酶的定向进化

酶分子定向进化( enzyme molecular directed evolution )是模拟自然进化过程(随机变异和自然选择 ) ,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 良催化特性的酶的突变体的技术过程。本图主要介绍酶的定向进化定义，特点，定向突变等知识。

酶的定向进化

• 1、定义
  • 酶分子定向进化( enzyme molecular directed evolution )是模拟自然进化过程(随机变异和自然选择 ) ,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 良催化特性的酶的突变体的技术过程。
• 2、特点
• 3、酶基因的随机突变
• 4、酶基因文库的建立及筛选
  • 建立
  • 筛选
    • 传统筛选
    • 高通量筛选
      • 高通量筛选技术要求: ●通量大、效率高,在较短时间内简便的判断出 正突变基因，并易F排出那些无效的突变基因。 常用高通量筛选方法 ●平板筛选法 ●荧光筛选法 ●噬菌体表面展示法 ●细胞表面展示法 ●核糖体表面展示法
• 5、定向突变的应用
  • 一、提高酶的催化活性，是定向进化的主要目标之一 如:1993年陈等人提高枯草杆菌蛋白酶E在有机溶 剂中的催化效率( 157倍)
  • 二、增强酶的稳定性 提高酶稳定性的方法:分子修饰、固定化、非水相介质 催化、定向进化
  • 三、改变酶的底物特异性 影响酶对底物的Km值,进而改变底物特异性 如:2000年, Aharoni等采用基因家族重排技术将大肠杆 菌碱性磷酸酶对有机磷酸酯的特异性提高2000倍