酶基因的随机突变.doc_第1页
酶基因的随机突变.doc_第2页
酶基因的随机突变.doc_第3页
酶基因的随机突变.doc_第4页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

酶基因的随机突变1 引言: 酶分子的定向进化简称为酶定向进化,是模拟自然进化过程(随机突变和自然选择),在体外进行酶基因的人工随机突变,建立突变基因文库,在人工控制条件的特殊环境下,定向选择得到具有优良催化特性的酶的突变体的技术过程。 酶定向进化的基本过程包括随机突变,构建基因文库,定向选择等步骤。酶的定向进化的第一步是在体外人为的进行积阴德随机突变,以获得丰富多样的突变基因,为后续的定向选择打下基础。 酶基因的体外随机突变首先要获得酶基因,然后在体外进行随机突变,体外随机突变的技术多种多样,主要有易错PCR技术,DNA重排技术,基因家族重排技术等。 这些突变方法的目标都是为了获得丰富多样的突变基因,但是各自采用的进化策略和侧重点有所不同,易错PCR技术是从酶的单一基因出发,通过改变聚合酶链式反应的条件,如改变底物和镁离子浓度等,在PCR扩增过程中,使碱基配对错误而引起基因突变;DNA重排技术是从两条以上的正突变基因出发,经过酶切和不加引物的PCR扩增,使DNA碱基序列重新排布而引起的基因突变;基因家族重排技术是从基因家族的多个同源基因出发,经过酶切和不加引物的PCR扩增等,使DNA的碱基序列重新排布而引起基因突变。这些随机突变方法可以单独使用,也可以联合使用,交叉进行,通过多次试验,反复筛选,就可以完成对酶的定向进化。2 酶基因的随机突变常用技术: 2.1,易错PCR技术:在DNA聚合酶的作用下进行体外DNA扩增的一种分子生物学技术,简称为PCR技术。聚合酶链式反应技术的基本过程包括双链DNA的变性,引物与单链DNA退火结合,引物延伸三个步骤。 2.1.1,双链DNA的解链:将待扩增的模板DNA升温至8595度,使DNA双链之间的氢键断开,解离为单链DNA。 2.1.2,引物与单链DNA退火结合:单链DNA在温度逐步降低至5070度是,会与碱基互补的引物结合形成双链,长度为1530个碱基。 2.1.3,引物延伸:引物结合后,将温度升高至7075度,在DNA聚合酶的作用下,以引物为起点,以4种脱氧核苷三磷酸为底物,以目标DNA为模板,按照碱基配对原则,由5端向3端的方向延伸,而进行DNA复制。 以上三个步骤反复进行,一般经过30次循环,即可使目的基因扩增几百万倍。在PCR技术的基础上,通过改变反应条件,增加碱基配对错误的出现频率,就成为易错PCR技术。2.2 DNA重组技术:又称为DNA改组技术,是从正突变基因文库中分离得到的同源DNA,勇酶切割成随机片段,经过不加引物的多次PCR循环,是DNA的碱基序列重新排布而引起基因突变的技术过程。DNA重排技术是1994年由斯田沫等首次提出,他们通过该技术对内酰胺酶进行了定向进化研究,是该酶的催化效率提高了32000倍。DNA重排技术的基本过程如图所示: 2.3基因家族重排技术:又称为基因家族改组技术,是从基因家族的若干同源基因出发,勇酶切割成随机片段,经过不加引物的多次PCR技术,使DNA的碱基序列发生重新排布而引起基因突变的技术过程。基因家族重排技术的主要过程如图所示: 3 酶基因随机突变的应用: 酶基因的随机突变时酶定向进化的第一步,所以特别重要。定向进化技术主要用于酶的改性方面,如提高酶催化的效率,增强酶的稳定性,改变酶的底物特异性等方面。 3.1 提高酶的催化效率:内酰胺酶是一种催化内酰胺水解的酶,在该酶的作用下,可使内酰胺类抗生素的内酰胺结构被破坏而失去活性。1994年,斯田沫等通过DNA重排技术进行定向进化,使内酰胺酶的催化效率提高32000倍,大大提高了突变菌株对于抗生素的耐受能力。 3.2 增加酶的稳定性:淀粉酶是一种在食品、医药、轻工等领域有广泛用途的催化淀粉水解的工业用酶,乔耶等通过定向进化,获得热稳定性大大提高的淀粉酶,该酶在90度的半衰期延长910倍。 3.3 改

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论