第九节分子直接进化技术
第九节 分子直接进化技术
生物的自然进化进化过程突变一自然选择一遗传后代·进化结果：基因多样性：为完成同一功能所表现出的--多个基因或同一个基因（同源性）代谢途径的多样性：同样产物，多条途径木酮糖）（如木糖代谢产物的多样性：同同一底物，不同产物生物多样性
生物的自然进化 • 进化过程： 突变→自然选择→遗传后代 • 进化结果： 基因多样性：为完成同一功能所表现出的- -多个基因或同一个基因（同源性） 代谢途径的多样性：同样产物，多条途径 （如木糖 木酮糖） 代谢产物的多样性：同一底物，不同产物 生物多样性
分子进化工程的种类丝状噬菌体展示库肽库、噬粒库核糖体展示库DNA库生物的或生物合成库寡核苷酸库RNA库修饰的DNA/RNA库寡聚体库寡糖库肽库天然分子库寡核苷酸库寡糖库合学合成库类肽库非天然分子库寡氨基甲酸酯库组合库氮肽库等苯丙二氮杂草库乙内酰脲库化学合成库立方烷库黄嘌冷库等有机小分子库三糖库类黄酮库生物合成（酶法）库核苷库等组合库的种类
分子进化工程的种类
获取新基因的方法常规的基因工程方法已知的生物、基因和功能新基因的理性设计和人工合成根据已有基因的序列和功能进行设计基因的直接进化（directedevolution）可使已有基因获得新的特性可获得自然界中不存在的基因可解决许多新的理论和应用问题
获取新基因的方法 • 常规的基因工程方法 已知的生物、基因和功能 • 新基因的理性设计和人工合成 根据已有基因的序列和功能进行设计 • 基因的直接进化（directed evolution) 可使已有基因获得新的特性 可获得自然界中不存在的基因 可解决许多新的理论和应用问题
基因直接进化的用途改变酶的特性----多功能或单功能酶提高酶活性---天门冬氨酸氨基转移酶活性提高30倍改变底物特异性和对映异构体选择性---酯酶可水解非天然酯类改变酶的工艺性--冷适应和热适应酶改善酶的稳定性---二体酶变为单体酶或单体酶变为二体酶获取许多新的理论知识
基因直接进化的用途 • 改变酶的特性-多功能或单功能酶 • 提高酶活性-天门冬氨酸氨基转移酶活性提 高30倍 • 改变底物特异性和对映异构体选择性- 酯酶可水解非天然酯类 • 改变酶的工艺性-冷适应和热适应酶 • 改善酶的稳定性-二体酶变为单体酶或单 体酶变为二体酶 • 获取许多新的理论知识