現(xiàn)代酶工程ppt課件-展示頁
2025-01-14 13:20本頁面
【正文】 的局限 : 隨著酶催化應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大和研究的逐步深入，研究者已經(jīng)越來越發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的天然酶的催化特性常常不能很好地滿足酶學(xué)研究和工業(yè)化應(yīng)用的要求。 天然酶的進(jìn)化過程 : 在自然進(jìn)化過程中，進(jìn)化保證了酶對環(huán)境任何改變的適應(yīng)能力，但是自然進(jìn)化既沒有特定的方向，也沒有特定的目標(biāo)，它是在整個生物的繁殖和生存過程中自發(fā)進(jìn)行 . 酶的進(jìn)化主要不是表現(xiàn)為某個酶分子的活力和穩(wěn)定性的不斷提高，而是在于生物整體的適應(yīng)能力、調(diào)控能力的增強(qiáng)，因此，通常只要求酶在生物體內(nèi)對特定的生物學(xué)功能有專一性。 正是由于天然酶的性質(zhì)與實際應(yīng)用過程中人們對酶的期望之間的巨大差距，使對天然酶在分子水平上進(jìn)行改造顯得十分重要和迫切。 對酶進(jìn)行改造的理論基礎(chǔ) : 無數(shù)的研究工作已經(jīng)表明，酶分子內(nèi)某些氨基酸殘基的微小改變可使酶的催化能力和立體選擇性產(chǎn)生很大的改善。 解決辦法 :蛋白質(zhì)定向進(jìn)化 20世紀(jì) 80年代末，在 PCR技術(shù)出現(xiàn)的初期，就有人著手利用 Errorprone PCR技術(shù)改造蛋白質(zhì)。 酶分子的定向進(jìn)化技術(shù) 人為地創(chuàng)造特殊的進(jìn)化條件，模擬自然進(jìn)化機(jī)制，在體外對基因進(jìn)行隨機(jī)突變，從一個或多個已經(jīng)存在的親本酶（天然的或者人為獲得的）出發(fā)，經(jīng)過基因的突變和重組，構(gòu)建一個人工突變酶庫，通過一定的篩選或選擇方法最終獲得預(yù)先期望的具有某些特性的進(jìn)化酶。 與自然進(jìn)化相比，酶分子的定向進(jìn)化過程完全是在人為控制下進(jìn)行的，使酶分子朝向人們期望的特定目標(biāo)進(jìn)化。 定向進(jìn)化技術(shù) ( directed evolution) 的原理 ? Susanne Brakmann and Kai Johnsson (eds) ? Directed Molecular Evolution of Proteins ? WileyVCH,2022, ISBN 3527304231 定向進(jìn) 化過程 的原理 分子生物學(xué)文庫的分類與構(gòu)建方法 文庫 (Libraries) 定向的 (Directed) 隨機(jī)的 (Random) 重組的 (Rebination) DNA重排 (改組 ) (DNA shuffling) 易錯 PCR (Errorprone PCR) 理性的 (Rational) 簡并的 (Saturation) 定點突變 (Sitespecific mutagenesis) 定向進(jìn)化技術(shù)的發(fā)展 ? 定點突變（ sitespecific mutagenesis或 sitedirected mutagenesis） ? 易錯 PCR技術(shù) (error prone PCR) ? DNA改組 (DNA shuflling)：由美國 Stemmer 于 1994 年首次提出 一項體外重組技術(shù)
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