当前位置：文档之家 › 蛋白质工程的崛起ppt(讲课)

蛋白质工程的崛起ppt(讲课)

  • 格式：ppt
  • 大小：774.50 KB
  • 文档页数：25

下载文档原格式

  / 25

合集下载

蛋白质工程的崛起讲课

蛋白质工程的崛起讲课

2.确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合 成或改造目的基因（DNA）？
确定目的基因的碱基序列后，就可以 根据人类的需要改造它，通过人工合成的 方法或可
蛋白质的结构和功能
精品PPT
基因会发生突变，突变可以自发，也可以诱发，这是 每个稍有生物学知识的人都知道的常识。但在加拿大生物 化学家M·史密斯（1932－2000）发明定点突变法 之前，突
变株的产生必须经由自然界或用化学等方法诱使基因体突 变。这类方法属于 随机突变，突变株必须在生物性状上有 所改变，才能确定有突变发生，但除非用分子生物方法或 遗传方法找到此突变处，否则无法确定突变位置。也就是 说，这种突变是盲目的。而史密斯发明的定点突变法却是 有目的的，该法可经由设计好的寡核苷酸，在任何一个基 因片段上进行随意或设计好的突变 ，也就是说，这种突变 是预先设定好的，所以也有人将该法称为“反遗传法”。
? 延长干扰素的体外保存时间
? 提高玉米中赖氨酸的含量
? 提高工业生产中蛋白质类酶的稳定性
这些在科学研究和工业生产中亟 待解决的难题均无法通过基因工程来 完成。于是新一轮的探索拉开了序幕， 人们开始着眼于对现有蛋白质的改造， 以及制造目前从天然蛋白质中找不到 的蛋白质。就这样， 蛋白质工程 应运 而生，并迅速崛起。
1965年，生物科学界发生了一件 轰动全球的大事！ 人工合成了结晶牛胰岛素，这是第 一个在实验室中用人工方法合成的 蛋白质, 实现了世界上首次人工合成 蛋白质的壮举。
精品PPT
复习回顾 1、蛋白质的基本结构单位？元素组成？ 2、蛋白质结构多样的原因？ 3、蛋白质有哪些功能？ 4、蛋白质如何合成？涉及哪些细胞器？
三维结构
折叠
图1-29蛋白质工程流程图
精品PPT

蛋白质工程的崛起讲课课件.ppt

蛋白质工程的崛起讲课课件.ppt

问 二、蛋白质工程的基本原理
1、目标：
题 根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋 白质的结构进行分子设计。 2、原理：
归 改造基因（基因修饰或基因合成）
纳
问 题
复制
复制
转录
DNA
逆转录
翻译
RNA
蛋白质
归 纳
天然蛋白质的合成遵循中心法则
问 天然蛋白质的合成过程
题 归
DNA 转录
RNA
表达生物特有 的功能或性状
序列
GCT (或C或A或G) TGGAAA (或G)ATGTTT (或C)
2.确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合 成或改造目的基因（DNA）？
确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人
类的缘由
堂 小 结
2、蛋白质工程的原理： 中心法则的逆推
作 应该从对基因的操作来实现对天然蛋 白质改造，主要原因如下：
探 究
（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码 的，改造了基因即对蛋白质进行了改造， 而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果 对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改 造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
（2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造 要容易操作，难度要小得多。
布
置
练习册及报纸相关习题
作 业
练 2．蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是
Ｄ Ａ．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构
习 C．肽链结构 D．基因结构
反 ❖ 3．下列关于蛋白质工程的说法错误的是
（
）
Ｂ
❖ A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结
馈 构，使之更加符合人类的需要
❖ B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分 子直接进行操作，定向改变分子的结构

蛋白质工程的崛起(共15张PPT)

蛋白质工程的崛起(共15张PPT)
可以产生它本身不能产生的 蛋白，质进而表现 二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）
这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合
出 新的性状 。 是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白
质，以满足人类的生产和生活的需求。 序列是_____________________。 （1）反义基因像一般基因一样是一段双链的DNA分子，合成该分子的第一条链时，使用的模板是细胞质中的反义RNA，原料是四种
第8页，共15页。
1、目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，
对蛋白质的结构进行分子设计。
2、原理：基因改造 3、过程
DNA合成
分子设计
基因
氨基酸序列
蛋白质
DNA mRNA 多肽链
转录
翻译
三维结构 折叠
预期功能 生物功能
第9页，共15页。
4、概念：
是指以蛋白质分子的结构规律及其
序列是_____________________。
2、基因工程的不足： ______________，所用的酶是______________。
（1）反义基因像一般基因一样是一段双链的DNA分子，合成该分子的第一条链时，使用的模板是细胞质中的反义RNA，原料是四种 ______________，所用的酶是______________。 玉米中赖氨酸含量可提高数倍
在原则上只能生产 天冬氨酸激酶（异亮氨酸） 自然界已存在的蛋白质， （3）如果指导番茄合成PG的信使RNA的碱基序列是 – A – U – C – C – A – G – G – U – C –，那么，PG反义基因的这段碱基对
质在粒原（ 则这或上运只些载能体生天、产病然毒） 蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们 的结构和功能符合 自然界已存在的蛋白质，

蛋白质工程的崛起 课件

蛋白质工程的崛起 课件

概
通过基因修饰 或 基因合成 ，对现有蛋白质进行改
手段
念
造，或制造一种新的蛋白质
目的
获得 满足人类生产和生活需求 的蛋白质
原理
由预期的蛋白质功能找到相对应的_脱__氧__核__苷__酸__序__列__(基__因__)
目标 根据人们对蛋白质功能的 特定需求 对蛋白质结构进行分子设计
基本流程 预期蛋白质的功能→设计预期的
1.基因工程的优势与不足分别是什么？ 答案 (1)优势：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可 以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新性状。这是基因工程 的实质。 (2)不足：原则上基因工程只能生产自然界中已存在的蛋白质。
2.蛋白质工程的实例： (1)经改造的干扰素基因合成的干扰素和原来的相比，在结构和功能 上有什么改变？ 答案 经改造的干扰素，其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，结 果大大提高该干扰素在体外储存的稳定性。 (2)可以通过哪些途径提高玉米中的赖氨酸含量？ 答案 ①可以将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米，②可以改 变赖氨酸合成途径中关键酶的活性。
3.下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：
(1) 代 表 蛋 白 质 工 程 操 作 思 路 的 过 程 是 _④__⑤__ ； 代 表 中 心 法 则 内 容 的 是 __①__②__③___(填写数字)。 (2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容： ①_转__录__；②__翻__译__；③___折__叠___；④_分__子__设__计__；⑤_D__N_A__合__成__。 (3)蛋白质工程的目的是_根__据__人__们__对__蛋__白__质__功__能__的__特__定__需__求Байду номын сангаас_，__对__蛋__白_ _质__的__结__构__进__行__分__子__设__计_，通过__基__因__合__成__或__改__造___实现。 (4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是___相__反___的。

蛋白质工程的崛起课件(25张)-PPT优秀课件

蛋白质工程的崛起课件(25张)-PPT优秀课件
(2)科技人员获得“M酶”基因后，常利用___P_C_R___技术在 体外将其大量扩增，此过程需要一种特殊的酶是__T_a_q_酶____。
(3)“M酶”基因只有插入玉__米__细__胞__的__染__色___体_D__N_A__中，才能 确保“M酶”基因在玉米细胞中得以稳定遗传。科技人员将 “M酶”基因导入玉米细胞中需要借助__载__体__的运输。
练习检测
1 ．关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说法 不正确的是（ D ） A．是生物在长期进化过程中形成的 B．它们的结构和功能符合特定物种生存的需要 C．构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种 D．一定完全符合人类生产和生活的需要
1.4 蛋白质工程的崛起 课件（共25张ppt）
1.4 蛋白质工程的崛起 课件（共25张ppt）
1.4 蛋白质工程的崛起 课件（共25张ppt）
1.4 蛋白质工程的崛起 课件（共25张ppt）
练习检测
6、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第
二代基因工程，其结果产生的蛋白质是（ Ｄ ）
A．氨基酸种类增多 B．氨基酸种类减少 C．仍为天然存在蛋白质 D．可合成天然不存在蛋白质
1.4 蛋白质工程的崛起 课件（共25张ppt）
1.4 蛋白质工程的崛起 课件（共25张ppt） 1.4 蛋白质工程的崛起 课件（共25张ppt）
1.4 蛋白质工程的崛起 课件（共25张ppt）
四、蛋白质工程的进展和前景 进展 胰岛素速效型药品 前景 制作电子元件 现状 蛋白质的功能主要依赖于其正确而又极 其复杂的高级结构，目前科学家对大多 数蛋白质的高级结构了解还不够，要设 计出更加符合人类需求的蛋白质换需经 过艰辛的探索。
B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进 行操作，定向改变分子的结构

高二生物选修三蛋白质工程的崛起课件 PPT

高二生物选修三蛋白质工程的崛起课件 PPT
蛋白质工程就是按照以下思路进行得:
确定蛋白质得功能→蛋白质应有得高级结构 →蛋白质应具备得折叠状态→应有得氨基酸 序列→应有得碱基排列,可以创造自然界不存 在得蛋白质
蛋白质得结构
蛋白质得一级结构
蛋白质得结构
蛋白质得二级结构
胰岛素得三级结构
蛋白质得结构
蛋白质得结构
血红蛋白分子就 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是由二个由 141个氨基酸残 基组成得α亚基 和二个由146个 氨基酸残基组成 得β亚基按特定 得接触和排列组 成得一个球状蛋 白质分子,每个亚 基中各有一个含 亚铁离子得血红 素辅基。
“人类肝脏蛋白质组计划”就是国际上第一 个人类组织／器官得蛋白质组计划,由我国贺福 初院士牵头,这就是中国科学家第一次领衔得重 大国际科研协作计划,总部设在北京,目前有16个 国家和地区得80多个实验室报名参加。她得科 学目标就是揭示并确认肝脏得蛋白质,为重大肝 病预防、诊断、治疗和新药研发得突破提供重 要得科学基础。
高二生物选修三蛋白质工程的崛起 课件
专题1 基因工程 课题4 蛋白质工程得崛起
思考
怎样让一种生物得性状在另一种生物中 表达？
杂交育种
在种内可以用常规得杂交育种得办法实现,但要 使有生殖隔离得种间生物实现基因交流,就显 得力不从心了,则应采用什么技术？
基因工程
生物产生得天然蛋白质就是在长期进化过 程中产生得,她得结构和性能不能完全满足 人类生产生活得需要。
人类蛋白质组计划得深入研究将就是对蛋白 质工程得有力推动和理论支持。
Ø 蛋白质工程就就是在对蛋白质得化学、晶体学、 动力学等结构与功能认识得基础上,对蛋白质 人工改造与合成得产品。
Ø “后基因组时代”将就是“蛋白质组学时代”, 即从对基因信息得研究转向对蛋白质信息得研 究,包括研究蛋白质结构、功能与应用及蛋白 质相互关系和作用。

人教版高中生物选修3专题1第节蛋白质工程的崛起(共40张PPT)

人教版高中生物选修3专题1第节蛋白质工程的崛起(共40张PPT)
讨论：1、怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸 序列？ 请把相应的碱基序列写出来。
mRNA序列 GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）
CGA (或G或T或C) ACCTTT（或C)TACAAA (或G) 脱氧核苷酸
序列
GCT (或C或A或G) TGGAAA (或G)ATGTTT (或C)
分子设计
蛋白质结构的分析
测定三级结构计 算机图像
酶的纯化生化 特性
蛋白质化学
1.2 基因的体外定向突变
在DNA水平上产生多肽编码顺序的特异性 改变称为基因的定性诱变。利用这项技术 一方面可对某些蛋白质进行定位改造，另 一方面还可以确定多肽链中某个氨基酸残 基在蛋白质结构及功能上的作用。一般而 言，含有单一或少数几个突变位点的基因 定向突变可选用下列几种策略。
1.4 蛋白质工程实施的必要条件
异亮氨酸
半胱氨酸
二、蛋白质工程崛起的缘由
思考：如果想让某一个生物的性状在另外一 个生物的身上表达，常用的方法有哪些？
1、在种内可以用什么方法？ 杂交育种
2、在种间可以用什么方法？
基因工程育种
基因工程的实质
将一种生物的基因转移到另一种生物 体内，后者产生它本不能产的蛋白质，进 而表现出新的性状。
1.3 蛋白质工程的研究内容及应用
蛋白质是所有生命过程的存在形式，它以高度的特异性直 接推动数千种化学反应的进行，并以关键的结构元件组成所 有生物体的细胞和组织。 蛋白质工程技术改造或创建新型工程蛋白，还能拓展功能 蛋白在工业、农业、医学等领域的应用范围其经济和社会效 益不可估量。 （1）通过改变酶的Km和Vm等动力学参数，提高其生化反应 的催化效率。 （2）通过提高酶与底物的亲和性，减少生物转化工程中副 产物的形成。 （3）通过增强功能蛋白对蛋白酶的抗降解性能，简化其分 离纯化工序并提高收率。

3、1.4《 蛋白质工程的崛起》ppt

3、1.4《 蛋白质工程的崛起》ppt

4.蛋白质工程的主要步骤通常包括： 蛋白质工程的主要步骤通常包括：
（1）从生物体中分离纯化目的蛋白； 从生物体中分离纯化目的蛋白； （2）测定其氨基酸序列； 测定其氨基酸序列； 借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段， （ 3 ） 借助核磁共振和 X 射线晶体衍射等手段 ， 尽可能地了解蛋 白质的二维重组和三维晶体结构; 白质的二维重组和三维晶体结构; （ 4 ） 设计各种处理条件， 了解蛋 设计各种处理条件 ， 白质的结构变化， 白质的结构变化 ， 包括折叠与去折 叠等对其活性与功能的影响； 叠等对其活性与功能的影响； （ 5 ） 设计编码该蛋白的基因改造 方案，如点突变； 方案，如点突变； 分离、 纯化新蛋白， （ 6 ） 分离 、 纯化新蛋白 ， 功能检 测后投入实际使用。 测后投入实际使用。
例如:干扰素是一种抗病毒、抗肿瘤的药物。 例如 干扰素是一种抗病毒、抗肿瘤的药物。将 干扰素是一种抗病毒 人的干扰素的cDNA在大肠杆菌中进行表达，产生 在大肠杆菌中进行表达， 人的干扰素的 在大肠杆菌中进行表达 的干扰素的抗病毒活性为106 U/mg，只相当于天 的干扰素的抗病毒活性为 ， 然产品的十分之一，虽然在大肠杆菌中合成的β然产品的十分之一，虽然在大肠杆菌中合成的 干扰素量很多， 干扰素量很多，但多数是以无活性的二聚体形式 存在。为什么会这样？如何改变这种状况？ 存在。为什么会这样？如何改变这种状况？研究 发现， 干扰素蛋白质中有 个半胱氨酸（ 干扰素蛋白质中有3个半胱氨酸 发现，β-干扰素蛋白质中有 个半胱氨酸（第17位、 位 31位和 位和141位），推测可能是有一个或几个半胱氨 位和 位），推测可能是有一个或几个半胱氨 酸形成了不正确的二硫键。研究人员将第17位的 酸形成了不正确的二硫键。研究人员将第 位的 半胱氨酸，通过基因定点突变改变成丝氨酸， 半胱氨酸，通过基因定点突变改变成丝氨酸，结 果使大肠杆菌中生产的β-干扰素的抗病性活性提 果使大肠杆菌中生产的 干扰素的抗病性活性提 高到108 U/mg，并且比天然 干扰素的贮存稳定 高到 ，并且比天然β-干扰素的贮存稳定 性高很多。 性高很多。

蛋白质工程的崛起：课件一29张

蛋白质工程的崛起：课件一29张
白质工程中直接需要进行操作的对象是（ ） Ａ．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构 C．肽链结构 D．基因结构
01
Ｄ
02
练习：
01
02
列关于蛋白质工程的说法错误的是（ ） 蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类的需要 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构 蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子 蛋白质工程与基因工程密不可分，又被称为第二代基因工程
蛋白质的功能是DNA决定的，那么要制
白质工程的原理应该是中心法则的逆推。
造出新
基因 DNA
01
氨基酸序列 多肽链
02
蛋白质 三维结构
03
预期功能
04
生物功能
05
mRNA
06
转录
07
翻译
08
折叠
09
DNA合成
10
分子设计
11
三、蛋白质工程的基本原理
讨论：1、怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列？
蛋白质工程的发展很快，研究工作很多，以上仅介绍了几个例子。蛋白质工程除了用于改造天然蛋白质或设计制造新的蛋白质外，其本身还是研究蛋白质结构功能的一种强有力的工具，它在解决生物理论方面所起的作用，可以和任何重大的生物研究方法相提并论。
三、蛋白质工程的进展和前景
蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就，它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来研究。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。
人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然领域一项重大的科学命题。2001年，国际人类蛋白质组组织宣告成立。2003年，该组织正式提出启动了两项重大国际合作行动：一项是由中国科学家牵头执行的“人类肝脏蛋白质组计划”；另一项是以美国科学家牵头的“人类血将蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。

蛋白质工程的崛起 课件

蛋白质工程的崛起 课件

(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从 预 期 蛋 白 质 功 能 出 发 ， 通 过 ______________ 和 __________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据 此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白 质的生物________进行鉴定。
(3)三看合成的蛋白质种类 如果合成的蛋白质是天然蛋白质，则是基因工程；如果合 成的蛋白质和天然蛋白质有差异，甚至是自然界中所没有的， 则为蛋白质工程。
解析：(1)编码血红蛋白的基因中碱基对的替换导致编码的 氨基酸种类改变。(2)蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，实 现对现有蛋白质的改造或制造新蛋白质。(3)因血红蛋白基因只 在早期红细胞中表达，所以可从其中提取 mRNA，以 mRNA 为 模板，在逆转录酶的作用下，反转录合成 cDNA。构建基因表 达载体需要限制酶和 DNA 连接酶。(4)目的基因是否表达可以 通过从受体菌中提取蛋白质，进行抗原—抗体杂交实验加以判 断。
蛋白质工程的崛起
一、蛋白质工程崛起的缘由 1．基因工程的实质：将一种生物的 1 ____基__因_____转移到 另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的 2 _蛋__白__质______，进而表现出 3 新__的__性__状_____。
2．基因工程的不足：基因工程在原则上只能产生自然界 4 __已__存__在_____的蛋白质。
2．镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病，患者的血红蛋 白分子 β­肽链 N 端第 6 位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功 能异常。回答下列问题：
(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红 蛋白基因的______________序列发生改变。
(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中， 可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作 ____________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该 操作________________________。

蛋白质工程的崛起ppt(讲课)

蛋白质工程的崛起ppt(讲课)
精品PPT
（4）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。
精品PPT
思考与探究
2.基因工程是遵循中心法则， 从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生
功能，基本上是生产出自然界已有的蛋 白质。
❖ 延长干扰素的体外保存时间
❖ 提高玉米中赖氨酸的含量
❖ 提高工业生产中蛋白质类酶的稳定性
这些在科学研究和工业生产中亟 待解决的难题均无法通过基因工程来 完成。于是新一轮的探索拉开了序幕， 人们开始着眼于对现有蛋白质的改造， 以及制造目前从天然蛋白质中找不到 的蛋白质。就这样，蛋白质工程应运 而生，并迅速崛起。
有意思的是这一给生命科学研究及应用领域带来革命 性突破的方法竟然是史密斯和其同事在喝咖啡时闲聊出来 的。现在，几乎每个生物实验室都会用定点突变法来研究 基因或蛋白质的功能。 精品PPT
异亮氨酸
精品PPT
半胱氨酸
4.蛋白质工程的概念
❖ 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物 功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成， 对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质， 以满足人类的生产和生活的需求。 蛋白质工程的实质是对编码蛋白质的基因进行改造
A．科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为 速效药品
B．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
C．蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正被 大力推广应用
D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前 成功的例子不多
精品PPT
精品PPT
将一种生物的 基因 转移到另
一种生物体内，后者产生它本不能
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
需要
干扰素（半胱氨酸） 改造 干扰素（丝氨酸）
体外很难保存
体外可以保存半年
玉米中赖氨酸含量比较低
玉米中赖氨酸含量可提高数倍
天冬氨酸激酶
改造
（352位的苏氨酸）
天冬氨酸激酶 （异亮氨酸）
二氢吡啶二羧酸合成酶 改造 二氢吡啶二羧酸合成酶
（104位的天冬酰胺）
（异亮氨酸）
自 主 学 习
任务：阅读教材第26页第三段 时间：3分钟 问题：
作 应该从对基因的操作来实现对天然蛋 白质改造，主要原因如下：
探 究
（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码 的，改造了基因即对蛋白质进行了改造， 而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果 对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改 造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
（2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造 要容易操作，难度要小得多。
1.蛋白质工程的目标是什么？ 2.蛋白质工程的原理？思考26页第二个问号 3. 蛋白质工程的基本途径是什么？ 4.总结出什么是蛋白质工程？
问 二、蛋白质工程的基本原理
1、目标：
题
根据人们对蛋白质功能的特定需求， 对蛋白质的结构进行分子设计。
2、原理：
归
纳
合 思考：对天然蛋白质进行改造，你认为 应该直接对蛋白质分子进行操作，还是 通过对基因的操作来实现？
蛋白质工程的崛起
创
胰岛素改造
设 情 境
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，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。这 种制剂的形成正是利用了蛋白质工程技 术。
作 丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG 色氨酸：UGG 赖氨酸：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU、UUC
探 讨论：1、怎样得出决定这一段肽链的脱
氧核苷酸序列？ 请把相应的碱基序列写
究 出来。
mRNA序列 GCU（或C或A或G）UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）
CGA (或G或T或C) ACCTTT（或C)TACAAA (或G) 脱氧核苷酸
翻译 肽链
折叠 等
具有空间结 构的蛋白质
纳 遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变
问 ３. 途径:
预期的蛋白质功能
题
设计预期的蛋白质结构
归
推测应有的氨基酸序列
纳 找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）
DNA合成 基因 DNA 转录 mRNA翻译
分子 设计
氨基酸序 列多肽链
折叠
蛋白质 三维结构
图1-29蛋白质工程流程图
归
（2）基因工程的不足：
纳 在原则上只能生产自然界已存 在的蛋白质。
问 2、天然蛋白质的不足
天然蛋白质是生物在长期进化过程 中形成的，它们的结构和功能符合
题 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。
归 纳
3、蛋白质工程的目的
生产符合人类生产和生活的需 要的蛋白质。
ห้องสมุดไป่ตู้ 例如：
满足人类生 产和生活的
练 2．蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是
Ｄ Ａ．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构
习 C．肽链结构 D．基因结构
反 ❖ 3．下列关于蛋白质工程的说法错误的是
（
）
Ｂ
❖ A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结
馈 构，使之更加符合人类的需要
❖ B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分 子直接进行操作，定向改变分子的结构
Ｃ ❖ 5、蛋白质工程的基本流程正确的是（ ）
练 ❖ ①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋 白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序 列
习 ❖ A．①②③④ ❖ C．③①④②
B．④②①③ D．③④①②
反 馈 练
❖ 6、蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸
出来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白
质是（
布
置
练习册及报纸相关习题
作 业
序列
GCT (或C或A或G) TGGAAA (或G)ATGTTT (或C)
2.确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合 成或改造目的基因（DNA）？
确定目的基因的碱基序列后，就可以根据人
类的缘由
堂 小 结
2、蛋白质工程的原理： 中心法则的逆推
预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相应的脱氧核苷酸序列 3、蛋白质工程的进展和前景
反 馈
1 ．关于生物体内存在的天然蛋白质，下列说 法不正确的是（ ）
D A．是生物在长期进化过程中形成的
B．它们的结构和功能符合特定物种生存的需要 C．构成天然蛋白质的氨基酸目前发现的有20种 D．一定完全符合人类生产和生活的需要
问 二、蛋白质工程的基本原理
1、目标：
题 根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋 白质的结构进行分子设计。 2、原理：
归 改造基因（基因修饰或基因合成）
纳
问 题
复制
复制
转录
DNA
逆转录
翻译
RNA
蛋白质
归 纳
天然蛋白质的合成遵循中心法则
问 天然蛋白质的合成过程
题 归
DNA 转录
RNA
表达生物特有 的功能或性状
练 ❖ C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在 过的新型蛋白质分子
❖ D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又被
习 称为第二代基因工程
反 ❖ 4、以下关于蛋白质工程的说法正确的是（ )
❖ A、蛋白质工程以基因工程为基础 ❖ B、蛋白质工程就是酶工程的延伸
Ａ
馈❖ C、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造 ❖ D、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质
自 主 学 习
任务：阅读教材第26页第二段 时间：3分钟 问题：
1.基因工程的实质是什么？ 2.基因工程的不足是什么？ 3.天然蛋白质的不足是什么？ 4.蛋白质工程的目的是什么？
问 一、蛋白质工程崛起的缘由
1、基因工程的应用 （1）基因工程的实质：
题 将一种生物的基因转移到另一种生物
体内，使后者产生本不能产生的蛋白 质，进而表现出新的性状。
）
❖ A．氨基酸种类增多
Ｄ
❖ B．氨基酸种类减少
❖ C．仍为天然存在蛋白质
❖ D．可合成天然不存在蛋白质
习
反 馈 练 习
7、关于蛋白质工程的进展和应用，下列说
C 法不正确的是（ ）
A．科学家通过对胰岛素的改造，已使其成 为速效药品 B．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 C．蛋白质工程技术已经非常成熟，目前正 被大力推广应用 D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目 前成功的例子不多
1.进展 胰岛素速效型药品
题 2.前景 应用于微电子方面 制作电子元件
归
具有 体积小 、耗电少和 效率高 的特点 3.现状
蛋白质工程目前成功的例子不多,原因是对蛋白质的
高级结构了解不够。要设计出更加符合人类需求的蛋
纳 白质还需经过艰辛的探索。
合
讨论：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-
生物 预期 功能 功能
问 蛋白质工程的概念
❖ 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其
题 生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基
因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种
新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。
归
蛋白质工程是在基因工程的基础上，
纳
延伸出来的第二代基因工程。
问 五、蛋白质工程的进展和前景