蛋白質(zhì)工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用-文庫吧資料
2024-10-25 05:19本頁面
【正文】 高該酶的適應(yīng)性，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。在體外一定條件下，它也能催化 D葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖，因而成為工業(yè)上制備高果糖漿（ HFCS）的關(guān)鍵酶；它還可用于含木聚糖類物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，是一種具有重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的工業(yè)用酶。 1957年最早在嗜水假單胞菌中發(fā)現(xiàn)其活性，后來又發(fā)現(xiàn)近百種細(xì)菌和放線菌能合成該酶，其中絕大多數(shù)為胞內(nèi)酶，只有極少數(shù)菌株能分泌胞外酶。蛋白質(zhì)工程是希望與挑戰(zhàn)并存、艱辛與碩果同在的嶄新研究領(lǐng)域。 21世紀(jì)初的 20年間蛋白質(zhì)工程將處于迅速發(fā)展時(shí)期，一方面，研究方法和技術(shù)將日臻成熟；另一方面，通過與基因工程的密切結(jié)合，可望獲得一些有應(yīng)用價(jià)值的成果。 已成功地設(shè)計(jì)并合成了以 α 螺旋和 β 折疊層為主體的簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)，跨出了人工構(gòu)建蛋白質(zhì)的第一步。 五、蛋白質(zhì)工程的意義與展望 作為第二代遺傳工程，蛋白質(zhì)工程研究為當(dāng)代生物技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展注入了新的生命力。 在分子生物學(xué)方法中出現(xiàn)了一種全新的引入突變的方法，稱為 tRNA介導(dǎo)蛋白質(zhì)工程 ，它是在目的基因表達(dá)過程中引入突變的方法。 目的基因表達(dá)系統(tǒng)中 ， 以大腸桿菌 （ ） 系統(tǒng)最為常用 ， 許多原核和真核生物的基因均能在這一系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高效表達(dá) 。定位誘變法對(duì)結(jié)構(gòu)比較清楚的基因或蛋白質(zhì)較為適合，隨機(jī)誘變法則對(duì)了解較少的基因或蛋白質(zhì)比較適用。特別是對(duì)蛋白質(zhì)中的指定位置的氨基酸殘基，進(jìn)行一系列不同氨基酸殘基取代以考察取代效果時(shí)，非常有效。這種突變的寡核苷酸是由兩條寡核苷酸組成，當(dāng)它們退火時(shí)，按設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生克隆需要的黏性末端，由于不存在異源雙鏈的中間體，因此重組質(zhì)粒全部是突變體，突變效率很高。另外也有人采用改進(jìn)的質(zhì)粒作為載體，省去了單鏈模板的制備步驟，節(jié)省了時(shí)間。 缺點(diǎn) ：常常會(huì)產(chǎn)生突變效率較低的現(xiàn)象，主要原因是大腸桿菌中存在甲基介導(dǎo)的堿基錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)所致。可以用限制性酶切法、斑點(diǎn)雜交法和生物學(xué)法來初步篩選突變的基因。④合成突變鏈，在 DNA聚合酶的催化下，引物以單鏈 DNA為模板合成全民的互補(bǔ)鏈，而后由連接酶封閉缺口，產(chǎn)生閉環(huán)的異源雙鏈的 DNA分子。②制備含突變基因的單鏈模板。 （ 1）寡核苷酸引物介導(dǎo)的定點(diǎn)突變 原理 ：用含有突變堿基的寡核苷酸片段作引物，在聚合酶的作用下啟動(dòng) DNA分子進(jìn)行復(fù)制，將引物中的突變引入到基因中（圖）。 優(yōu)點(diǎn) ：比使用化學(xué)因素、自然因素導(dǎo)致突變的方法具有突變率高、簡(jiǎn)單易行、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，在蛋白質(zhì)工程中主要應(yīng)用于需要改變的氨基酸殘基位置可以預(yù)先確定的情況下。 定點(diǎn)突變 （ sitedirected mutagenesis）技術(shù)是對(duì)已知 DNA序列的基因或基因片段中任意指定位置進(jìn)行突變的技術(shù)。 應(yīng)用于蛋白質(zhì)工程中目的基因的克隆與分析技術(shù)，與常規(guī)基因工程中的方法沒有本質(zhì)的差別。無論從合成寡聚核苷酸片段的長(zhǎng)度，還是合成的總量來說，都已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)?shù)囊?guī)模水平。 （ 二 ） 分子生物學(xué)研究方法 基因工程方法，也稱分子遺傳學(xué)方法，是一類涉及遺傳物質(zhì)基因（ DNA）的生物學(xué)理論與操作技術(shù)，包括寡聚核苷酸（又稱為寡核苷酸）片段及基因的人工合成、目的基因的克隆與分析、目的基因的定位誘變或隨機(jī)誘變、目的基因在載體系統(tǒng)中的高效表達(dá)等。隨著生物物理、化學(xué)以及數(shù)學(xué)學(xué)科的發(fā)展，特別是分子力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)的發(fā)展及其與計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的結(jié)合與發(fā)展，利用蛋白質(zhì)分子內(nèi)部及其周圍環(huán)境原子之間的作用，以計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)為工具，研究蛋白質(zhì)的能量、結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)規(guī)律研究和預(yù)測(cè)，取得了突破性的進(jìn)展。盡管絕大多數(shù)折疊中間體很不穩(wěn)定，由于三維核磁共振技術(shù)的發(fā)展，加上氫交換技術(shù)及快速混合技術(shù)的成熟，已經(jīng)可以有效地研究這些中間體。通過研究折疊中間體來研究折疊途徑也是一種常見的方法。定量地觀察、描述和研究蛋白質(zhì)變性、復(fù)性過程，可以研究肽鏈的折疊過程。 目前對(duì)蛋白質(zhì)折疊研究主要通過對(duì)蛋白質(zhì)變性、復(fù)性過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的研究，以及對(duì)折疊中間體的研究而進(jìn)行。而三維核磁共振可以直接對(duì)水溶液中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，溶液中的空間構(gòu)象更接近于生物體中的自然狀態(tài)，更能反映蛋白質(zhì)在執(zhí)行功能時(shí)的實(shí)際構(gòu)象狀態(tài)。 在蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)研究方面， X光衍射和三維核磁共振是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象研究最主要的分析手段，分別用于對(duì)結(jié)晶蛋白質(zhì)和溶液中蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的研究。 主要包括 ： 蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)（即氨基酸序列）的測(cè)定方法、蛋白質(zhì)晶體學(xué)、核磁共振法、蛋白質(zhì)折疊過程研究、蛋白質(zhì)生物物理研究法以及蛋白質(zhì)工程的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與模擬研究等。在分子生物學(xué)和蛋白質(zhì)工程研究中，對(duì)不同功能蛋白質(zhì)特異性檢測(cè)方法的研究，也是重要的研究方向之一。所有這些蛋白質(zhì)功能的研究中，建立一套高效、簡(jiǎn)便的蛋白質(zhì)功能測(cè)定方法是成功的關(guān)鍵。 四、蛋白質(zhì)工程的主要研究方法 、結(jié)構(gòu)分析方法、功能研究方法和進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造的分子生物學(xué)研究方法 在這四類根據(jù)蛋白質(zhì)工程的操作步驟而劃分的主要研究方法中，蛋白質(zhì)分離純化鑒定方法與生物化學(xué)中的常規(guī)方法沒有本質(zhì)的區(qū)別，是對(duì)許多結(jié)構(gòu)、性質(zhì)相似的一系列突變蛋白質(zhì)的分離、純化和鑒定，但其難度要大得多，通常需要運(yùn)用多種高精度的方法才能實(shí)現(xiàn)，如親和層析、等電聚焦、免疫沉淀等。 ， 看看改造的效果如何 。 、 空間結(jié)構(gòu)和功能之間相互
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