從自然界中的生物體內(nèi)分離得到的天然酶,在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中催化效率往往較低??蒲腥藛T對酶的改造包括理性設(shè)計(jì)方法和非理性設(shè)計(jì)方法。
(1)理性設(shè)計(jì)是通過定點(diǎn)誘變改變蛋白質(zhì)中的個別氨基酸,以產(chǎn)生更加理想的酶,此項(xiàng)技術(shù)稱為 蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程。
(2)非理性設(shè)計(jì)方法主要通過易錯PCR技術(shù)實(shí)現(xiàn)。易錯PCR的原理是利用低保真的TaqDNA聚合酶和改變PCR的反應(yīng)條件,降低DNA復(fù)制的保真度,在新DNA鏈的合成過程中增加堿基錯配,從而使擴(kuò)增產(chǎn)物出現(xiàn)較多點(diǎn)突變的一種體外誘導(dǎo)DNA序列變異的方法。
①TaqDNA聚合酶與一般DNA聚合酶相比最大的特點(diǎn)是 高溫下能保持活性或耐高溫高溫下能保持活性或耐高溫,其某一區(qū)域負(fù)責(zé)將堿基與模板鏈正確地互補(bǔ)配對,Mn2+可以降低這一功能,提高堿基的錯配,但非互補(bǔ)的堿基對由于 氫鍵氫鍵不易形成,穩(wěn)定性差,而Mg2+可以提高穩(wěn)定性,易錯PCR時應(yīng)適當(dāng) 提高提高(填“提高”或“降低”)Mg2+濃度。
②易錯PCR的反應(yīng)程序?yàn)椋?5℃5min;95℃30s,55℃30s,72℃1min,30個循環(huán);72℃10min。在循環(huán)之前的95℃5min處理為預(yù)變性,目的是確保 DNA分子充分(完全、徹底)變性DNA分子充分(完全、徹底)變性;循環(huán)中55℃處理的目的是使 引物與模板引物與模板結(jié)合;循環(huán)之后72℃處理時間延長至10min,有利于增加延伸過程中堿基錯配的概率。
③如圖是利用易錯PCR改造某種天然酶活性的流程示意圖。構(gòu)建重組質(zhì)粒所需要的酶是 限制酶(限制性內(nèi)切核酸酶)和DNA連接酶限制酶(限制性內(nèi)切核酸酶)和DNA連接酶。
④步驟b應(yīng)使用 Cacl2(或Ca2+)Cacl2(或Ca2+)(化學(xué)試劑)使受體菌處于 感受感受態(tài);步驟c采用 抗原-抗體雜交抗原-抗體雜交技術(shù)篩選突變酶;步驟d將一輪易錯PCR篩選獲得的有益突變繼續(xù)進(jìn)行新一輪的易錯PCR,通過連續(xù)易錯PCR和篩選,導(dǎo)致酶的 定向定向進(jìn)化,以獲得滿足人們需求的產(chǎn)物。
【考點(diǎn)】DNA片段的擴(kuò)增與電泳鑒定.
【答案】蛋白質(zhì)工程;高溫下能保持活性或耐高溫;氫鍵;提高;DNA分子充分(完全、徹底)變性;引物與模板;限制酶(限制性內(nèi)切核酸酶)和DNA連接酶;Cacl2(或Ca2+);感受;抗原-抗體雜交;定向
【解答】
【點(diǎn)評】
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