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1、酶分子的定向進化制作人：楊永亮09級---生物工程9/8/2021酶分子的定向進化概念：模仿自然進化過程的人工進化策略。不需要事先了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和作用機制，去獲得期望功能或全新功能的蛋白質(zhì)或DNA。如從一個靶基因或一群相關(guān)家族基因或DNA開始，用突變或重組等手段去創(chuàng)建分子的多樣性，然后對這多樣性文庫進行篩選，獲得具有新功能的基因或DNA。此方法正在發(fā)展中。9/8/2021酶分子改造技術(shù)的分類一是基于序列的合理化設(shè)計方案，如化學(xué)修飾，定點突變等；二是利用基因的可操作性，通過模擬自然界的演化進程進行非合理化設(shè)計方案。酶分子
2、的定向進化屬于蛋白質(zhì)的非合理設(shè)計方式。9/8/20211993年,美國科學(xué)家ArnoldFH首先提出酶分子的定向進化的概念,并用于天然酶的改造或構(gòu)建新的非天然酶.酶分子定向進化的歷史1994年Stemmer等人首次利用基因從組技術(shù)獲得了理想的突變體，開拓了酶分子定向進化的方法。9/8/20212006年,Ryota等為基因片段重組這一思想增添了新的內(nèi)容,開發(fā)出一新的突變文庫構(gòu)建方法———隨機片段交換法(RAndomInsertional-deletionalStrandExchangemutagenesis,RAISE)
3、。該方法主要由三個步驟組成,即基因破碎;添加隨機短序列;重新組裝。9/8/2021酶定向進化的基本過程主要包括：隨機突變、構(gòu)建突變基因文庫、定向選擇?；具^程的圖示：酶基因隨機突變構(gòu)建突變基因文庫篩選正突變基因反復(fù)進行進化酶負突變基因9/8/2021目前酶定向進化的主要策略1.易錯PCR技術(shù)是指利用TaqDNA聚合酶不具有3’-5’外切酶活力，或改變正常PCR的反應(yīng)條件的技術(shù)在進行PCR擴增目的基因時，使堿基在一定程度上隨機錯配而引入多點突變，導(dǎo)致目的基因發(fā)生隨機突變。是一種非重組型構(gòu)建突變文庫的方法。9/8/20212
4、.DNA重組技術(shù)(又稱有性PCR)是基因在分子水平上進行有性重組(sexualcombination)。該方法由stemmer于1994年引入到蛋白質(zhì)的定向進化過程中,并成功地改造了數(shù)十種具有工業(yè)用途的蛋白質(zhì)。該方法通過改變單個基因或基因家族(genefamily)原有的核苷酸序列,創(chuàng)造新基因,并賦予表達產(chǎn)物以新功能。9/8/2021單一基因DNA重組原理圖示9/8/20213.外顯子改組技術(shù)外顯子改組(exonshuffling)類似于DNA改組,兩者都是在各自含突變的片段間進行交換,與DNA改組不同,外顯子改組是靠同
5、一種分子間內(nèi)含子的同源性帶動,而DNA改組不受任何限制,發(fā)生在整個基因片段上。外顯子改組更適用于真核生物,并可獲得各種大小的隨機肽庫。9/8/20214.基因家族重排技術(shù)9/8/20219/8/2021
