1.4-蛋白质工程的崛起-(7)VIP专享VIP免费

•生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中产生的，它的结构和性能不能完全满足人类生产生活的需要。例如：干扰素是动物体内的一种蛋白质是一种抗病毒抗肿瘤的药物，但在体外保存相当困难。于是我们要对现有的蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们由开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。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，如果将苏氨酸（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,如果将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？1、目标：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。2、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DNA预期功能DNA合成分子设计mRNA生物功能转录翻译折叠3、基本途径：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）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。前提：了解蛋白质的结构和功能原理：改造基因（基因修饰或基因合成）目的：定向改造或制造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。蛋白质工程的内容主要有两方面：①根据需要设计具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质②而氨基酸排序由基因决定，所以还需要改造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!3、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。比较基因工程和蛋白质工程基因工程蛋白质工程相同点产生新的产生的蛋白质联系都要改造基因，都属于分子水平基因型，无新基因基因（型）原有的新的蛋白质工程以基因工程为基础，是基因工程的应用和延伸提示：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DNA→mRNA→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：确定蛋白质的预期功能→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...