行蛋白質(zhì)為什么要進(jìn)行蛋白質(zhì)工程工程?一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由 通過(guò)基因工程能夠大規(guī)模生產(chǎn)生物體內(nèi)微量存在通過(guò)基因工程能夠大規(guī)模生產(chǎn)生物體內(nèi)微量存在的活性物質(zhì)，并借助轉(zhuǎn)基因而改變動(dòng)植物性狀，得以的活性物質(zhì)，并借助轉(zhuǎn)基因而改變動(dòng)植物性狀，得以在人類(lèi)醫(yī)療保健中進(jìn)行基因診斷和基因治療。然而在在人類(lèi)醫(yī)療保健中進(jìn)行基因診斷和基因治療。然而在廣泛利用自然界各種蛋白質(zhì)的過(guò)程中就發(fā)現(xiàn)，這些蛋廣泛利用自然界各種蛋白質(zhì)的過(guò)程中就發(fā)現(xiàn)，這些蛋白質(zhì)只是適應(yīng)生物自身的需要，而對(duì)它們進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化白質(zhì)只是適應(yīng)生物自身的需要

2、，而對(duì)它們進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)往往不合意，需要加以改造。開(kāi)發(fā)往往不合意，需要加以改造。1、基因工程的應(yīng)用、基因工程的應(yīng)用（1基因工程的實(shí)質(zhì)：將一種生物的基因工程的實(shí)質(zhì)：將一種生物的 轉(zhuǎn)移到另轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使后者產(chǎn)生本不能產(chǎn)生的一種生物體內(nèi)，使后者產(chǎn)生本不能產(chǎn)生的 ，進(jìn)而表現(xiàn)出新的進(jìn)而表現(xiàn)出新的 。（2基因工程的不足：在原則上只能生產(chǎn)自然界已存基因工程的不足：在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的在的 。2、天然蛋白質(zhì)的不足、天然蛋白質(zhì)的不足 天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期 過(guò)程中形成的，過(guò)程中形成的，它們的它們的 符合特定物種符合特定物種 的需要，卻不的需要，卻不一定完全符合人類(lèi)生產(chǎn)和

3、生活的需要。一定完全符合人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需要。3、蛋白質(zhì)工程的目的、蛋白質(zhì)工程的目的 生產(chǎn)符合人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需要的生產(chǎn)符合人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需要的 。一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由基因基因蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)性狀性狀蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)進(jìn)化進(jìn)化結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)和功能生存生存蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)二、蛋白質(zhì)工程的基本原理二、蛋白質(zhì)工程的基本原理1、目的：根據(jù)人們對(duì)、目的：根據(jù)人們對(duì) 功能的特定需求，對(duì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的 進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。2、原理：改造基因基因、原理：改造基因基因 或基因或基因 ） 。3、流程、流程(基本思路）：基本思路）： 預(yù)期蛋白質(zhì)功能預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

4、推測(cè)應(yīng)推測(cè)應(yīng)有的有的 序列序列找到對(duì)應(yīng)的找到對(duì)應(yīng)的 序列。序列。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)構(gòu)造構(gòu)造修飾修飾合成合成預(yù)期的蛋白質(zhì)預(yù)期的蛋白質(zhì)氨基酸氨基酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為直接對(duì)蛋白質(zhì)分子對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)？進(jìn)行操作，還是通過(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)？（4 4設(shè)計(jì)各種處理?xiàng)l件，了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，設(shè)計(jì)各種處理?xiàng)l件，了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，包括折疊與去折疊等對(duì)其活性與功能的影響；包括折疊與去折疊等對(duì)其活性與功能的影響；（5 5設(shè)計(jì)編碼該蛋白的基因改造方案，如點(diǎn)突變；設(shè)計(jì)編碼該蛋白的基因改造方案，如點(diǎn)突變；（6 6分別、純化新蛋白

5、，功能檢測(cè)后投入實(shí)際使用。分別、純化新蛋白，功能檢測(cè)后投入實(shí)際使用?；蚨c(diǎn)誘變技術(shù)的示意圖基因定點(diǎn)誘變技術(shù)的示意圖三、蛋白質(zhì)工程的基本原理三、蛋白質(zhì)工程的基本原理基因基因DNA氨基酸序氨基酸序列多肽鏈列多肽鏈蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)預(yù)期功能預(yù)期功能生物功能生物功能mRNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯折疊折疊DNA合成合成分子設(shè)計(jì)分子設(shè)計(jì)中心法則中心法則蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程的概念根底根底:蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)：蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)：途徑途徑:目的目的:蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系基因修飾或基因合成基因修飾或基因合成改造或制造新的蛋白質(zhì)，

6、滿(mǎn)足人類(lèi)的生產(chǎn)或生活改造或制造新的蛋白質(zhì)，滿(mǎn)足人類(lèi)的生產(chǎn)或生活的需要的需要是對(duì)編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行改造是對(duì)編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行改造項(xiàng)目項(xiàng)目基因工程基因工程蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程操作起點(diǎn)操作起點(diǎn)操作核心操作核心過(guò)程過(guò)程目標(biāo)目標(biāo)結(jié)果結(jié)果聯(lián)系聯(lián)系目的基因目的基因 預(yù)期的蛋白質(zhì)功能預(yù)期的蛋白質(zhì)功能 基因表達(dá)載體基因表達(dá)載體基因基因獲取目的基因獲取目的基因構(gòu)建表達(dá)載體構(gòu)建表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與表達(dá)目的基因的檢測(cè)與表達(dá)預(yù)期蛋白質(zhì)功能預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列推測(cè)氨基酸序列推測(cè)核苷酸序列推測(cè)核苷酸序列合成合成DNA 表達(dá)出蛋表達(dá)出蛋白質(zhì)白質(zhì)定向改造生物的

7、遺傳特定向改造生物的遺傳特性，獲得人類(lèi)所需的生性，獲得人類(lèi)所需的生物類(lèi)型或生物產(chǎn)品物類(lèi)型或生物產(chǎn)品定向改造或生產(chǎn)人類(lèi)所定向改造或生產(chǎn)人類(lèi)所需的蛋白質(zhì)需的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)白質(zhì)蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上,延伸出來(lái)的第延伸出來(lái)的第二代基因工程。因?yàn)閷?duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造二代基因工程。因?yàn)閷?duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過(guò)基因的修飾或基因的合成。新的蛋白質(zhì)，必須通過(guò)基因的修飾或基因的合成。生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì)白質(zhì)三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景1、前景誘人：如用此技術(shù)制成的、前景誘人

8、：如用此技術(shù)制成的 ，具有具有 、耗電少和、耗電少和 的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。2、難度很大：主要是目前科學(xué)家對(duì)大多數(shù)蛋白、難度很大：主要是目前科學(xué)家對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的質(zhì)的 的了解還很不夠。的了解還很不夠。電子元件電子元件體積小體積小效率高效率高高級(jí)結(jié)構(gòu)高級(jí)結(jié)構(gòu)胰島素改造胰島素改造1 關(guān)于生物體內(nèi)存在的天然蛋白質(zhì)，下列說(shuō)關(guān)于生物體內(nèi)存在的天然蛋白質(zhì)，下列說(shuō)法不正確的是（法不正確的是（ ）A是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的B它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要C構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸目前發(fā)現(xiàn)的有構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸目前發(fā)現(xiàn)的有20種種D一定完

9、全符合人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需要一定完全符合人類(lèi)生產(chǎn)和生活的需要練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)D練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)2蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對(duì)象是（蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對(duì)象是（） 氨基酸結(jié)構(gòu)氨基酸結(jié)構(gòu) B蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu) C肽鏈結(jié)構(gòu)肽鏈結(jié)構(gòu) D基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu) 練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)n3下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）nA蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類(lèi)的需要加符合人類(lèi)的需要nB蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)

10、操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)nC蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋白質(zhì)分子白質(zhì)分子nD蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又被稱(chēng)為第二代蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又被稱(chēng)為第二代基因工程基因工程練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)n4 4、以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法正確的是（）、以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法正確的是（）nA A、蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)、蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)nB B、蛋白質(zhì)工程就是酶工程的延伸、蛋白質(zhì)工程就是酶工程的延伸nC C、蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造、蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造nD D、蛋白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì)、蛋

11、白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì) 練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)5 5、蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是（）、蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是（）蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DNADNA合成合成 預(yù)期蛋白質(zhì)功能預(yù)期蛋白質(zhì)功能根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列 A A B B C C D D練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)n6 6、蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)、蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第二代基因工程，其結(jié)果產(chǎn)生的蛋白質(zhì)是（的第二代基因工程，其結(jié)果產(chǎn)生的蛋白質(zhì)是（）nA A氨基酸種類(lèi)增多氨基酸種類(lèi)增多 nB B氨基酸種類(lèi)減少氨基酸種類(lèi)減少nC C仍為天然存在蛋白質(zhì)仍為天然存在

12、蛋白質(zhì) nD D可合成天然不存在蛋白質(zhì)可合成天然不存在蛋白質(zhì)7、關(guān)于蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和應(yīng)用，下列說(shuō)法、關(guān)于蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和應(yīng)用，下列說(shuō)法不正確的是（不正確的是（ ）A科學(xué)家通過(guò)對(duì)胰島素的改造，已使其成為科學(xué)家通過(guò)對(duì)胰島素的改造，已使其成為速效藥品速效藥品B生物和材料科學(xué)家正積極探索將蛋白質(zhì)工生物和材料科學(xué)家正積極探索將蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于微電子方面程應(yīng)用于微電子方面C蛋白質(zhì)工程技術(shù)已經(jīng)非常成熟，目前正被蛋白質(zhì)工程技術(shù)已經(jīng)非常成熟，目前正被大力推廣應(yīng)用大力推廣應(yīng)用D蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程，目前蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程，目前成功的例子不多成功的例子不多練習(xí)檢測(cè)練習(xí)檢測(cè)C8、T4溶菌酶的穩(wěn)定性大大提高的根本原因是溶菌酶的穩(wěn)定性大大提高的根本原因是（ ）A控制控制T4溶菌酶合成的基因的一個(gè)位點(diǎn)發(fā)生溶菌酶合成的基因的一個(gè)位點(diǎn)發(fā)生突變突變B控制控制T4溶菌酶合成的溶菌酶合成的mRNA上的密碼子發(fā)上的密碼子發(fā)生變化生變化CT4溶菌酶中一個(gè)氨基酸發(fā)生了替換溶菌酶中一個(gè)氨基酸發(fā)生了替換DT4溶菌酶中的第溶菌酶中的第3位氨基酸由異亮氨酸變