文档介绍：蛋白质工程的崛起
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:
?
杂交育种
?
基因工程育种
一、蛋白质工程崛起的缘由
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。
基因工程的局限性:
项目
作用
缺点
改进
结果
干
扰
素
玉
米
的
赖
氨
酸
治疗病毒感染和癌症
在体外不易保存
…半胱氨酸…
…丝氨酸…
-70℃条件下保存半年
人体必需氨基酸
含量低(原因:一定浓度能抑制相关合成酶的活性)
天冬氨酸激酶(352位)
…苏氨酸…
…异亮氨酸…
二氢吡啶二羧酸合成酶(104位)
…天冬酰***…
…异亮氨酸…
赖氨酸提高5倍
赖氨酸提高2倍
问: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,还是对基因操作来实现?
对基因操作来实现。
(1)任何一种天然蛋白质的都是由基因编码的,改造了基因即对蛋白质进行了改造,而且可以遗传下去。如果对蛋白质进行改造,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进行改造要容易操作。
二、蛋白质工程的基本原理
DNA
转录
mRNA
翻译
多肽链
盘曲折叠
具有空间结构的蛋白质
生物功能
中心法则
推测
预期功能
分子设计
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-……
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
讨论回答下列问题:
请写出决定这一段肽链的mRN***段和基因片段的核苷酸序列。
氨基酸
丙氨酸
色氨酸
赖氨酸
甲硫氨酸
苯丙氨酸
密码子
GCU
C
A
G
UGG
AAA
G
AUG
UUU
C
mRNA
(一种)
双链DNA
(一种)
…C G A A C C T T T T A C A A A…
…G C T T G G A A A A T G T T T…
…G C U U G G A A A A U G U U U…
蛋白质工程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)
概念
三、蛋白质工程的进展和前景
蛋白质工程取得的进展向人们展示出诱人的前景,科学家通过对胰岛素的改造,已使其成为速效型药品。生物和材料科学家正积极探索将蛋白质工程应用于电子方面。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。