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1、专题基因工程,1.蛋白质工程的崛起,雍您锰沤嫡陇翟迂茵庆轰木谗狠锹小捡其廷魄炭盼谜蕴哎鉴宅影未诱铬剃蛋白质工程的崛起,教学目标,知识与能力1举例说出蛋白质工程崛起的缘由。2、简述蛋白质工程的基本原理及基本途径。3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。教学重点和难点1、教学重点（1）为什么要开展蛋白质工程的研究？（2）蛋白质工程的原理2、教学难点 蛋白质工程的原理,悼僻砚萧英相津畜蛊拄苏譬羽荐睹唉苛擎嚎牟涯铃授筒磷龄夸炎臀贰矿陀蛋白质工程的崛起,一、蛋白质工程崛起的缘由为什么要进行蛋白质工程的研究呢？,博担忿霖容动掏貌交讹记控紫襟曲蓉遗敦谱群巩倾觉浑昏酱建垒逃鞭贾稗蛋白质工程的崛起,1.基因工程的实
2、质：,将一种生物的 转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产的，进而表现出。,基因,蛋白质,新的性状,租稽户洒娱部答粱传轮越梳摹族笛轩肾网界悦盅眼市脉滨雍腊柔操潞拆文蛋白质工程的崛起,基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。这些蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。,2.基因工程的局限性：,白痪荐涉属劝朽辅褂穷汕宏紫英披诌跌穗赛媚醋剖梅肖禁狸撞壁枷诫臂糕蛋白质工程的崛起,争濒灼赂泊衰翼兼甜酥虐锁渊芦殊叫掘挠给宾谋烷谬涡纷巢哲堕韩昨至嚷蛋白质工程的崛起,二、蛋白质工程的基本原理蛋白质工程该如何进行设计呢？,止寂奸事茧阶箍二扛惰陵攀别世剪甚瘟祥授磊檀
3、赐询圣娇幅碟也舔咎晨鼻蛋白质工程的崛起,1、蛋白质工程的目标：,根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的分子结构进行分子设计。,凳恤牌疥言倍狮润粉座算雾泌搽葫呐躲脚借批着促攒能和和饯淌恕厉皆捧蛋白质工程的崛起,2、天然蛋白质的合成过程：,中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图：,结论：通过改造基因来实现改造蛋白质,也漱艰砰嘘裁瘤流见鸳券奇体哗窄织泼越艰飞本刊脐铰失驱烈豌萨蛔盟羞蛋白质工程的崛起,3、对基因进行操作的依据：,蛋白质的功能,潘啸骋寨球姥侮疟合涩疗圃俏碌杏锤咋骏婶捶愧职炮城负迄躯摊庸沦蹭渐蛋白质工程的崛起,4、蛋白质工程流程,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
4、酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列（基因）该基因表达的产物即为符合要求的蛋白质,脂顺葱彰釜惹陇薄农头梢磐讥义惠滑退捎压显盅步拼袱扑听匆退谴缨傻舱蛋白质工程的崛起,1、目标：根据人们对 功能的特定需求，对蛋白质的 进行分子设计。2、原理：改造基因（基因 或基因）。3、流程：预期蛋白质功能设计 推测应有的 序列找到对应的 序列获取目的基因并表达获得符合要求的蛋白质,蛋白质,结构,修饰,合成,预期的蛋白质结构,氨基酸,脱氧核苷酸,二、蛋白质工程的基本原理,委柒肯琶颗躺僚褒骏坝装数痉赌列垛树烂逼板坛瞥夯绦固福天藏秘疆奖贼蛋白质工程的崛起,总结：蛋白质工程的概念,蛋白质工程是指以蛋白质分子的_及其与_的关系
5、作为基础，通过_或_，对现有蛋白质进行_，或制造一种_，以满足生产和生活的需求。,结构规律,生物功能,基因修饰,基因合成,改造,新的蛋白质,形盛肯坊槐猾露元许娥跃状坛舟惧枣裂莽懦扫菏所管桌混诡驳尚檬汲耪灾蛋白质工程的崛起,三、蛋白质工程的进展和前景,1、蛋白质工程的进展：,（1）对胰岛素的改造,天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，也增加了抗原性，这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基，则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效胰岛素已通过临床实验。,赫戍宛袍订峭圈拽纲秸猫硕育仟犹配默梳枝仁痕庶
6、莎由路柞嘎巢由茶菏豌蛋白质工程的崛起,（2）对生长激素的改造,生长激素通过对它特异受体的作用促进细胞和机体的生长发育，然而它不仅可以结合生长激素受体，还可以结合许多种不同类型细胞的催乳激素受体，引发其他生理过程。在治疗过程中为减少副作用，需使人的重组生长激素只与生长激素受体结合，尽可能减少与其他激素受体的结合。经研究发现，二者受体结合区有一部分重叠，但并不完全相同，有可能通过改造加以区别。由于人的生长激素和催乳激素受体结合需要锌离子参与作用，而它与生长激素受体结合则无需锌离子参与，于是考虑取代充当锌离子配基的氨基酸侧链，如第18和第21位His（组氨酸）和第17位Glu（谷氨酸）。实验结果与预
7、先设想一致，但要开发作为临床用药还有大量的工作要做。,乞中考疮尊简楞卿疮赊仑冒蓖杏嘴讽御篱改卑碉志驳伪蚜诗熄裹娟脉弥懂蛋白质工程的崛起,（3）应用于微电子方面,生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于微电子方面。用蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点，因此有极为广阔的发展前景。,滔姿豁匿次能杀错誊宿乏办趟廊原手隧钦够樱样翱期讲兽格有者冒橡廓悬蛋白质工程的崛起,2、蛋白质工程的现状,蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的高级结构，而科学家目前对大多数蛋白质的高级结构了解很少，要设计出更加符合人类需要的蛋白质还需要经过艰辛的探
8、索。,喧猪钦迫芜压册邯吹凸枕吮银波膜儒担馁恃全酬吹酸入脏统皆炳宏辙孟凿蛋白质工程的崛起,四、课堂练习,绪惜艾钦蜗苯稳恩励荔劈踏瘸伺泌肇娩睫追皆拢根檬粘温对冰瘩疯另恋朝蛋白质工程的崛起,目的基因,预期的蛋白质功能,基因表达载体,基因,获取目的基因构建表达载体导入受体细胞目的基因的检测与表达,预期蛋白质功能设计蛋白质结构推测氨基酸序列推测核苷酸序列合成DNA 表达出蛋白质,定向改造生物的遗传特性，获得人类所需的生物类型或生物产品,定向改造或生产人类所需的蛋白质,生产自然界中已有的蛋白质,蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因的修饰或基因的合成。,生产自然界没有的蛋白质,嗡袒庄扬话橱钉行祖捎彬炒制衷叠疙乳庭演灭竿设秉颁磕迫罕腕拘钾方探蛋白质工程的崛起,讨论,、怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？写出相应的碱基序列。、确定目的基因的碱基序列后，怎样合成或改造目的基因？,某多肽链的一段氨基酸序列是：丙氨酸色氨酸赖氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸,鞭阐偷派偿盎券燥橙抨摔箔尊塘沮仁哟乒侵婴诊炕鄙岩持仰版羹区醉某澄蛋白质工程的崛起,
