改进酶稳定性的定向进化技术

酶作为一种生物催化剂,以其独特的优良特性,在绿色化学和清洁生产中得到了广泛的应用。随着酶定向进化技术的建立和发展,通过定向进化改进酶稳定性的研究越来越多。详细综述了各种定向进化方法的特点及在提高酶稳定性方面的应用,并从结构和功能的角度进一步解释了相关机理。     

酶的定向进化及其应用

综述了生物催化剂（酶）分子定向进化的产生、原理、方法及应用,深入阐述酶分子定向进化过程中的相关问题,重点介绍了易错PCR（Error-prone PCR）和DNA改组（DNA shuffling）等几种典型的酶定向进化方法与成功实例,展望了生物定向进化研究的发展前景。     

蛋白质定向进化的研究技术及应用

蛋白质定向进化是在人类改造蛋白质的过程中产生的。蛋白质定向进化通常分三步进行,即随机诱变、体外重组和筛选。每一步都有多种研究技术。蛋白质定向进化大大加速了人类改造蛋白质的步伐,在实际应用研究和基础理论研究中都具有重要意义。     

蛋白质定向进化技术的研究进展

蛋白质定向进化技术是蛋白质分子改造的一个重要策略.重点介绍了易错PCR、DNA改组等对编码蛋白质的基因进行随机突变和重组的技术,以及构建突变体库和高通量筛选的方法,并探讨了定向进化技术在蛋白质工程中的应用及前景.     

蛋白质定向进化的研究进展及其应用前景

定向进化是改造蛋白质分子的有效新策略.它不需要了解蛋白质的空间结构,主要通过在实验室里模拟自然进化过程,采用错误倾向PCR等方法对编码蛋白质的基因进行随机突变,经DNA改组、交错延伸等技术进行体外重组,设计高通量筛选方法来选出需要的突变体.本综述了定向进化技术的发展及应用.     

酶的定向进化研究及其在工业生物催化中的应用

综合概括了各种蛋白质改造与微生物代谢途径改造的非理性定向进化技术的原理、特点,介绍了这些技术在高性能工业生物催化剂改造中的应用。     

酶的定向进化策略

定向进化技术已成为改造酶分子的一种有效策略,是在体外模拟自然进化进程,通过随机突变和（或）体外重组产生基因的多样性．再经筛选（或选择）获得所需性能大幅提高的酶。该文介绍近几年来酶定向进化技术研究的最新进展以及一些成功实例。     

酶的分子定向进化及其应用

酶的分子定向进化是20世纪90年代初兴起的一种蛋白质工程的新策略,是一种在生物体外模拟自然进化过程的、具有一定目的性的快速改造蛋A质的方法.该方法引起了生物催化技术领域的又一次革命.目前分子定向进化技术已被广泛应用于工业、农业及制药业等的相关领域.本文详细综述了酶的分子定向进化的概念、过程、基本策略及其核心技术,并着重介绍了酶的分子定向进化技术在提高酶的活力、稳定性、底物特异性和对映体选择性等几方面的应用及取得的相关成果.     

蛋白质定向进化的研究进展

定向进化是改造蛋白质分子的一种有效的新策略。主要是在实验室里模拟自然进化过程,通过由易错PCR、致突变菌株诱变等方法对编码蛋白质的基因进行随机诱变,由DNA改组、随机引导重组和交错延伸等方法进行突变基因体外重组,设计高通量筛选方法来选出需要的突变株。它不仅可快速产生工业上有用的新酶,而且对研究蛋白质的结构与功能的关系具有非常重要的意义。     

同源基因拼接技术在酶体外进化中的应用

同源基因拼接技术是一种全新概念的酶人工定向进化策略,本文在介绍这一技术基本概念的基础上,主要对该技术的两个关键环节;突变体基因库的构建以及高通量的重组子筛选手段进行详细论述,最后对该技术在酶改性中的应用研究进展进行综述,并对其发展前景及存在问题进行评述。     

分子酶工程学研究进展

酶工程的研究已经发展到分子水平,通过基因操作,已实现了许多酶的克隆和表达。定点突变成为研究酶结构与功能的常规手段,并被广泛用于改善酶的性能。体外分子进化方法则大幅提高了酶分子的进化效率,并有可能发展新功能酶。融合蛋白技术的发展使构建新型多功能融合酶成为可能。这里对分子酶工程学的研究与发展情况进行了综述。      

R-2-氯丙酸脱卤酶的定向进化

通过易错PCR手段将R-2-氯丙酸脱卤酶定向进化,并使用基于Cl-浓度显色反应的高通量筛选得到有效突变子库,发现突变子DehDIV-G2和DehDIV-E7的酶比活力分别提高25.2%和38.7%。通过SYBYL对酶与底物进行分子对接显示,DehDIV-G2的活化能下降0.961 4 kJ/mol,DehDIV-E7的活化能下降2.549 8 kJ/mol。由于酶和底物R-2-氯丙酸的活化能下降,亲和能力提高,从而提高酶的比活力。     

酶祖先序列重建与定向进化

酶祖先序列重建是指通过计算机算法推导来自灭绝生物的祖先酶的氨基酸序列的技术.通常可分为6个步骤,依次为现代酶的核酸/氨基酸序列收集、多序列比对、系统发育树构建、祖先酶序列的计算机推测、基因克隆、酶学性质表征.该方法广泛应用于研究分子在行星时间尺度上对环境条件不断变化的适应性和进化机制.随着酶在生物催化领域中扮演越来越重...     

DNA改组的发展及应用

DNA改组自1994年首次提出至今,逐渐成为基因和蛋白质体外定向进化的高效方法,总结了DNA改组的技术路线、特点及发展,并对其应用作简要综述.     

S-2-氯丙酸脱卤酶的定向进化及其应用

为提高S-2-氯丙酸脱卤酶的活力,通过易错PCR的方法将源于假单胞菌(Pseudomonas sp.CGMCC 3267)的脱卤酶(DehII)进行定向进化,进化酶DehII-B2的比活提高3.9倍。同源模建两者的三维结构,并与底物进行分子对接。结果表明,突变位点为A7I,进化酶DehII-B2的结合能比原始酶降低了1.4kcal/mol,活性中心Asp10与底物α碳原子的距离缩短了0.321 6nm,因而加快了酶反应速率、提高了酶比活。目前,该酶的比活高于实验室已得酶。与原始酶相比,其最适温度和热稳定性略有增加,最适pH和pH稳定性没有明显变化。对该酶的应用做了初步的探索,结果表明在40℃,60mmol/L底物浓度下反应10h,转化率达到49.6%,ees>99.9%,因此该酶有一定的应用价值。     

过氧化氢酶基因定向进化文库的构建及其评价

采用易错聚合酶链反应和DNA改组技术构建野生型梅花鹿过氧化氢酶(CAT)基因的突变体文库,并随机对两种方法所得产物各5个样品做序列测定。序列分析结果表明突变率分别为0.329%和27.58%,易错聚合酶链反应体系的错配率可以比普通PCR体系提高约10倍,DNA改组的突变率则更高,但是难以避免由于突变率太高造成的目的基因无法正确翻译这一情况。另外,应用邻接法(neighbor-joining, NJ)对随机选择的过氧化氢酶基因突变体序列和野生型序列做核酸和蛋白质序列的NJ进化树,进化关系与突变率分析基本一致。     

酶分子体外定向进化的研究进展

分子体外定向进化是改造酶分子的新策略,它主要通过体外模拟自然进化机制,利用基因随机突变、重组和定向筛选技术,使进化过程朝着人们需要的方向发展。简要介绍了酶分子体外定向进化的发展历史,详细介绍了突变文库构建和筛选方法的最新研究进展及应用情况。     

杂交酶及其相关技术进展

根据杂交酶研究目的以及构建杂交酶方法,文中总结近年来杂交酶研究的成果,将杂交酶的应用分为以下几个主要的方面：改变酶的非催化特性;创造新活性的酶;研究蛋白质的结构和功能的关系等。还介绍了ＤＮＡ序列改组、表达克隆、分子筛选、人造细胞样区室筛选基因等技术的进展以及这些技术在构建杂交酶方面的应用。     

通过DNA改组技术获得高活性β-葡萄糖苷酸酶

β 葡萄糖苷酸酶是在植物转基因中广泛应用的报告基因 .以质粒pBI12 1中的GUS基因为基础 ,利用DNA改组方法 ,经DNaseⅠ降解 ,PrimerlessPCR ,PrimerPCR对GUS基因进行了突变和改组 ,然后将改组的GUS基因连接到原核表达载体pG2 5 1中 ,构建了库容为 10 8的突变体库 .经过活性的筛选 ,得到活性提高的克隆 ,再以此为基础 ,经过新的改组、筛选得到活性大幅度提高的克隆GUS2 4 .基因测序显示 ,GUS2 4与GUS基因之间的同源性为 99 7% ,共有 6个核苷酸位点发生了改变 ,分别是 :379位的A突变为G ,396位的T突变为C ,711位的G突变为A ,95 8位T突变为C ,990位的T突变为C ,1649位的A突变为G .核苷酸序列推导的氨基酸序列显示 ,3个氨基酸发生了突变 ,12 7位的Ser突变为Gly ,32 0位的Trp突变为Arg ,5 5 0位的Asn突变为Ser.X gluc染色检测和荧光测活结果显示GUS2 4基因表达的 β 葡萄糖苷酸酶基较GUS基因表达产物活性提高 3倍     

合成生物学中的酶定向进化与模块组装

合成生物学家应用标准化、通用化的生物元件和操作创建可编程、功能导向的生物装置和生物系统,最终希望通过改善或创造生物体帮助人类解决若干重大挑战,如合成廉价新药品和精细化工产品、生产新型生物燃料、清理有毒废物、治疗癌症等重大疾病。然而要实现合成生物学所展现的美好愿景,还面临许多技术难点,