微生物酶分子改造研究进展

近年来,越来越多的酶蛋白已经采用重组微生物反应器进行高效生产。为了改善酶蛋白的催化性能,提高其环境适应性,同时提高酶蛋白的表达量,降低生产成本,各种针对酶蛋白分子改造的基因工程技术已经得到大量的应用。综述了用于酶分子改造和进化的主要分子生物学方法,如定点突变、易错PCR、基因改组、密码子优化等技术及其应用成就。     

利用病毒从水中分离出H2

麻省理工学院材料化学家安琪拉·贝尔彻领导的团队模拟植物利用太阳光分离水,对一个病毒进行了基因改造,同时将其作为生物支架,将一些纳米组件搭建在一起,最终把H2O分离成了氢原子和氧原子。这一研究成果在将水变成氢燃料的漫漫征程中迈出了关键一步。     

以技术集成促进生物催化技术转移

生物催化研究和产业化都在迅速发展,但两者之间的联系并不紧密,成功的技术转移很少。缺乏集成研发平台成为生物催化技术转移的瓶颈。在国内相关企业的技术力量不足以进行技术集成的现状下,建议中国科学院建设酶工程集成研发平台,依托此平台企业和科研院所建立广泛的技术合作和技术转移关系,建立生物催化产业的产学研价值链。     

神秘的蚂蚁"合众国"

□超大型蚁群悄然出现蚂蚁社会以没有个人主义和能团结合作而著称。1亿多年来,它们一直在按自己的“世界观”改造着世界。蚂蚁社会具有人类社会的许多性质,这往往令科学家和哲学家惊叹不已。蚂蚁有很多令人惊奇的行为,这些行为常常与咱们人类有不少相似之处。而近些年来,有关这类昆虫已在世界的某些地区建立了蚂蚁“合众国”的报道,恐怕是最具爆炸性质的有关蚂蚁行为的新闻了。现在,蚂蚁已不满足它们往昔的小王国式的社会构架,它们正在走向合众!世界上至少有4种蚂蚁,已开始组成类似合众国式的超大型群体,群体内包括几百个连成网络的蚁穴,连…     

基因靶向改造技术的发展及其意义 ——解读2007年诺贝尔生理学或医学奖

瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会于2007年10月8日宣布将2007年度诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家马里奥.卡佩奇（MarioR.Capecchi）和奥利弗.史密西斯（OliverSmithies）、英国科学家马丁.埃文斯（MartinJ.Evans）,以表彰他们在建立利用胚胎干细胞进行小鼠基因靶向改造的技术方面所作的贡献.目前基因靶向改造技术已经广泛应用于生物医学的各个领域,今后这一技术仍将对深入开展基因功能研究产生极大的促进作用,同时随着在疾病动物模型建立、基因治疗等领域的应用,它也必将为医学的发展和人类健康带来好处.[编者按]     

酶工程研究开发的进展和建议

酶工程最初是指自然酶制剂在工业上的大规模应用,它是根据酶学的基本原理与化学工程技术相结合的产物。近二十年来,由于基因工程和蛋白质工程等新兴高科技的发展,酶工程又和其相互渗透,构建有经济价值的工程酶、突变酶,大大促进了酶工程的发展。本文从安徽省实际情况...     

一碳气体利用微生物及其基因工程改造

一碳气体主要包括CO、CO_(2)和CH_(4)等,这些气体来源于陆地生物活动、工业废气以及气化合成气等,其中CO_(2)与CH_(4)是温室气体,对全球气候变化有着重要的影响。利用微生物进行一碳气体生物转化既可以解决废气排放的问题,又能生产燃料及多种化学品。近年来,运用CRISPR/Cas9等基因编辑技术对一碳气体利用微生物进行改造,是提高它们的产物得率、增加产物类型的重要途径。本文主要围绕甲烷营养菌、自养乙酸菌、一氧化碳营养菌等一碳气体利用微生物,综述了其生物学特性、好氧和厌氧代谢途径、代谢产物,以及常用的基因编辑技术(利用同源重组的基因中断技术、二类内含子ClosTron法、CRISPR/Cas基因编辑及以噬菌体重组酶介导的DNA大片段引入等)在它们中的应用,为后续相关研究提供参考。     

β-葡萄糖苷酶的糖耐受和促活性质研究

【目的】以葡萄糖耐受并促活的β-葡萄糖苷酶Bgl2A为出发材料,寻找与β-葡萄糖苷酶的葡萄糖耐受和促活性质相关的重要氨基酸残基位点并对其进行突变;对突变酶性质进行检测,结合分子对接,探究突变对酶的糖耐受和促活性质的影响及机制;进而对葡萄糖不耐受的Bgl3A (Bgl2A:A22S/V224S)进行分子改造,以获得应用潜能更好的突变酶。【方法】通过序列和结构比对、统计耦联分析和结构分析,选取Bgl2A底物通道口、蛋白质表面以及活性中心附近可能间接影响葡萄糖耐受和促活性质的残基作为突变位点,构建了多个突变酶,并对其酶学性质进行检测。【结果】以Bgl2A为出发酶,D322I、W325A、W126Y、F172N、C173I和N226V的糖耐受和促活性质显著提升。分子对接提示,这些突变可能是通过变构效应影响活性中心与葡萄糖结合的自由能,从而改变酶葡萄糖耐受和促活性质。据此,在Bgl3A分子上对应构建多个突变体,筛选获得了较出发酶在糖耐受和促活性质提升的同时保持较高酶活和稳定性的突变酶N226V和F172N。【结论】除了酶与葡萄糖直接结合的位点,不与葡萄糖直接相互作用的位点也可通过远程作用间接影响...     

月桂酸修饰超氧化物歧化酶的制备及其性质研究

用月桂酸对超氧化物歧化酶进行化学修饰以改善其稳定性.活化的月桂酸与SOD在40℃碱性条件下反应1h,再用Sephacryl S-200柱进一步纯化.修饰SOD活性回收率93%,比活为6000U / mg.具有较强的稳定性,基本上消除了免疫原性并明显地延长了在血液中的半衰期;该产品适用于化妆品和食品.     

酶工程:应用和希望

DNA重组技术比传统蛋白质化学更方便地提供生产天然的和修饰的蛋白质的方法。设计与重组DNA定向改变酶,或酶工程,为了解蛋白质结构对酶功能及活性的关系提供丰富信息。 酶的结构适应于体内特殊代谢需要而进化。