酶的定向進(jìn)化課件

酶分子的定向進(jìn)化09級(jí)---生物工程4/15/2023酶分子的定向進(jìn)化概念：模仿自然進(jìn)化過程的人工進(jìn)化策略。不需要事先了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制，去獲得期望功能或全新功能的蛋白質(zhì)或DNA。如從一個(gè)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(jìn)行篩選，獲得具有新功能的基因或DNA。此方法正在發(fā)展中。4/15/2023酶分子改造技術(shù)的分類一是基于序列的合理化設(shè)計(jì)方案，如化學(xué)修飾，定點(diǎn)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(jìn)程進(jìn)行非合理化設(shè)計(jì)方案。酶分子的定向進(jìn)化屬于蛋白質(zhì)的非合理設(shè)計(jì)方式。4/15/20232006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(jī)片段交換法(RAndomInsertional-deletionalStrandExchangemutagenesis,RAISE)。該方法主要由三個(gè)步驟組成,即基因破碎;添加隨機(jī)短序列;重新組裝。4/15/2023酶定向進(jìn)化的基本過程主要包括：隨機(jī)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(jī)突變構(gòu)建突變基因文庫篩選正突變基因反復(fù)進(jìn)行進(jìn)化酶負(fù)突變基因4/15/2023目前酶定向進(jìn)化的主要策略1.易錯(cuò)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(jìn)行PCR擴(kuò)增目的基因時(shí)，使堿基在一定程度上隨機(jī)錯(cuò)配而引入多點(diǎn)突變，導(dǎo)致目的基因發(fā)生隨機(jī)突變。是一種非重組型構(gòu)建突變文庫的方法。4/15/20232.DNA重組技術(shù)(又稱有性PCR)是基因在分子水平上進(jìn)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(jìn)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(gè)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(dá)產(chǎn)物以新功能。4/15/20233.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(jìn)行交換,與DNA改組不同,外顯子改組是靠同一種分子間內(nèi)含子的同源性帶動(dòng),而DNA改組不受任何限制,發(fā)生在整個(gè)基因片段上。外顯子改組更適