干扰素干扰素课件.ppt

基因工程的实质：
将一种生物的           转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产的        ，进而表现出    。
基因
蛋白质
新的性状
回顾：
基因工程
的成比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。
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。
：
了解蛋白质的结构和功能
改造基因（基因修饰或基因合成）
(1)前提：
(2)途径：
(3)目的：
定向改造或制造蛋白质

基因
DNA
氨基酸序列
多肽链
蛋白质
三维结构
预期功能
生物功能
mRNA
转录
翻译
折叠
DNA合成
分子设计
2、蛋白质工程原理
天然蛋白质的合成途径：
基因　　　表达（转录和翻译）　　　　形成氨基酸序列的多肽
链　　　　形成具有高级结构的蛋白质　　　　行使生物功能
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　　　找到相应的脱氧核苷酸序列酸
①蛋白质工程的途径：
----------中心法则的逆推
②蛋白质工程的流程：
（1）从生物体中分离纯化目的蛋白；
（2）测定其氨基酸序列；
（3）借助核磁共振和X射线晶体衍射等手段，尽可能地了解蛋白质的二维结构和三维晶体结构;
（4）设计各种处理条件，了解蛋白质的结构变化，包括折叠与去折叠等对其活性与功能的影响；
（5）设计编码该蛋白的基因改造方案，如点突变；
（6）分离、纯化新蛋白，功能检测后投入实际使用。
：
X射线晶体衍射法
DNA和蛋白质测序技术
空间结构
基因
纯化
生物学
化学
对蛋白质进行改造
大改
中改
小改
设计、制造出自然界不存在的
全新蛋白质
替代某一个肽段或一个
特定的结构域
改造某个活性单位的一个或几
个氨基酸残基（定点诱变技术）
核心技术
-----半胱氨酸-----
体外很难保存
？如何改造
------丝氨酸-------
体外可以保存半年
问题3、你能推测出干扰素基因改造前和改造后的该部分序列吗？
（半胱氨酸：UGU；丝氨酸：UCU）
干扰素
干扰素（改）
思考与讨论
基因定点诱变技术的示意图
基因定点诱变技术的理解(苏教版)
项目
内容
条件
原料
酶
引物
能量
ＡＴＰ
操作方法
ＰＣＲ法
结果
适应范围
后代中半数为诱变的ＤＮＡ分子
脱氧核苷酸
ＤＮＡ聚合酶和ＤＮＡ连接酶
含突变顺序的ＤＮＡ分子片段
空间结构完全清楚的蛋白质
思考：基因定点诱变技术与基因突变的比较
比较
基因定点诱变
基因突变
相同点
发生的过程
结果
不同点
场所
手段
方向
DNA复制过程中
产生新基因，从而产生新性状
生物体外
生物体内
定向改造
不定向性
PCR技术
物理化学方法
项目
基因工程
蛋白质工程
操作起点
操作核心
过程
目标
结果
联系
目的基因
预期的蛋白质功能
基因表达载体
基因
获取目的基因→
构建表达载体→
导入受体细胞→
目的基因的检测与表达
预期蛋白质功能→
设计蛋白质结构→
推测氨基酸序列→
推测核苷酸序列→
合成DNA →表达出蛋白质
定向改造生物的遗传特性，获得人类所需的生物类型或生物产品
定向改造或生产人类所需的蛋白质
生产自然界中已有的蛋白质
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。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因的修饰或基因的合成。
生产自然界没有的蛋白质

异亮氨酸
苏氨酸
天门冬酰***
天门冬酰***
酵母菌
丙糖磷酸异构酶
热稳定性提高50％
工业生产上

1、改造酶结构，提高酶的热稳定性和催化活性
鼠抗体
人抗体
恒定区
恒定区
可变区
可变区
嵌合抗体
对人体的不良反应减少
制药领域上
2、生物制药——鼠—人嵌合抗体
对胰岛素的改造，使其成为速效型药品。
天然胰岛