3.4 蛋白质工程的原理和应用-【名课堂精选】2021-2022学年高二生物同步优质课件（人教版2019选择性必修3）

基 因 工 程 重组DNA技术的基本工具 基因工程的基本操作程序 基因工程的应用 蛋白质工程的原理和应用 第4节 蛋白质工程的原理和应用 三 级 结 构 一 级 结 构 四 级 结 构 二 级 结 构 从社会中来 用细菌 “画”的画 你见过用细菌画画吗？右图是用发出不同颜色荧光的细菌“画"的美妙图案。这些细菌能够发出荧光，是因为在它们的体内导入了荧光蛋白的基因。 最早被发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白，科学家通过改造它，获得了黄色荧光蛋白等。这些荧光蛋白在细胞内生命活动的检测、肿瘤的示踪研究等领域有着重要应用。 那么，科学家是怎样对蛋白质分子进行设计和改造的呢？ 蛋白质工程 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，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 基 础 蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 途 径 改造或合成基因 目 的 改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。 对 象 基因 蛋白质工程崛起的缘由 基因工程的实质 将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的蛋白质，进而表现出新的性状。 基因工程的不足 只能生产自然界已存在的蛋白质 天然蛋白质的不足 天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 蛋白质工程的目的 生产符合人类生产和生活的需要的蛋白质 玉米中赖氨酸的含量较低，原因是赖氨酸合成过程中的两种关键酶-----天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，受细胞内赖氨酸浓度的影响较大。 赖氨酸达到一定浓度就会抑制这两种酶的活性，所以赖氨酸含量很难提高 玉米中赖氨酸含量比较低 天冬氨酸激酶 （352位的苏氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺） 天冬氨酸激酶 （异亮氨酸） 二氢吡啶二羧酸合成酶 （异亮氨酸） 玉米中赖氨酸含量提高数倍 改造 改造 蛋白质工程的基本原理 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设计改造。 原 理 由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造或合成基因来完成。 天然蛋白质合成的过程： 基因 表达（转录和翻译）