酶的定向進(jìn)化

定向進(jìn)化是人為設定的明確的目標，只針對特定蛋白質(zhì)的特定性質(zhì)進(jìn)行選擇。而在自然進(jìn)化過(guò)程中，自然選擇使進(jìn)化向有利于生物適應生存環(huán)境的方向發(fā)，環(huán)境的多樣性和適應方式的多樣性決定了進(jìn)化方向的多樣性。從本質(zhì)上來(lái)看，定向進(jìn)化是達爾文進(jìn)化論在分子水平上的延伸和應用。定向進(jìn)化的理論被認為是生物學(xué)進(jìn)入基因工程時(shí)代后最重要的成就之一。

目前，定向進(jìn)化技術(shù)主要用于酶的改良、蛋白藥物的優(yōu)化等領(lǐng)域。新型洗滌用酶，抗癌藥和新型疫苗等大批定向進(jìn)化產(chǎn)品已陸續面世。

酶定向進(jìn)化的方法通常分3步：

① 通過(guò)隨機突變和(或)基因體外重組創(chuàng )造基因多樣性；

② 導入適當載體后構建突變文庫；

③ 通過(guò)高效的篩選手段，選擇陽(yáng)性突變子。這個(gè)過(guò)程可重復循環(huán)，直至得到預期性狀的蛋白質(zhì)。、

定向進(jìn)化的主要實(shí)驗基礎就是以PCR技術(shù)為基礎的易錯PCR和DNA重排等。易錯PCR和DNA重排技術(shù)常被組合應用。

定向進(jìn)化存在很多的局限性，最突出的是篩選容量過(guò)大，篩選過(guò)程復雜且費用昂貴、費時(shí)費力。所以，開(kāi)發(fā)和建立高通量篩選技術(shù)是獲得性能更優(yōu)良或全新酶基因的關(guān)鍵。目前，已發(fā)展出如噬菌體展示，核糖體展示，mRNA展示，細菌細胞表面展示，酵母表面展示技術(shù)，體外區室化IVC等篩選方法。

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