第4节蛋白质工程的原理和应用;任务一:探索速效胰岛素合成过程,归纳蛋白质工程的思路;【资料】1978年,科学家利用基因工程技术,生产出首个与人胰岛素序列完全相同的胰岛素产品。1982年,第1种重组人胰岛素获得批准。人胰岛素逐渐取代动物胰岛素被应用于临床。天然胰岛素见效慢,是因为天然胰岛素制剂往往以二聚体或六聚体的形式存在,需要经历长时间才能解离为单体,发挥作用。;思考1:
(2)基因工程的实质?;;天然胰岛素B链部分氨基酸序列:;思考2:(3)改造天然胰岛素(蛋白质)的思路是什么?;思考3:(1)若定点突变位点在端点需要几种引物?
(2)若定点突变位点在中间,需要的引物长度与突变位点在端点所需引物的长度有何区别?
获得所需较长引物的思路?
然后如何使用引物对基因的中间序列定点突变?
(3)还有其它方法对基因中间的碱基定点突变吗?;重叠延伸PCR技术进行定点突变:;;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,以满足人类生产和生活的需求。;思考4:如何确定一个操作过程是基因工程技术还是蛋白质工程技术?;比较项目;任务二:应用蛋白质工程思路解决实际问题;【资料】在细菌体内导入荧光蛋白基因,用发出不同颜色荧光的细菌“画”出美妙图案。
科学家解析了水母绿色荧光蛋白的晶体结构,利用计算机进行辅助设计,将绿色荧光蛋白发光基团正下方的第203位的苏氨酸替换为酪氨酸,从而获得了一种新的绿色荧光蛋白的衍生物——黄色荧光蛋白。;思考6:
(1)怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列?
请写出相应的碱基序列。;第一个
碱基;丙氨酸
GCU
GCC
GCA
GCG;思考6:(3)确定目的基因的碱基序列后,怎样才能改造目的基因。;【资料】干扰素是一种具有干扰病毒复制作用的糖蛋白,在临床上被广泛用于治疗病毒感染性疾病,但在体外保存却相当困难。;【蛋白质工程】通过改造_____,将小鼠抗体上结合抗原的区域(即可变区)“嫁接”到人的抗体(即恒定区)上,经过这样改造的抗体诱发的强度???会降低很多。;三、蛋白质工程的应用;教材p95异想天开;T4溶菌酶是一种重要的工业用酶,但是它在温度较高时容易失去活性。为了提高T4溶菌酶的耐热性,科学家首先对影响T4溶菌酶耐热性的一些重要结构进行了研究。然后以此为依据对相关基因进行改造,使T4溶菌酶的第3位异亮氨酸变为半胱氨酸。于是,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,T4溶菌酶的耐热性得到了提高。
1.这项工作属于什么工程的范畴?
2.在该实例中引起T4溶菌酶空间结构发生改变的根本原因是什么?
3.如果要将该研究成果应用到生产实践,还需要做哪些方面的工作?