基因的推理设计与改造—体外分子进化的捷径[1]
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854e7通过序列比较进行了改造获得了特性改变的关键功能区域的简并引物设计大多数的基因推理设计是建立在已知基因序列或蛋白质序列的基础上通过序列比较并结合已知蛋白质功能特性进行基因序列的设计基因推理设计直接得到目标基因进而得到目标蛋白质在这样的设计中往往会遇到设计的预期基因表达蛋白质的功能与期望不一致甚至完全没有达到期望的目标这时只有进行重新的推理设计直到获得期望结果因此推理设计必须建立在大量的已知功能基因序列的基础上而且具有较大的随机性和风险新近发展的在关键位点使用简并引物进行突变结合小库容的筛选不失为一种好的改进随着zcl体外分子进化技术的发展可以在获得突变体的基础上结合功能分析获得关键区域位点的信息再结合关键区域的简并引物进行基因推理设计快速获得拥有目标特性的基因关于关键区域的设计改造最近还有一个改进就是基于遗传密码随机切除htalzmf484097858487e706d4研究发现蛋白质的长度对于蛋白质的功能有非常重要的作用对目标蛋白质进行随机的长度变化是蛋白质工程的一个有益补充该方法能够将氨基酸随机切除切除的数量可以是单一的也可以是多个位点使涉及的突变库具有丰富的变异实现体外快速进化的目的位点直接蛋白质重组作为体外分子进化方式之一的序列推理设计一个重要的因素是获得具有丰富变异的突变库即突变库中多少是从亲本来的多少是组合而来设计的目标和库的创建方法将决定突变库的多样性已有研究表明库多样性与蛋白质功能改变密切相关在突变库中大多数的突变是中性或破坏蛋白质结构而表现为负向突变只有小部分稳定折叠的蛋白质是有意义突变同自然界进化一样体外分子进化中通过多个亲本会更快获得更多的有意突变其中重组扮演了一个重要的角色许4d
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改组通过单个基因或多个家族基因产生同源重组的 突变库 $ 并结合有效 的 筛 选 和 选 择 策 略 获 得 具 有 目 标性状的蛋白 ( 该 技 术 的 优 点 是 不 需 要 结 构 信 息 $ 也不需要了解蛋白 质 潜 在 的 功 能 关 系 $ 但是该方法 还是有一些局限性 $ 如必须依赖可靠快速的鉴别突 变体的 方 法 $ 目标性状筛选明确易行
基因的推理设计与改造 ’ 体外分子进化的捷径 !# 期 !!!!!!!!!!!!! 熊爱生等 #
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突变体高通量筛选技术 + 基因结 !! 随着突变方法 + 构和 功 能 研 究 方 面 的 突 破 ( 特 别 是 近 年 来 随 着 J H , 技术的 发 展 和 成 熟 $ Z C L 改组! Z C L> B 2 ? ? E D = ;" 技术更成熟 $ 应用更广泛 ( 目前 Z C L 改 组及 相 关 的 体外分子进化技术 取 得 了 长 足 的 发 展 $ Z C L改组技
摘!要! 体外分子进化是改造基因 + 获得新的功能蛋白质重要手段之一 $ 已经取 得 了 令 人 瞩 目 的 成 就 ( 推 理 设 计 是 利用序列和结构的比较信息创造新的基因和蛋白质 $ 是研究改造蛋白质功能的 有 效 方 法 ( 文 章 着 重 介 绍 了 基 因 推 理设计在基因体外分子进化中的应用 $ 从简单实用的 基 因 密 码 偏 爱 设 计 $ 结合多个不同性状相关功能基因信息的 基因推理设计 $ 关键功能区域的简并引物设计 $ 位点直接蛋白质重组 * 个方面进 行 描 述 $ 并综述了该方法近年来的 应用 ( 关键词 ! 推理设计 ) 基因改造 ) 体外分子进化 中图分类号 ! L!!! " #!!! 文献标识码 ! ! " 文章编号 ! & ! ’ )R$ ( ( ! ! & & % & #R& & $ !R& ’
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专论与综述
基因的推理设计与改造 # # # 体外分子进化的捷径
! 熊爱生#! !姚泉洪!!章 ! 镇#!彭日荷!! ! ! ! 庄 ! 静)!徐 ! 芳#! !刘金戈#! !朱 ! 宏#! ! 南京农业大学园艺学院 $ 南京 ! 上海市农业科学院生物技术研究中心 $ 上海 ! #I # & & $ ’) !I & # # & %) " 上海 ! )I上海市农业科学院作物育种栽培研究所 $ & # # & %
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