选修三1.3蛋白质工程课件3.ppt
第三节 蛋白质工程,一、蛋白质工程的概念和原理,1、蛋白质工程,物理化学与生物化学等技术了解蛋白质的结构与功能,并借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组技术DNA技术改造基因,以定向改造天然蛋白质,甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。,目标:先创造人类需要的新基因,然后表达具有特定结构和功能的蛋白质。 关键技术:基因工程 蛋白质工程称为第二代基因工程,基因工程一般只能生产自然界中已存在的蛋白,不一定满足人类的需要。 如:干扰素是动物体内的蛋白质,可用于治疗病毒的感染和癌症,但在体内不易保存,如果将它的一个半胱氨酸转化为丝氨酸,则可在-70条件下保存半年。,为什么要开展蛋白质工程?,蛋白质工程的基本原理,根据人们对蛋白质功能的特定要求,对蛋白质的结构进行分子设计。由于基因决定蛋白质,要对蛋白质结构进行设计改造,必须从基因入手。 途径: 预期蛋白质功能→设计出预期的蛋白质结构→推测应用的氨基酸序列→设计DNA的脱氧核苷酸序列,前提:了解蛋白质的结构和功能的关系 空间结构的测定 X射线晶体衍射法、核磁共振 一级结构的测定(氨基酸序列),蛋白质的改造,大改:设计并制造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,中改:在蛋白质分子中替代某一个肽段或一个特定的结构域,小改:通过基因工程中的定点诱变技术,有目的改造蛋白质分子中某活性部位的1个或几个氨基酸殘基,以改善蛋白质的性质和功能,PCR技术是基因定点诱变的常用方法,利用人工合成带有突变点的诱变引物,通过PCR扩增而获得定点突变的基因,再通过基因工程的方法,将突变基因导入受体细胞,经过转录和翻译合成所需的蛋白质。,非定点诱变:,对蛋白质的空间结构不完全了解时,采用非定点诱变改造蛋白质,不具有目的性和针对性,可产生意想不到的结果,二、蛋白质工程的应用,改造酶的结构,有目的地提高酶的热稳定性,制药领域 例:鼠——人嵌合抗体的形成,在基因水平上对抗体进行重组,产生人恒定区和可变区嵌合体,对人体的不良反应减少。,蛋白质芯片,蛋白质检测、分析技术,