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1、 酶的定向进化 主要内容一 酶定向进化的概念二 酶定向进化的基本过程三 基于易错PCR的黄曲酶毒素解毒酶体外分子 定向进化概念 酶定向进化:是模拟自然进化过程(随机突变、基因重组和自然选择),在体外进行酶基因的人工随机突变,建立突变基因文库,在人工控制条件的特殊环境下,定向选择得到具有优良催化特征的酶的突变体的技术过程。酶定向进化的基本过程随机突变、构建突变基因文库、定向选择常用的随机突变方法1 易错PCR技术(error-prone PCR)2 DNA重排技术(DNA shuffling)交错延伸PCR技术(StEP)随机引物体外重组技术(RPR)3 基因家族重排技术(DNA family
2、shuffling)常用的高通量筛选技术1 平板筛选法2 荧光筛选法3 噬菌体表面展示法4 细胞表面展示法5 核糖体表面展示法实验 基于易错PCR的黄曲霉毒素解毒酶体外分子 定向进化结果突变酶A1773:耐高温70突变酶A1476:pH4.0稳定性突变酶A2863:pH4.0和pH7.5稳定性易错易错PCRPCR技术技术 定义:定义:从单一基因出发,通过从单一基因出发,通过改变改变PCRPCR反应条件反应条件,在基,在基因扩增过程中使碱基配对出现错误而引起基因突变。因扩增过程中使碱基配对出现错误而引起基因突变。过程:过程:双链双链DNADNA变性(解链;变性(解链;85859595)引物与单链
3、引物与单链DNADNA结合(退火;结合(退火;50507070 )引物延伸(半保留复制;引物延伸(半保留复制;70707575 )条件:条件:增加增加MgMg2 2(稳定非互补的碱基对)(稳定非互补的碱基对)添加添加MnMn2 2(降低聚合酶的特异性)(降低聚合酶的特异性)4 4种底物的浓度不平衡(种底物的浓度不平衡(dATP/dTTP/dCTP/dGTP)dATP/dTTP/dCTP/dGTP)易错PCR反应体系(20 L):10PCR 缓冲液2L dATP(10 mmol/L)和dGTP(10 mmol/L)各0.4 L,dCTP(10 mmol/L)和dTTP(10 mmol/L)各2
4、L 模板pKLAC1-adtz 0.2 L 上下游引物(10 mol/L)各0.6 L MgCl2(25 mmol/L)4.4 L MnCl2(2 mmol/L)0、0.8、2、4、6、8 L Taq DNA 聚合酶0.2 L ddH2O 8、6、4、2、0.8、0 L 易错PCR突变文库的建立限制性内切酶:Xho和Not载体:大肠杆菌-酿酒酵母穿梭分泌表达载体pYES2CT-factor(简写为pYC)连接酶:T4DNA连接酶宿主菌:大肠杆菌DH5感受态细胞 酿酒酵母S.cerevisiae BJ5465感受 态细胞 辣根过氧化物酶(HRP)-隐性亮绿(RBG)系统 黄曲霉毒素(AFB1)2O2 2O2+隐性亮绿亮绿谢谢!