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,