.《蛋白質(zhì)工程的崛起》課件

蛋白質(zhì)工程的崛起活動(dòng)1：如果想讓某一個(gè)生物的性狀在另外一個(gè)生物的身上表達(dá)，常用的方法有哪些？基因工程成果豐碩植物方面提高植物的抗蟲、抗病、抗逆性改良植物的品質(zhì)動(dòng)物方面提高動(dòng)物生長速度改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體研制藥物基因治療科學(xué)家面臨新的問題在已研究過的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒有活性或活性很低。干擾素是由效應(yīng)T細(xì)胞產(chǎn)生的糖蛋白，可阻斷細(xì)胞分裂間期，抑制DNA復(fù)制，從而可用于治療疾病。但干擾素在體外很難保存。玉米中賴氨酸的含量比較低在已研究過的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒有活性或活性很低。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中每一步的反應(yīng)體系中常常會(huì)有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反應(yīng)溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會(huì)很快變性失活。提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性是工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的課題。一般來說，提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長酶的半衰期，提高酶的熱穩(wěn)定性，延長藥用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性喪失等?？颇恳豢荚嚲W(wǎng)科目一模擬考試2016金手指駕校網(wǎng)金手指駕駛員考試2016干擾素是一種抗病毒、抗腫瘤的藥物。將人的干擾素的cDNA在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性為106U/mg，只相當(dāng)于天然產(chǎn)品的十分之一，雖然在大腸桿菌中合成的β-干擾素量很多，但多數(shù)是以無活性的二聚體形式存在。為什么會(huì)這樣？如何改變這種狀況？研究發(fā)現(xiàn)，β-干擾素蛋白質(zhì)中有3個(gè)半胱氨酸（第17位、31位和141位），推測可能是有一個(gè)或幾個(gè)半胱氨酸形成了不正確的二硫鍵。研究人員將第17位的半胱氨酸，通過基因定點(diǎn)突變改變成絲氨酸，結(jié)果使大腸桿菌中生產(chǎn)的β-干擾素的抗病性活性提高到108U/mg，并且比天然β-干擾素的貯存穩(wěn)定性高很多。例如往：改造干擾素（半胱氨酸）體外很難保存干擾素（絲氨酸）體外可以保存半年玉米烈中賴亞氨酸摩含量垮比較堂低天冬蹲氨酸務(wù)激酶（3為52彼位的插蘇氨惡酸）二氫兵吡啶憑二羧幻玉酸合雁成酶前（1虛04尤位的久天冬攀酰胺努）改造改造天冬讓氨酸圣激酶遲（異控亮氨縫酸）二氫密吡啶覆二羧洽酸合險(xiǎn)成酶躺（異沉亮氨雜酸）玉米蜜中賴滴氨酸饅含量取可提醬高數(shù)猛倍蛋白鐮質(zhì)工惠程的蓄概念蛋白瓦質(zhì)工墨程是況指以套蛋白示質(zhì)分未子的唱結(jié)構(gòu)風(fēng)規(guī)律危及其衛(wèi)與生夕物功攏能的胸關(guān)系異作為除基礎(chǔ)砍，通倡過基窩因修萬飾或聰基因丟合成左，對杜現(xiàn)有構(gòu)蛋白襯質(zhì)進(jìn)我行改產(chǎn)造或饅制造暑一種洋新的慕蛋白圓質(zhì)，辯以滿增足人妙類對城生產(chǎn)磚和生弊活的死需求類。前提：了解白蛋白細(xì)質(zhì)的雅結(jié)構(gòu)后和功摘能原理：改造訂基因疾（基裹因修禿飾或置基因即合成凱）目的蕉：定向伏改造沸或制蝴造蛋杯白質(zhì)基因吳表達(dá)輔流程斥圖蛋白糟質(zhì)工米程流卵程圖從預(yù)剝期的尼蛋白裁質(zhì)功忽能出危發(fā)設(shè)計(jì)薄預(yù)期袖的蛋匠白質(zhì)悄結(jié)構(gòu)推測結(jié)應(yīng)有扣的氨誘基酸丙序列找到殿相應(yīng)肚的脫濃氧核荒苷酸去序列討論?。?、圍怎樣據(jù)得出襪決定恢這一脂段肽微鏈的尸脫氧螺核苷秒酸序磚列？請把叉相應(yīng)邪的堿塘基序鍵列寫貓出來蠶?；顒?dòng)穴2秩某多委肽鏈獄的一氧段氨啞基酸垃序列久是：……稿-丙雄氨酸指-色棋氨酸睡-賴撇氨酸繡-甲暴硫氨柱酸-盡苯丙塵氨酸賓-…慮…丙氨排酸：嗓GC芳U、偽GC破C、禁GC籌A、瘦GC取G鮮色氨憶酸：除UG栗G討賴晶氨酸逐：A懂AA級、A散AG澆甲硫熄氨酸嘆：A番UG弦苯丸丙氨餡酸：棵UU究U、僑UU迎C每種純氨基菌酸都榨有對資應(yīng)的恰三聯(lián)魂密碼絮子,略只要頁查一動(dòng)下遺輛傳密此碼子壤表,承就可鍵以將抱上述渣氨基棟酸序遲列的菌編碼特序列駝查出處來。濾但是雀由于份上述另氨基煉酸序拘列中閱有幾隸個(gè)氨漏基酸淺是由微多個(gè)繞三聯(lián)跑密碼止子編潑碼,冰因此比其堿蒸基排催列組蜻合起掠來就巷比較偷復(fù)雜由,至雜少可絹以排猛列出找16始種。本同學(xué)便們可懷以根歇據(jù)學(xué)顧過的飛排列熔組合往知識(shí)越自己者排列脹一下拜。首桶先應(yīng)緒該根康據(jù)三讓聯(lián)密槐碼子兄推出宏mR屈NA辛序列肝為G闊CU停（或勉C或治A或荒G）懶UG葉GA摘AA編（或破G）駝AU翻GU督UU疊（或蚊C）掀，再弄根據(jù)已堿基啞互補(bǔ)喊配對佛規(guī)律憲推出俊脫氧春核苷辮酸序據(jù)列：擦CG默A（雞或G顧或T政或C確）A嗎CC蛙TT袖T（盞或C垂）T闖AC蠶AA暴A（尿或G摸）。2、猜確定崖目的辮基因役的堿胸基序貢列后繼，怎烤樣才廢能合成或刪改造伐目的濟(jì)基因士（D喜NA帽）？可以撕通過侍人工駛合成蜜的方少法獲旬取或仁基因供的定黎點(diǎn)誘盈變技泳術(shù)來沸改變棍。基因廚會(huì)發(fā)穴生突隊(duì)變，商突變逢可以腎自發(fā)便，也增可以窮誘發(fā)墊，這叛是每塔個(gè)稍索有生姿物學(xué)叔知識(shí)堵的人眾都知絲式道的星常識(shí)窩。但批在加瀉拿大褲生物至化學(xué)興家M凝·史涼密斯把（1魚93斃2－起20揚(yáng)00績）發(fā)叮明定輔點(diǎn)突彈變法挎之前班，突谷變株必的產(chǎn)古生必棵須經(jīng)談?dòng)勺栽缛唤绡熁蛴媚炕瘜W(xué)圓等方路法誘景使基腰因體悲突變偏。這程類方闖法屬圣于隨徑機(jī)突低變，酷突變費(fèi)株必消須在唯生物角性狀驕上有檢所改暖變，券才能口確定膽有突焦變發(fā)破生，時(shí)但除恩非用編分子物生物擱方法姓或遺望傳方盛法找蓄到此永突變憑處，綿否則陜無法促確定幅突變隙位置紐奉。也蓮就是膝說，拘這種修突變姿是盲已目的稱。而劑史密噴斯發(fā)劫明的嘴定點(diǎn)岔突變路法卻布是有鳥目的辦的，進(jìn)該法遞可經(jīng)安由設(shè)督計(jì)好掙的寡泡核苷控酸，離在任驕何一孔個(gè)基趙因片應(yīng)段上趟進(jìn)行粥隨意幻玉或設(shè)騰計(jì)好不的突代變，姐也就憲是說貸，這印種突停變是速預(yù)先勵(lì)設(shè)定劈燕好的邀，所紅以也斑有人駐將該避法稱牛為“言反遺睜傳法均”。有意肥思的慶是這托一給狗生命界科學(xué)圖研究掘及應(yīng)閣用領(lǐng)運(yùn)域帶璃來革項(xiàng)命性碼突破獅的方鼠法竟芒然是晃史密酒斯和語其同荒事在描喝咖按啡時(shí)幅閑聊部出來瓣的。妙現(xiàn)在貌，幾利乎每早個(gè)生興物實(shí)鬧驗(yàn)室孤都會(huì)錢用定救點(diǎn)突魚變法腎來研票究基匙因或些蛋白協(xié)質(zhì)的紹功能認(rèn)。（二耽）蛋近白質(zhì)桂改造勢工程狡舉例1．壇水蛭娘素改兇造水蛭押素是氣水蛭曾唾液梢腺分對泌的俊凝血宿酶特繪異抑壤制劑丸，它湯有多勸種變晶異體素，由逐65并或6奏6個(gè)丈氨基廉酸殘壘基組矩成。洗水蛭急素在洗臨床汁上可志作為糧抗栓優(yōu)藥物泡用于佛治療孝血栓膜疾病勸。為陰提高介水蛭移素活惡性，錫在綜該合各賣變異相體結(jié)對構(gòu)特風(fēng)點(diǎn)的蓋基礎(chǔ)楚上提傷出改秒造水竄蛭素霧主要啄變異脹體H頭V2鐘的設(shè)壞計(jì)方煮案，棉將4送7位尿的A烈sn腿（天賊冬酰斃胺）朱變成湊Ly賞s（每賴氨干酸）眠，使聞其與路分子暈內(nèi)第院4或桃第5娃位T蘭hr貨（蘇炭氨酸煮）間談形成蜜氫鍵獵來幫訂助水沉蛭素雪N端路肽段孕的正挑確取緞向，陜從而但提高講凝血間效率憂，試前管試鹿驗(yàn)活蓄性提箭高4揀倍，撒在動(dòng)鉗物模任型上騰檢驗(yàn)拍抗血蹦栓形讓成的港效果瘋，提豪高2永0倍凈。2．蕉生長嫁激素濃改造生長多激素晝通過魄對它精特異控受體澆的作牧用促碧進(jìn)細(xì)菌胞和踢機(jī)體飾的生吐長發(fā)廚育，難然而滑它不材僅可姿以結(jié)錢合生攏長激村素受橋體，末還可殘以結(jié)役合許武多種室不同仗類型邊細(xì)胞坊的催貝乳激愉素受征體，繁引發(fā)閥其他磁生理浴過程扶。在叫治療帖過程賭中為桐減少嚷副作謠用，帆需使令人的慮重組輩生長衣激素堡只與少生長途激素疼受體盜結(jié)合因，盡諷可能出減少另與其諸他激徒素受吊體的拴結(jié)合我。經(jīng)勒研究漲發(fā)現(xiàn)絲式，二尸者受偉體結(jié)返合區(qū)謎有一問部分元重疊玻，但呀并不怨完全烘相同樣，有拋可能拔通過危改造笛加以滲區(qū)別纏。由識(shí)于人宇的生注長激羽素和涼催乳竄激素英受體智結(jié)合趕需要語鋅離威子參赤與作巖用，茂而它紗與生守長激互素受葉體結(jié)挺合則前無需弦鋅離座子參及與，軍于是享考慮報(bào)取代儉充當(dāng)圓鋅離騰子配趁基的秋氨基障酸側(cè)凈鏈，活如第蝴18俊和第聽21蔑位H偵is武（組腐氨酸撕）和敵第1蟻7位贈(zèng)Gl巨u（網(wǎng)谷氨抽酸）療。實(shí)牙驗(yàn)結(jié)汽果與乎預(yù)先飯?jiān)O(shè)想志一致鈔，但悔要開亦發(fā)作拋為臨鎖床用衫藥還廁有大欲量的榜工作喂要做勾。3．運(yùn)胰島需素改眼造天然僵胰島鞏素制是劑在綱儲(chǔ)存棚中易園形成諷二聚墳體和皮六聚炎體，毀延緩襪胰島證素從拆注射跟部位楚進(jìn)入翁血液京，從姻而延遮緩了醬其降剝血糖航作用勁，也獲增加嚼了抗俯原性遣，這畢是胰陪島素恢B2驢3-惱B2材8氨蒸基酸質(zhì)殘基會(huì)結(jié)構(gòu)嶺所致層。利巷用蛋女白質(zhì)雀工程逐技術(shù)蹈改變教這些馬殘基閘，則宣可降采低其古聚合爺作用雹，使啊胰島假素快名速起證作用貸。該后速效脫胰島廈素已息通過環(huán)臨床申實(shí)驗(yàn)項(xiàng)。4．云治癌柿酶的戰(zhàn)改造癌癥刪的基諷因治坑療分原二個(gè)憐方面窮：藥棗物作互用于順癌細(xì)膜胞，襖特異戲性地紛抑制蘋或殺勁死癌悟細(xì)胞靈；藥貌物保渾護(hù)正監(jiān)常細(xì)勵(lì)胞免自受化近學(xué)藥爆物的招侵害瞞，可虛以提烈高化肚學(xué)治丘療的管劑量鋤。皰暢疹病元毒（蘋HS聾V）糟胸腺建嘧啶窄激酶刊（T排K）姐可以薯催化狐胸腺族嘧啶培和其阻它結(jié)腥構(gòu)類倚似物桃磷酸燦化而炎使這浮些堿窄基3撓’-永OH管缺乏報(bào),從希而阻柿斷D翅NA深的合騎成，泳殺死才癌細(xì)竟胞。謠HS沉V—露TK錢催化誰能力跟可以妥通過星基因蔽突變智來提設(shè)高。愚從大何量的疲隨機(jī)澇突變鵝中進(jìn)贈(zèng)