基因重組技術(shù)在酶的生產(chǎn)中具有特別重要的意義。因為酶是蛋白質(zhì),因此只要找到負責該蛋白質(zhì)編碼的DNA片段,將其整合到適當的質(zhì)粒中,再轉入宿主細胞,就可以通過(guò)培養宿主細胞獲得所需要的酶產(chǎn)品。
許多重要的酶制劑生產(chǎn)菌都已經(jīng)采用基因重組技術(shù)代替傳統的誘變育種方法,例如:β-半乳糖苷酶、青霉素;、天冬氨酸轉氨甲酰酶、氯霉素轉乙酰酶及苯丙氨酸合成酶等的生產(chǎn)已經(jīng)部分應用了基因工程菌。
基因工程為改變酶蛋白的結構和功能開(kāi)辟了廣闊的應用前景。近年來(lái)蛋白質(zhì)工程的研究進(jìn)展已經(jīng)積累了大量關(guān)于蛋白質(zhì)結構和功能關(guān)系方面的知識,為采用點(diǎn)突變等方法獲得性質(zhì)更穩定、反應速率更快、反應的專(zhuān)一性更好、并使底物和抑制物的親和性得到改變的新型酶蛋白提供可能。
通過(guò)X射線(xiàn)結晶譜、光譜及電子自旋共振譜的研究,可以獲得酶蛋白的三維結構,然后通過(guò)研究酶-底物的相互作用或與類(lèi)似蛋白質(zhì)的比較,再在計算機上模擬選出蛋白質(zhì)結構中的關(guān)鍵氨基酸,這樣就可以根據需要改變基因編碼獲得新的酶蛋白。常規的誘變育種方法不可能做到使某一個(gè)特定的氨基酸編碼發(fā)生突變,只有用基因工程的方法才能將所需要的氨基酸精確地插入酶蛋白結構中的指定位置。