《分子育种》PPT课件

《《分子育种》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第7章分子育种基因工程育种原理定向进化理性设计非理性设计2本章重点基因工程育种的主要步骤定向进化定点突变DNA重排基因组重排3本章难点各种载体的结构和特点含重组质粒的细菌菌落的鉴定基因定点突变DNA重排基因组重排4第五节定向进化定向进化（directedevolution）是指在试管中进行的“分子进化”，也即在实验室人工控制的条件下模拟和加速生物分子向特定目标进化的过程。其对象可以是蛋白质或多肽，也可以核酸和其他大分子，甚至是一些生物体中的小分子。它通过人工合成或借助于重组DNA技术，人为制造大量的变异体，然后按照特定的需要和目的，给予选择压力

2、，或通过高通量筛选技术，将满足特定目的的分子筛选出来，从而实现试管中分子水平上的模拟进化。5定向进化是一个由构建突变体库，突变体表达，表达后筛选三个步骤组成的循环递进过程，需要：产生包含大量带有微量有利突变的突变体的文库;突变体应能在适当的微生物（如大肠杆菌或酵母菌）体内进行功能的表达;必须有一种灵敏的筛选方法，能反映出由一个氨基酸的置换而引起的预期性状的较小提高。6Directed（定点的）Random（随机的）Recombination（重组的）LibrariesaregeneratedbymakingmutantDNAinthetestt

3、ube9变异库的产生和筛选说明：colorometric比色法；fluorescent荧光法；chemiluminescent化学发光法；biotransformation生物转化；screen筛选10酶的定向进化通过定点突变等基因改造技术，改变蛋白序列中的个别氨基酸残基，可以对酶的性质和其催化特性进行改造，产生符合特定需要的酶，这一蛋白质工程技术又称为分子进化的理性设计。这一技术使人们避开了对酶的构效关系的研究这一难题，并成功地用于酶的稳定性、底物特异性、立体选择性等酶的催化特性和酶的催化能力的改进。11定向进化不仅是一个酶分子改造的良好工具

4、，也是探索和研究酶蛋白构效关系的良好工具。随着各种基因技术的应用和发展，产生包含大量带有微量有利突变的突变体的文库，已经不再是一个技术难题，当前的主要研究方向是更有效的突变技术和构建更简洁的突变体库的技术。12突变体的筛选技术仍然是主要技术瓶颈，当前除了要继续发展各种结合酶催化功能的高通量筛选技术，还要进一步完善各种与重组表达技术相结合的蛋白筛选技术和蛋白展示库技术。对一些无明显表型突变体的筛选需要更多的研究与重视。13人们已经利用定向进化方法成功实现对许多蛋白质分子的改造。如提高T4溶菌酶和酵母磷酸丙糖异构酶的热稳定性，改变枯草杆菌蛋白酶的K

5、m和Kcat值，改变丝氨酸蛋白酶的最适pH值，提高酪氨酰-tRNA合成酶的活性，改善葡萄球菌核酸酶的特异性等。14定向进化技术包括：定点突变（定点的）易错PCR（随机的）DNA重排（重组的）……15一、定点突变重组DNA技术不仅可以将外源基因导入受体菌构建新的工程菌，以表达目的产物，还可以用来对目的基因进行体外定向诱变，将目的基因按人们所希望的目标加以改造。基因体外定向诱变的基本方法是先克隆待诱变的目的DNA片段，并将它与载体重组，然后在体外对环状重组体进行定点突变，再将诱变后的DNA片段导入受体细胞使其表达目标产物。1617LipasesEs

6、terasesthathydrolyzetriglyceridesatawater/oilboundaryUsesDegradationoffoodandfatDrugsforthetreatmentofdigestivedisordersanddiseasesofthepancreasDetergentadditivesOrganicSynthesisAcceptawiderangeofsubstratesStableinnon-aqueoussolventsEstersynthesisorhydrolysis(ΔG~0kcal/mol)说明

7、：lipase脂肪酶，esterase酯酶，triglyceride三甘油酯，Degradation降解，Detergentadditives洗涤剂添加剂，hydrolysis水解18LipasesKineticResolutionsofChiralAlcoholsandAcids“Kazlauskas’Rules”说明：KineticResolutions动力学拆分，Chiral手性的，L-menthol薄荷醇，Enalapril依那普利，(ACEinhibitor血管收缩转化酶抑制剂，Diltiazem地尔硫卓，(S)-naproxen萘普

8、生，Flurbiprofen氟比洛芬R=C20H42,C12H2642%Conversion,97%ee45%Conversion,97%eeIndu