高中生物 蛋白質(zhì)工程的崛起 新人教版選修

1、高中生物 蛋白質(zhì)工程的崛起課件 新人教版選修第1頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起第2頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四一、蛋白質(zhì)工程崛起的理由基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。第3頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四實(shí)例1：生產(chǎn)單體速效胰島素 如果把胰島素B鏈由B28脯氨酸-B29賴氨酸改為B28賴氨酸-B29脯氨酸就可避免胰島素分子形成聚合體以保證其效能的及時(shí)發(fā)揮。 原因：胰島素注射到人體后會(huì)堆積在皮下，要經(jīng)過

2、較長時(shí)間才能進(jìn)入血液，而且進(jìn)入到血液中的胰島素又會(huì)不斷地被分解。第4頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四實(shí)例2：干擾素的保存 天然的干擾素在體外保存相當(dāng)困難。如果將其分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，那么在70的條件下，可以保存半年。第5頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制中心法則第6頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì) 推測應(yīng)有的 序列找到對應(yīng)的 序列。根據(jù)人們對蛋白質(zhì) 的特定需求，對蛋白質(zhì)的 進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。二、蛋白質(zhì)工程的基本原理結(jié)構(gòu)預(yù)期的蛋白質(zhì)氨基酸脫氧核苷酸功能改造基因

3、(基因 或基因 )。原理目的途徑修飾合成第7頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四密碼子表第8頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四某多肽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-GCU(C/A/G)UGGAAA(G)AUGUUU(C)mRNADNACGA(G/T/C)ACCTTT(C)TACAAA(G) 確定目的基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人類的需要改造它，通過人工合成的方法或從基因文庫中獲取。第9頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四三、蛋白質(zhì)工程的概念 以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，

4、通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類對生產(chǎn)和生活的需求。蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)：是對編碼蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行改造第10頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四四、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景進(jìn)展胰島素速效型藥品 前景制作電子元件現(xiàn)狀蛋白質(zhì)的功能主要依賴于其正確而又極其復(fù)雜的高級結(jié)構(gòu)，目前科學(xué)家對大多數(shù)蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)了解還不夠，要設(shè)計(jì)出更加符合人類需求的蛋白質(zhì)還需經(jīng)過艱辛的探索。第11頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四酶工程酶工程通常是用工程菌生產(chǎn)酶制劑，重點(diǎn)在于對已存酶的合理充分利用。蛋白質(zhì)工程則在于對已存在的蛋白質(zhì)分子的改造

5、。隨著蛋白質(zhì)工程的發(fā)展，其成果也會(huì)應(yīng)用到酶工程中，使酶工程成為蛋白質(zhì)工程的一部分。 酶工程就是指將酶所具有的生物催化作用，借助工程學(xué)的手段，應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、醫(yī)療診斷和環(huán)境保護(hù)等方面的一門科學(xué)技術(shù)。由酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用兩方面組成的。第12頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四實(shí)例3:工業(yè)用酶 許多工業(yè)用酶是在改變天然酶的特性后，才使之適應(yīng)生產(chǎn)和使用需要的。 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。第13頁，共14頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)28分，星期四 玉米中賴氨酸含量比較低，原因是賴氨酸濃度達(dá)到一定時(shí)會(huì)抑制賴氨酸合成過程中的兩個(gè)關(guān)鍵酶天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性，所以賴氨酸含量很難提高。如果將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶中104