蛋白質(zhì)工程的崛起(整合)課件

蛋白質(zhì)工程的崛起蛋白質(zhì)工程的崛起胰島素改造

天然胰島素制劑在儲(chǔ)存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進(jìn)入血液，從而延緩了其降血糖作用，這是胰島素B23-B28氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變這些殘基，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(shí)驗(yàn)。這種制劑的形成正是利用了蛋白質(zhì)工程技術(shù)。境情設(shè)創(chuàng)胰島素改造天然胰島素制劑在儲(chǔ)存中易形成二聚體和六聚體1.基因工程的實(shí)質(zhì)是什么？2.基因工程的不足是什么？3.天然蛋白質(zhì)的不足是什么？4.蛋白質(zhì)工程的目的是什么？任務(wù)：閱讀教材第26頁第二段時(shí)間：3分鐘問題：習(xí)學(xué)主自1.基因工程的實(shí)質(zhì)是什么？任務(wù)：閱讀教材第26頁第二段習(xí)學(xué)主一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1、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)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀。在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。（2）基因工程的不足：納歸題問一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1、基因工程的應(yīng)用將一種生物的基因轉(zhuǎn)天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，它們的結(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。2、天然蛋白質(zhì)的不足3、蛋白質(zhì)工程的目的生產(chǎn)符合人類生產(chǎn)和生活的需要的蛋白質(zhì)。納歸題問天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合滿足人類生產(chǎn)和生活的需要例如：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中賴氨酸含量比較低天冬氨酸激酶（352位的蘇氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）天冬氨酸激酶（異亮氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（異亮氨酸）玉米中賴氨酸含量可提高數(shù)倍改造改造滿足人類生產(chǎn)和生活的需要例如：改造干擾素（半胱氨酸）體外很難1.蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是什么？2.蛋白質(zhì)工程的原理？思考26頁第二個(gè)問號(hào)3.蛋白質(zhì)工程的基本途徑是什么？4.總結(jié)出什么是蛋白質(zhì)工程？任務(wù)：閱讀教材第26頁第三段時(shí)間：3分鐘問題：習(xí)學(xué)主自1.蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是什么？任務(wù)：閱讀教材第26頁第三段習(xí)學(xué)二、蛋白質(zhì)工程的基本原理

根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。

1、目標(biāo)：2、原理：納歸題問二、蛋白質(zhì)工程的基本原理根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，思考：對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)？

應(yīng)該從對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：（1）任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的。（2）對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。

究探作合思考：對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操二、蛋白質(zhì)工程的基本原理

根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。

1、目標(biāo)：2、原理：改造基因（基因修飾或基因合成）納歸題問二、蛋白質(zhì)工程的基本原理根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制復(fù)制天然蛋白質(zhì)的合成遵循中心法則納歸題問轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制復(fù)制天然蛋白質(zhì)的合成遵循轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯肽鏈折疊等具有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)表達(dá)生物特有的功能或性狀天然蛋白質(zhì)的合成過程遵循中心法則，并需經(jīng)過高級(jí)空間結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變納歸題問轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯肽鏈折疊等具有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)表達(dá)生物特３.途徑:預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）納歸題問３.途徑:預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)氨基酸序列多肽鏈基因DNA預(yù)期功能DNA合成分子設(shè)計(jì)mRNA生物功能轉(zhuǎn)錄翻譯折疊圖1-29蛋白質(zhì)工程流程圖蛋白質(zhì)氨基酸序基因預(yù)期功能DNA合成分子設(shè)計(jì)mRNA生物功能蛋白質(zhì)工程的主要步驟通常包括：（1）從生物體中分離純化目的蛋白；（2）測(cè)定其氨基酸序列；（3）借助核磁共振和X射線晶體衍射等手段，盡可能地了解蛋白質(zhì)的二維重組和三維晶體結(jié)構(gòu);（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，包括折疊與去折疊等對(duì)其活性與功能的影響；（5）設(shè)計(jì)編碼該蛋白的基因改造方案，如定點(diǎn)突變；（6）分離、純化新蛋白，功能檢測(cè)后投入實(shí)際使用。蛋白質(zhì)工程的主要步驟通常包括：（4）設(shè)計(jì)各種處理?xiàng)l件，了解蛋蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。納歸題問

蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物

討論：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

討論：1、怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請(qǐng)把相應(yīng)的堿基序列寫出來。究探作合討論：某多肽鏈的一段氨基酸序列是：丙氨酸：GCU、GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）mRNA序列脫氧核苷酸序列GCT(或C或A或G)TGGAAA(或G)ATGTTT(或C)CGA(或G或T或C)ACCTTT（或C)TACAAA(或G)GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C基因定點(diǎn)誘變技術(shù)的常用方法是PCR法。突變點(diǎn)：人工合成的引物上手段：PCR技術(shù)（定點(diǎn)突變?cè)噭┖校┠康模韩@得定點(diǎn)突變的基因2、確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（DNA）？可以通過人工合成的方法獲取或基因的定點(diǎn)誘變技術(shù)來改變?；蚨c(diǎn)誘變技術(shù)的常用方法是PCR法。突變點(diǎn)：人工合成的引物蛋白質(zhì)工程的崛起(整合)課件三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景1.進(jìn)展生長(zhǎng)激素改造水蛭素改造胰島素改造治癌酶的改造三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景1.進(jìn)展生長(zhǎng)激素改造水蛭素改造胰島（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例1．水蛭素改造水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，它有多種變異體，由65或66個(gè)氨基酸殘基組成。水蛭素在臨床上可作為抗栓藥物用于治療血栓疾病。為提高水蛭素活性，在綜合各變異體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出改造水蛭素主要變異體HV2的設(shè)計(jì)方案，將47位的Asn（天冬酰胺）變成Lys（賴氨酸），使其與分子內(nèi)第4或第5位Thr（蘇氨酸）間形成氫鍵來幫助水蛭素N端肽段的正確取向，從而提高抗凝血效率，試管試驗(yàn)活性提高了4倍，在動(dòng)物模型上檢驗(yàn)抗血栓形成的效果，提高20倍。（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例2．生長(zhǎng)激素改造生長(zhǎng)激素通過對(duì)它特異受體的作用促進(jìn)細(xì)胞和機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育，然而它不僅可以結(jié)合生長(zhǎng)激素受體，還可以結(jié)合許多種不同類型細(xì)胞的催乳激素受體，引發(fā)其他生理過程。在治療過程中為減少副作用，需使人的重組生長(zhǎng)激素只與生長(zhǎng)激素受體結(jié)合，盡可能減少與其他激素受體的結(jié)合。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，二者受體結(jié)合區(qū)有一部分重疊，但并不完全相同，有可能通過改造加以區(qū)別。由于人的生長(zhǎng)激素和催乳激素受體結(jié)合需要鋅離子參與作用，而它與生長(zhǎng)激素受體結(jié)合則無需鋅離子參與，于是考慮取代充當(dāng)鋅離子配基的氨基酸側(cè)鏈，如第18和第21位His（組氨酸）和第17位Glu（谷氨酸）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)先設(shè)想一致，但要開發(fā)作為臨床用藥還有大量的工作要做。2．生長(zhǎng)激素改造3．胰島素改造

天然胰島素制劑在儲(chǔ)存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進(jìn)入血液，從而延緩了其降血糖作用，也增加了抗原性，這是胰島素B23-B28氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變這些殘基，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(shí)驗(yàn)。

3．胰島素改造4．治癌酶的改造癌癥的基因治療分二個(gè)方面：藥物作用于癌細(xì)胞，特異性地抑制或殺死癌細(xì)胞；藥物保護(hù)正常細(xì)胞免受化學(xué)藥物的侵害，可以提高化學(xué)治療的劑量。皰疹病毒（HSV）胸腺嘧啶激酶（TK）可以催化胸腺嘧啶和其它結(jié)構(gòu)類似物磷酸化而使這些堿基3’-OH缺乏,從而阻斷DNA的合成，殺死癌細(xì)胞。HSV—TK催化能力可以通過基因突變來提高。從大量的隨機(jī)突變中進(jìn)行篩選出一種酶,在酶活性部位附近有6個(gè)氨基酸被替換，催化能力20倍以上。4．治癌酶的改造2.前景制作電子元件3.現(xiàn)狀蛋白質(zhì)工程目前成功的例子不多,原因是對(duì)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)了解不夠。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。應(yīng)用于微電子方面具有

、耗電少和

的特點(diǎn)體積小效率高納歸題問2.前景制作電子元件3.現(xiàn)狀蛋白質(zhì)工程目前成功的例子不多,原1、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由2、蛋白質(zhì)工程的原理：中心法則的逆推預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)

推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列

設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列3、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景結(jié)小堂課1、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由2、蛋白質(zhì)工程的原理：中心法則的逆推1．關(guān)于生物體內(nèi)存在的天然蛋白質(zhì)，下列說法不正確的是（）

A．是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的B．它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要C．構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸目前發(fā)現(xiàn)的有20種D．一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要D習(xí)練饋反2．蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對(duì)象是Ａ．氨基酸結(jié)構(gòu)B．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)

C．肽鏈結(jié)構(gòu)D．基因結(jié)構(gòu)Ｄ1．關(guān)于生物體內(nèi)存在的天然蛋白質(zhì)，下列說法不正確的是（3．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法錯(cuò)誤的是（）A．蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類的需要B．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)C．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子D．蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又被稱為第二代基因工程Ｂ習(xí)練饋反3．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法錯(cuò)誤的是（）Ｂ習(xí)練饋反4、以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法正確的是（)A、蛋白質(zhì)工程以基因工程為基礎(chǔ)B、蛋白質(zhì)工程就是酶工程的延伸C、蛋白質(zhì)工程就是用蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造D、蛋白質(zhì)工程只能生產(chǎn)天然的蛋白質(zhì)

Ａ5、蛋白質(zhì)工程的基本流程正確的是（）①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)②DNA合成③預(yù)期蛋白質(zhì)功能④根據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列

A．①②③④B．④②①③

C．③①④②D．③④①②Ｃ習(xí)練饋反4、以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法正確的是（)Ａ5、蛋白質(zhì)工程6、蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，其結(jié)果產(chǎn)生的蛋白質(zhì)是（）A．氨基酸種類增多B．氨基酸種類減少C．仍為天然存在蛋白質(zhì)D．可合成天然不存在蛋白質(zhì)Ｄ習(xí)練饋反6、蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，7、關(guān)于蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和應(yīng)用，下列說法不正確的是（）A．科學(xué)家通過對(duì)胰島素的改造，已使其成為速效藥品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，目前成功的例子不多C習(xí)練饋反7、關(guān)于蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和應(yīng)用，下列說法不正確的是（此課件下載可自行編輯修改，供參考！感謝您的支持，我們努力做得更好！此課件下載可自行編輯修改，供參考！蛋白質(zhì)工程的崛起蛋白質(zhì)工程的崛起胰島素改造

天然胰島素制劑在儲(chǔ)存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進(jìn)入血液，從而延緩了其降血糖作用，這是胰島素B23-B28氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變這些殘基，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(shí)驗(yàn)。這種制劑的形成正是利用了蛋白質(zhì)工程技術(shù)。境情設(shè)創(chuàng)胰島素改造天然胰島素制劑在儲(chǔ)存中易形成二聚體和六聚體1.基因工程的實(shí)質(zhì)是什么？2.基因工程的不足是什么？3.天然蛋白質(zhì)的不足是什么？4.蛋白質(zhì)工程的目的是什么？任務(wù)：閱讀教材第26頁第二段時(shí)間：3分鐘問題：習(xí)學(xué)主自1.基因工程的實(shí)質(zhì)是什么？任務(wù)：閱讀教材第26頁第二段習(xí)學(xué)主一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1、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)生的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀。在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。（2）基因工程的不足：納歸題問一、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由1、基因工程的應(yīng)用將一種生物的基因轉(zhuǎn)天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，它們的結(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。2、天然蛋白質(zhì)的不足3、蛋白質(zhì)工程的目的生產(chǎn)符合人類生產(chǎn)和生活的需要的蛋白質(zhì)。納歸題問天然蛋白質(zhì)是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的，它們的結(jié)構(gòu)和功能符合滿足人類生產(chǎn)和生活的需要例如：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中賴氨酸含量比較低天冬氨酸激酶（352位的蘇氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）天冬氨酸激酶（異亮氨酸）二氫吡啶二羧酸合成酶（異亮氨酸）玉米中賴氨酸含量可提高數(shù)倍改造改造滿足人類生產(chǎn)和生活的需要例如：改造干擾素（半胱氨酸）體外很難1.蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是什么？2.蛋白質(zhì)工程的原理？思考26頁第二個(gè)問號(hào)3.蛋白質(zhì)工程的基本途徑是什么？4.總結(jié)出什么是蛋白質(zhì)工程？任務(wù)：閱讀教材第26頁第三段時(shí)間：3分鐘問題：習(xí)學(xué)主自1.蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是什么？任務(wù)：閱讀教材第26頁第三段習(xí)學(xué)二、蛋白質(zhì)工程的基本原理

根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。

1、目標(biāo)：2、原理：納歸題問二、蛋白質(zhì)工程的基本原理根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，思考：對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)？

應(yīng)該從對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：（1）任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳的。（2）對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。

究探作合思考：對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操二、蛋白質(zhì)工程的基本原理

根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。

1、目標(biāo)：2、原理：改造基因（基因修飾或基因合成）納歸題問二、蛋白質(zhì)工程的基本原理根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制復(fù)制天然蛋白質(zhì)的合成遵循中心法則納歸題問轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制復(fù)制天然蛋白質(zhì)的合成遵循轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯肽鏈折疊等具有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)表達(dá)生物特有的功能或性狀天然蛋白質(zhì)的合成過程遵循中心法則，并需經(jīng)過高級(jí)空間結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變納歸題問轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯肽鏈折疊等具有空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)表達(dá)生物特３.途徑:預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）納歸題問３.途徑:預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)氨基酸序列多肽鏈基因DNA預(yù)期功能DNA合成分子設(shè)計(jì)mRNA生物功能轉(zhuǎn)錄翻譯折疊圖1-29蛋白質(zhì)工程流程圖蛋白質(zhì)氨基酸序基因預(yù)期功能DNA合成分子設(shè)計(jì)mRNA生物功能蛋白質(zhì)工程的主要步驟通常包括：（1）從生物體中分離純化目的蛋白；（2）測(cè)定其氨基酸序列；（3）借助核磁共振和X射線晶體衍射等手段，盡可能地了解蛋白質(zhì)的二維重組和三維晶體結(jié)構(gòu);（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，包括折疊與去折疊等對(duì)其活性與功能的影響；（5）設(shè)計(jì)編碼該蛋白的基因改造方案，如定點(diǎn)突變；（6）分離、純化新蛋白，功能檢測(cè)后投入實(shí)際使用。蛋白質(zhì)工程的主要步驟通常包括：（4）設(shè)計(jì)各種處理?xiàng)l件，了解蛋蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。納歸題問

蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物

討論：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

討論：1、怎樣得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請(qǐng)把相應(yīng)的堿基序列寫出來。究探作合討論：某多肽鏈的一段氨基酸序列是：丙氨酸：GCU、GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）mRNA序列脫氧核苷酸序列GCT(或C或A或G)TGGAAA(或G)ATGTTT(或C)CGA(或G或T或C)ACCTTT（或C)TACAAA(或G)GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C基因定點(diǎn)誘變技術(shù)的常用方法是PCR法。突變點(diǎn)：人工合成的引物上手段：PCR技術(shù)（定點(diǎn)突變?cè)噭┖校┠康模韩@得定點(diǎn)突變的基因2、確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（DNA）？可以通過人工合成的方法獲取或基因的定點(diǎn)誘變技術(shù)來改變?；蚨c(diǎn)誘變技術(shù)的常用方法是PCR法。突變點(diǎn)：人工合成的引物蛋白質(zhì)工程的崛起(整合)課件三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景1.進(jìn)展生長(zhǎng)激素改造水蛭素改造胰島素改造治癌酶的改造三、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景1.進(jìn)展生長(zhǎng)激素改造水蛭素改造胰島（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例1．水蛭素改造水蛭素是水蛭唾液腺分泌的凝血酶特異抑制劑，它有多種變異體，由65或66個(gè)氨基酸殘基組成。水蛭素在臨床上可作為抗栓藥物用于治療血栓疾病。為提高水蛭素活性，在綜合各變異體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出改造水蛭素主要變異體HV2的設(shè)計(jì)方案，將47位的Asn（天冬酰胺）變成Lys（賴氨酸），使其與分子內(nèi)第4或第5位Thr（蘇氨酸）間形成氫鍵來幫助水蛭素N端肽段的正確取向，從而提高抗凝血效率，試管試驗(yàn)活性提高了4倍，在動(dòng)物模型上檢驗(yàn)抗血栓形成的效果，提高20倍。（二）蛋白質(zhì)改造工程舉例2．生長(zhǎng)激素改造生長(zhǎng)激素通過對(duì)它特異受體的作用促進(jìn)細(xì)胞和機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育，然而它不僅可以結(jié)合生長(zhǎng)激素受體，還可以結(jié)合許多種不同類型細(xì)胞的催乳激素受體，引發(fā)其他生理過程。在治療過程中為減少副作用，需使人的重組生長(zhǎng)激素只與生長(zhǎng)激素受體結(jié)合，盡可能減少與其他激素受體的結(jié)合。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，二者受體結(jié)合區(qū)有一部分重疊，但并不完全相同，有可能通過改造加以區(qū)別。由于人的生長(zhǎng)激素和催乳激素受體結(jié)合需要鋅離子參與作用，而它與生長(zhǎng)激素受體結(jié)合則無需鋅離子參與，于是考慮取代充當(dāng)鋅離子配基的氨基酸側(cè)鏈，如第18和第21位His（組氨酸）和第17位Glu（谷氨酸）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)先設(shè)想一致，但要開發(fā)作為臨床用藥還有大量的工作要做。2．生長(zhǎng)激素改造3．胰島素改造

天然胰島素制劑在儲(chǔ)存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進(jìn)入血液，從而延緩了其降血糖作用，也增加了抗原性，這是胰島素B23-B28氨基酸殘基結(jié)構(gòu)所致。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變這些殘基，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(shí)驗(yàn)。

3．胰島素改造4．治癌酶的改造癌癥的基因治療分二個(gè)方面：藥物作用于癌細(xì)胞，特異性地抑制或殺死癌細(xì)胞；藥物保護(hù)正常細(xì)胞免受化學(xué)藥物的侵害，可以提高化學(xué)治療的劑量。皰疹病毒（HSV）胸腺嘧啶激酶（TK）可以催化胸腺嘧啶和其它結(jié)構(gòu)類似物磷酸化而使這些堿基3’-OH缺乏,從而阻斷DNA的合成，殺死癌細(xì)胞。HSV—TK催化能力可以通過基因突變來提高。從大量的隨機(jī)突變中進(jìn)行篩選出一種酶,在酶活性部位附近有6個(gè)氨基酸被替換，催化能力20倍以上。4．治癌酶的改造2.前景制作電子元件3.現(xiàn)狀蛋白質(zhì)工程目前成功的例子不多,原因是對(duì)蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)了解不夠。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。應(yīng)用于微電子方面具有

、耗電少和

的特點(diǎn)體積小效率高納歸題問2.前景制作電子元件3.現(xiàn)狀蛋白質(zhì)工程目前成功的例子不多,原1、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由2、蛋白質(zhì)工程的原理：中心法則的逆推預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)

推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列

設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列3、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景結(jié)小堂課1、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由2、蛋白質(zhì)工程的原理：中心法則的逆推1．關(guān)于生物體內(nèi)存在的天然蛋白質(zhì)，下列說