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1、生物选修3,专题1 基因工程,1.4 蛋白质工程的崛起,复习回顾1、蛋白质的基本结构单位？元素组成？种类？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？5、蛋白质的四级结构,蛋白质的结构,蛋白质的一级结构,蛋白质的结构,蛋白质的二级结构,蛋白质的结构,胰岛素的三级结构,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。,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，后者可以产生它本来不能产
2、生的蛋白质，进而表现出新的性状。,复习回忆,蛋白质工程的崛起,一、蛋白质工程崛起的缘由,1、基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。,2、天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要。,二、蛋白质工程的目的,生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的蛋白质。,例2：玉米中赖氨酸的含量低,苏氨酸（352位）,变成,天冬酰胺（104位）,变成,蛋白质工程的崛起,例1：干扰素在体外保存困难,半胱氨酸,丝氨酸,天冬氨酸激酶：,二氢吡啶二羧酸合成酶：,变成,异亮氨酸,异亮氨酸,玉米中赖氨酸含量可提高数倍,体外可以保存半年,三、蛋白质工程的基本原理：,基因改造,蛋白质三维结构,氨基酸序列多肽链,基因D
3、NA,预期功能,分子设计,mRNA,生物功能,转录,翻译,折叠,蛋白质工程的崛起,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。,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,mRNA：GCU(或C或A或G)UGGAAA（或G）AUGUUU（或C）,DNA的一条链：CGA(或G或T或C)ACCTTT(或C)TACAAA(或G),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。,某多肽链的一段
4、氨基酸序列是-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-,讨论,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）？,可以通过人工合成的方法获取或基因的定点诱变技术来改变。,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，以满足人类对生产和生活的需求。,蛋白质工程的进展和前景,1、对胰岛素的改造，使其成为速效型药品,2、探索将蛋白质工程应用于微电子方面,前景诱人但还需要经过艰辛探索!,比较基因工程和蛋白质工程,提示：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
5、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,蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同？,？,答：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
6、质。,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。,A,密码子,精氨酸,氨基酸,转运RNA,G,信使RNA,G,G,DNA双链,根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,C,C,C,A,A,T,C,G,U,C,G,题型1,某生物基因单链的一段是 G C A G A C A A A，若以此链为模板，经转录翻译形成的多肽链上所对应的氨基酸顺序是（）。苯丙氨酸UUU；天冬氨酸GAC亮氨酸CUG；赖氨酸AAA精氨酸CGU；丙氨酸GCAA、B、C、D、,D,题型2,
