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PCR依赖型方法构建高质量酵母基因突变文库

2011-02-09王睿喻晓蔚徐岩郅岩孔宇

生物工程学报 2011年9期

王睿,喻晓蔚,徐岩,郅岩,孔宇

1 江南大学 工业生物技术教育部重点实验室,无锡 214122

2 江南大学医药学院,无锡 214122

酶的体外定向进化属于蛋白质的理性设计,它无需事先了解酶的空间结构和催化机制,只需人为地创造特殊的条件,模拟自然进化机制 (随机突变、重组和自然选择),在体外改造酶基因,并定向选择出所需性质的突变酶[1]。酶的体外定向进化技术极大地拓展了蛋白质工程学的研究和应用范围,特别是能够解决理性设计所不能解决的问题,为酶的结构与功能研究开辟了崭新的途径,并且正在工业、农业、食品和医药等领域逐渐显示其生命力[2-6]。

酵母是表达外源基因的最重要的表达系统之一。酵母作为单细胞生物,在生产和操作上具有优越于细菌表达系统的易于大规模扩增的特点,又具有真核细胞对蛋白质的翻译后加工及修饰的作用[7-8]。酵母表达系统的表达载体主要分为2种,即整合型载体和附加型载体。整合型载体不含自主复制序列,转化入酵母后整合到酵母宿主菌的染色体上,具有稳定性好的优点,尤其适合于工业化生产。而附加型载体能够在酵母体内自主复制,达到较高的拷贝数,但是在非选择条件下多不稳定[9]。

定向进化的研究中常用大肠杆菌为宿主构建基因突变文库,而酵母使用较少。而对于在大肠杆菌表达体系中表达效果不好的酶,就需要尝试其他表达体系。前期研究表明华根霉脂肪酶在大肠杆菌中表达无法进行翻译后修饰,比活很低,而无法体现出脂肪酶应有的酶学性质,筛选困难[10];……

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