单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.4,蛋白质工程的崛起,1.4 蛋白质工程的崛起,1,一、蛋白质工程崛起的缘由,满足人类生产和生活的需要,例如：,改造,干扰素（半胱氨酸）,体外很难保存,干扰素（丝氨酸）,体外可以保存半年,玉米中赖氨酸含量比较低,天冬氨酸激酶,（,352,位的苏氨酸）,二氢吡啶二羧酸合成酶（,104,位的天冬酰胺）,改造,改造,天冬氨酸激酶（异亮氨酸）,二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）,玉米中赖氨酸含量可提高数倍,一、蛋白质工程崛起的缘由满足人类生产和生活的需要例如：改造干,2,1,、你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？,我国科学家承担了什么任务？,旁栏思考题,人类蛋白质组计划是继人类基因组计划之后，生命科学乃至自然科学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。之后，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执行的“人类血浆蛋白质组计划”，由此拉开了人类蛋白质组计划的帷幕。,“,人类肝脏蛋白质组计划”是国际上第一个人类组织器官的蛋白质,组计划，由我国贺福初院士牵头，这是中国科学家第一次领衔的重大,国际科研协作计划，总部设在北京，目前有,16,个国家和地区的,80,多个,实验室报名参加。它的科学,目标是揭示并确认肝脏的蛋白质，为重大,肝病预防、诊断、治疗和新药研发的突破提供重要的科学基础。,人类蛋白质组计划的深入研究将是对蛋白质工程的有力推动和理论,支持。,1、你知道人类蛋白质组计划吗？它与蛋白质工程有什么关系？旁栏,3,逆转录,转录,DNA,RNA,翻译,肽链,复制,复制,折叠等,具有空间结构的蛋白质,表达生物特有的功能或性状,天然蛋白质的合成过程,遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变,逆转录转录DNARNA翻译肽链复制复制折叠等具有空间结构的蛋,4,二、蛋白质工程的基本原理,蛋白质工程流程图,基因,DNA,氨基酸序列,多肽链,蛋白质三,维结构,预期蛋白,质功能,分子设计,DNA,合成,二、蛋白质工程的基本原理蛋白质工程流程图基因氨基酸序列蛋白质,5,2.,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？,答：毫无疑问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：,（,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。,旁栏思考题,2.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,6,9,、,要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。,2024/11/17,2024/11/17,Sunday,November 17,2024,10,、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,11/17/2024 3:58:36 PM,11,、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习（这）是教育过程的逻辑。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,Nov-24,17-Nov-24,12,、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,Sunday,November 17,2024,13,、,He who seize the right moment,is the right man.,谁把握机遇，谁就心想事成。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,11/17/2024,14,、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。,17 十一月 2024,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,15,、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。,十一月 24,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,11/17/2024,16,、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。,2024/11/17,2024/11/17,17 November 2024,17,、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,2024/11/17,You have to believe in yourself.Thats the secret of success.,人必须相信自己，这是成功的秘诀。,9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲,7,二、蛋白质工程的基本原理,蛋白质工程流程图,基因,DNA,氨基酸序列,多肽链,蛋白质三,维结构,预期蛋白,质功能,分子设计,DNA,合成,蛋白质工程的概念：,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,进行改造一种新的蛋白质,，以满足人类的生产和生活的,需求,。,（第二代基因工程）,二、蛋白质工程的基本原理蛋白质工程流程图基因氨基酸序列蛋白质,8,蛋白质工程的内容主要有两方面：,一是,根据需要设计具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质,二是,确定蛋白质的化学组及空间结构与生物功能之间的关系，,在此基础上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生,理功能，设计合成具有特定生物功能的全新蛋白质，而氨基,酸排序由基因决定，所以还需要,改造,控制蛋白质合成的相应,基因中脱氧核苷酸序列或人工合成,所需要的自然界原本,不存,在的基因片段,，用于蛋白质工程。,蛋白质工程的内容主要有两方面：一是根据需要设计具有特定氨基酸,9,异想天开,能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，导入合适的细菌中，让细菌生产人类所需要的蛋白质食,品呢？,理论上讲可以，但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细,菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质，并,非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质。,主要原因是蛋白,质的高级结构非常复杂，人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如,何行使功能知之甚少，,很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用,的蛋白质，而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担,心的。,异想天开能不能根据人类需要的蛋白质的结构，设计相应的基因，,10,蛋白质工程的进展与前景,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空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。,作业,:,蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同,?,蛋白质工程与基因工程相比,合成的蛋白质有何特点,?,蛋白质工程的进展与前景蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，,11,2.,基因工程,是遵循中心法则，,从,DNAmRNA,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,。,蛋白质工程是按照以下思路进行的：,确定蛋白质的功能,蛋白质应有的高级结构,蛋白质应具备的折叠状态,应有的氨基酸序列,应有的碱基排列,，,可以,创造自然界不存在的蛋白质,。,2.基因工程是遵循中心法则，,12,你知道酶工程吗？绝大多数酶都是蛋白质，酶工程与蛋白质工程有什么区别？,酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。概括地说，酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中。,通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。因此，酶工程的重点在于对已存酶的合理充分利用，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。当然，随着蛋白质工程的发展，其成果也会应用到酶工程中，使酶工程成为蛋白质工程的一部分。,你知道酶工程吗？绝大多数酶都是蛋白质，酶工程与蛋白质工程有什,13,蛋白质的结构,蛋白质的二级结构,蛋白质的结构蛋白质的二级结构,14,蛋白质的结构,蛋白质的一级结构,蛋白质的结构蛋白质的一级结构,15,蛋白质的结构,胰岛素的三级结构,蛋白质的结构胰岛素的三级结构,16,蛋白质的结构,血红蛋白质的四级结构,血红蛋白分子就是由二个由,141,个氨基酸残基组成的,亚基和二个由,146,个氨基酸残基组成的,亚基按特定的接触和排列组成的一个球状蛋白质分子，每个亚基中各有一个含亚铁离子的血红素辅基。,返回,蛋白质的结构血红蛋白质的四级结构 血红蛋白分子就是由二个由1,17,