外源基因表达与基因工程药物.pptx

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第十章外源基因表达与基因工程药物
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第一节概述
外源基因的表达:利用细胞内相关酶系及其调控系统,将外源基因转录成肽链或加工成活性蛋白质的过程。
具体的说,利用分子生物学技术,在体外将编码外源蛋白质的基因重组至适宜的表达载体上,通过相关技术将其导入宿主细胞内,借助宿主细胞的转录、翻译或翻译后修饰酶系及相应的调控系统,在宿主细胞合成或分泌具有原有生物活性的蛋白质。
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目的:针对难以或无法从自然界直接提取、分离、纯化所获得的,或制造成本、产量规模等受限制的,或利用化学方法无法合成的多肽,蛋白质、酶这类生物分子药物,利用细胞或组织或器官或生命体的复制、转录、翻译及其调控系统以及翻译后加工、修饰等体系,按人的意愿生物合成这些生物分子,并从中将表达产物分离纯化至预期程度,最终加工成药品。
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基因工程概念
基因工程(geneticengineering)是指采用人工方法将不同来源的DNA进行重组,并将重组后的DNA引入宿主细胞中进行增殖或表达的过程,从而改变生物特性或创造新的生物类型的技术
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基因工程的发展史
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一、基因表达基本原理
基因表达(geneexpression)是指储存遗传信息的基因在各种调节机制下经过一系列步骤表现出其生物功能的整个过程。典型的基因表达是基因经过转录和翻译,产生有生物活性的蛋白质过程。
基因工程技术的核心是基因表达技术。
基因重组的主要目的是要使目的基因在某一细胞中能得到高效表达。
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基因表达在原核生物与真核生物中的差别
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原核生物与真核生物肽链合成过程的主要差别
原核生物
真核生物
mRNA
一条mRNA编码几种蛋白质(多顺反子)
一条mRNA编码一种蛋白质(单顺反子)
转录后很少加工
转录后进行首尾修饰及剪接
转录、翻译和mRNA的降解可同时发生
mRNA在核内合成,加工后进入胞液,再作为模板指导翻译
核蛋白体
30S小亚基+50S大亚基↔70S核蛋白体
40S小亚基+60S大亚基↔80S核蛋白体
起始阶段
起始氨基酰-tRNA为fMet-tRNAfMet
起始氨基酰-tRNA为Met-tRNAiMet
核蛋白体小亚基先与mRNA结合,再与fMet-tRNAfMet结合
核蛋白体小亚基先与Met-tRNAiMet结合,再与mRNA结合
mRNA中的S-D序列与16SrRNA3-端的一段序列结合
mRNA中的帽子结构与帽子结合蛋白复合物结合
有3种IF参与起始复合物的形成
有至少10种eIF参与起始复合物的形成
延长阶段
延长因子为EF-Tu、EF-Ts和EF-G
延长因子为eEF-1α、eEF-1βγ和eEF-2
终止阶段
释放因子为RF-1、RF-2和RF-3
释放因子为eRF
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蛋白质合成的特点

原核生物的蛋白质合成与mRNA的转录偶联在一起同时进行

原核生物中的mRNA为多顺反子
,且其线粒体有独立的蛋白质生物合成体系
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