《2017-2018学年高中生物 第一单元 生物技术与生物工程 第一章 基因工程和蛋白质工程 1.1.3 蛋白质工程课件 中图版选修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中生物 第一单元 生物技术与生物工程 第一章 基因工程和蛋白质工程 1.1.3 蛋白质工程课件 中图版选修3（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节蛋白质工程 课程标准 简述蛋白质工程 课标解读 1 简述蛋白质工程的概念与原理 2 举例说出蛋白质工程的基本过程 3 举例说出蛋白质工程的应用 蛋白质工程是指根据蛋白质的 和 之间的关系 按照人类自身的需要 利用生物技术手段对蛋白质的 或直接对蛋白质进行 从而创造出自然界 的蛋白质分子 由于蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的 因此蛋白质工程也被称为 蛋白质分子的设计 1 蛋白质工程的概念 精细结构 生物活性 DNA编码序列 有目的的改造 本不存在的 具有优良特性 第二代基因工程 蛋白质的分子设计分三类 一是小范围改造 就是对已知结构的蛋白质进行少数 的替换 从而 蛋白质的性质和功能
2、 二是对 的蛋白质进行 期望 相应的功能 三是对蛋白质从头设计 从 出发 设计制造出自然界 使之具有特定的空间结构和预期功能 2 蛋白质的分子设计类型 氨基酸 改善 不同来源 拼接组 转移 氨基 酸的排列顺序 不存在的全新蛋 白质 蛋白质工程所依据的原理是什么 提示中心法则的逆推 思维激活1 1 概念 根据蛋白质的精细结构和生物活性之间的关系 按照人类自身的需要 利用生物技术手段对蛋白质的DNA编码序列或直接对蛋白质进行有目的的改造 从而创造出自然界不存在的 具有优良特性的蛋白质分子 2 对概念的理解 实质 将编码蛋白质的DNA序列进行有目的的改造或直接对蛋白质进行改造 从而产生出原本不存在的
3、 具有优良特性的蛋白质分子 目的 生产符合人们需要的 并非自然界已存在的蛋白质 1 蛋白质工程的概念 1 原理 中心法则的逆推 2 过程 预期蛋白质的功能 设计蛋白质结构 推测氨基酸序列 推测脱氧核苷酸序列 合成DNA 表达出蛋白质 3 分类蛋白质工程的首要任务是对蛋白质分子进行设计 对天然蛋白质分子的设计可以分为三类 小改 中改和大改 小改是对天然蛋白质进行少数氨基酸的替换 它往往利用点突变的技术 在维持蛋白质原有功能的基础上 改进一些性质特点 2 蛋白质的分子设计 中改则是对蛋白质分子中某些结构单元或肽段进行分子裁剪 在不同的蛋白质分子之间替换结构单元 以使得到新的功能组合 大改就是重新设
4、计与合成自然界本不存在的蛋白质分子 即从蛋白质的氨基酸组成和顺序出发 设计并制造出一种全新的蛋白质 使之具有特定的空间结构和相应的功能 1 分子设计类型 小改 2 步骤 分析胰岛素的一级 二级 三级结构 3 速效胰岛素制剂的改造 证实胰岛素疗效慢的原因 胰岛素在低浓度时主要以单体形式存在 在高浓度时则以二聚体的形式存在 在机体内运动的速度慢 延长了从注射部位到达血液所需要的时间 从而使疗效延滞 根据胰岛素结构与功能之间的关系 设计对胰岛素基因的改造方案 通过碱基替换的方法 改变基因序列 将胰岛素分子中B链第28位改为赖氨酸 29位改为脯氨酸 下列关于 大改 中改 小改 的说法中 不正确的是 A
5、 大改 是指根据氨基酸的性质和特点 设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质B 中改 是指在蛋白质分子中替代某一个肽段或一个特定的结构单元C 小改 是指通过基因工程中的定点诱变技术 有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的一个或几个氨基酸残基 以改善蛋白质的性质和功能D 大改 是指根据氨基酸的性质和特点 人工合成出自然界中已存在的蛋白质 巩固1 解析根据蛋白质被改造部位的多少 可以将这种改造分为 大改 中改 和 小改 所谓的 大改 是指根据氨基酸的性质和特点 设计并制造出自然界中不存在的全新蛋白质 使之具有特定的氨基酸序列 空间结构和预期功能 答案D T4溶菌酶具有较强的溶菌活性 但其 研究人员对
6、进行了改造 使T4溶菌酶获得了 组织纤溶酶原激活物 t PA 专一激活人体内纤溶系统 保证血液循环的畅通 但t PA用于治疗时具有一定的局限性 它进入血浆后大部分与 并迅速失去活性 利用蛋白质工程技术对其 蛋白质工程的应用 1 提高蛋白质的稳定性 2 改变蛋白质的活性 热稳定性较差 编码T4溶菌酶的基因 较强耐热特性 纤溶酶原激活剂抑制物形 成复合物 改造 就可以消除上述缺点 从而增加 减少 和降低 等 小鼠单克隆抗体的制备比较简单 但这种鼠源性的单克隆抗体会被人的 不能直接用于人体 嵌合抗体就是保留鼠单克隆抗体的 而用 替换鼠单克隆抗体恒定区 这种嵌合抗体的 显著下降 而抗体的 没有丧失 上
7、述三个实例分别属于蛋白质分子设计的哪种类型 提示前两个实例均属于小改 第三个实例属于中改 思维激活2 溶栓效能 药用剂量 副作用 3 合成嵌合抗体 免疫系统排斥 可变区 人抗体的恒 定区 抗原性 特异识别功能 1 分子设计类型 小改 2 改造方法 对编码T4溶菌酶的基因进行点突变从而使T4溶菌酶第三位上的异亮氨酸改变成了半胱氨酸 3 改造结果 使T4溶菌酶获得了较强的耐热特性 1 小鼠单克隆抗体的缺点 会被人的免疫系统排斥 不能直接用于人体 2 嵌合抗体 指应用蛋白质工程手段 将小鼠抗体的可变区和人抗体中的恒定区结合成的新抗体蛋白 3 嵌合抗体的优点 人体对它的排斥反应显著下降 但它对某种抗原的特异性识别功能并没有下降 1 对T4溶菌酶的改造 2 合成嵌合抗体
