生物必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者备课课件ppt

这是一份生物必修1《分子与细胞》第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者备课课件ppt，共24页。PPT课件主要包含了糖尿病和胰岛素，如何克服，速效胰岛素类似物，蛋白质工程的原理，按照人类需要，蛋白质工程的目标，蛋白质工程的实质，蛋白质工程流程图，生物性状，基因DNA等内容，欢迎下载使用。
“闭目逾十旬，大江不止渴。”——杜甫
糖尿病是以血糖升高为特征、以胰岛素缺乏或利用障碍（胰岛素抵抗）引起的糖代谢异常性疾病；长期血糖升高引起的并发症高达100多种，是目前已知并发症最多的一种疾病。
胰岛素的发现和用于临床治疗，不仅能很好的控制高血糖，也使糖尿病患者恢复原有的寿命，得到与正常人相同的享受生活的权利。
以动物胰脏为原料提取胰岛素传统胰岛素---猪、牛胰脏提取
重组DNA技术生产人胰岛素AB链合成：分别表达AB链，化学方法连接
需要导入大肠杆菌细胞的质粒上需要重组什么基因呢？基因来源是什么呢？能否将人胰岛素基因直接导入大肠杆菌细胞内？
重组人胰岛素的诞生和局限性
1982年第一个基因工程药物：重组人胰岛素
重组人胰岛素存在问题：
能不能改造胰岛素的结构，使其不易聚合，且仍然具有胰岛素的功能特性呢？
容易形成二聚体或六聚体，延缓了疗效。
从重组人胰岛素到胰岛素类似物
为了改善糖尿病人的生活质量……
怎样解决分子聚合的问题？
研究发现，改变胰岛素B链末端两个氨基酸导致羧基端构型改变，比如将B28和29位的氨基酸调换位置，该转换可降低分子自聚力，显著抑制单聚体聚集，可以大大增加吸收速率。
怎样合成特定氨基酸序列的多肽链呢？
如何对天然胰岛素的B链进行改造并大规模生产呢？ 可否直接改造蛋白质分子呢？
可以通过对基因的操作来实现对胰岛素改造，原因是：
（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
（2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。
能否让大肠杆菌直接表达所需氨基酸序列的胰岛素产品吗？可以通过什么途径呢？
难度大，成本高昂。
如何找到蛋白质的氨基酸序列呢？
通过在Genbank数据库（）中搜索
更改B28和29位后的蛋白质序列为：FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTKPT
正常人胰岛素B链的蛋白质序列为：FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT
• 怎样得出替换氨基酸后的胰岛素B链基因序列？
• 得到改造的胰岛素B链基因序列是唯一的吗？
根据密码子推出对应mRNA序列，再根据碱基互补配对原则推出基因序列。
不是，密码子具有简并性。
• 确定目的基因的碱基序列之后，怎样才能合成或改造目的基因？
确定目的基因的碱基序列后，可以人工合成或者从基因文库中获取目的基因。对基因的改造经常会用到基因定点突变技术来进行碱基的替换、增添。
• PCR介导的定点突变
在最初所建立的PCR方法中就可看出只要引物带有错配碱基便可使PCR产物的末端引入突变。
蛋白质工程的原理、过程以及和基因工程的区别
依据蛋白结构与功能的关系
蛋白质改造或制造新蛋白质
通过基因修饰或基因合成
通过基因修饰或基因合成，改造基因。
根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计，生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质。
——正向和逆向中心法则
蛋白质工程与基因工程的区别
若将干扰素分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，那么在-70℃的条件下，可以保存半年，而活性不发生改变。
玉米中赖氨酸（必需氨基酸）含量比较低。
玉米中赖氨酸含量可提高5倍
玉米中赖氨酸含量可提高2倍
讨论：蛋白质工程改善我们的生活，你还能举出其他例子吗？