文档介绍：通过前面的学习我们知道,利用基因工程能够大规模生产生物体内微量存在的活性物质,并借助转基因而改变动植物性状,也得以在人类医疗保健中进行基因诊断和基因治疗。然而在广泛利用自然界各种蛋白质的过程中就发现,这些蛋白质只是适应生物自身的需要,而对它们进行产业化开发往往不合意,如采用基因工程生产的干扰素可用于治疗病毒感染和癌症,但体外不容易保存,需要加以改造。 1983 年 Ulmer 首先提出蛋白质工程这个名词。那么,什么叫蛋白质工程? 它同基因工程有何区别和联系?又是如何设计和施工的?它的进展和前景如何?这就是我们今天所要学习的内容——蛋白质工程的崛起。蛋白质工程的崛起 1、基因工程的应用(1)基因工程的实质:将一种生物的转移到另一种生物体内,使后者产生本不能产生的, 进而表现出新的。(2)基因工程的不足:在原则上只能生产自然界已存在的。 2、天然蛋白质的不足天然蛋白质是生物在长期过程中形成的, 它们的符合特定物种的需要,却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 3、蛋白质工程的目的生产符合人类生产和生活的需要的。一、蛋白质工程崛起的缘由基因蛋白质性状蛋白质进化结构和功能生存蛋白质二、蛋白质工程的基本原理 1、目标:根据人们对功能的特定需求, 对蛋白质的进行分子设计。 2、原理:改造基因(基因或基因)。 3、流程: 预期蛋白质功能→设计→推测应有的序列→找到对应的序列。蛋白质结构修饰合成预期的蛋白质氨基酸脱氧核苷酸三、蛋白质工程的基本原理基因 DNA 氨基酸序列多肽链蛋白质三维结构预期功能生物功能 mRNA 转录翻译折叠 DNA 合成分子设计蛋白质工程的概念?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项目基因工程蛋白质工程操作起点操作核心过程目标结果联系目的基因预期的蛋白质功能基因表达载体基因获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与表达预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→推测核苷酸序列→合成 DNA →表达出蛋白质定向改造生物的遗传特性,获得人类所需的生物类型或生物产品定向改造或生产人类所需的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质,必须通过基因的修饰或基因的合成。生产自然界没有的蛋白质三、蛋白质工程的进展和前景 1、前景诱人:如用此技术制成的, 具有、耗电少和的特点。 2、难度很大:主要是目前科学家对大多数蛋白质的的了解还很不够。电子元件体积小效率高高级结构胰岛素改造天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体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, 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,这是胰岛素从而延缓了其降血糖作用,这是胰岛素 B23- B23- B28 B28 氨基酸残基结构所致。利用蛋白质工程技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。该胰岛素快速起作用。该速效胰岛素速效胰岛素已通过临已通过临床实验。床实验。