1/169蛋白质与酶工程蛋白质与酶工程ProteinandProteinandEnzymeEngineeringEnzymeEngineering11/169/169第八章酶定向进化第八章酶定向进化DirectedEvolutionofEnzymeDirectedEvolutionofEnzyme2/169主要内容第一节酶定向进化介绍第二节酶基因体外随机突变第三节酶突变基因的定向选择第四节酶分子定向进化的应用第一节酶定向进化介绍3/169获得具有新功能和特性的酶的途径获得具有新功能和特性的酶的途径(2)(2)改造现有已知的酶。改造现有已知的酶。4/169(1)从大量未知的生物种系中寻找生物体系之所以能够相对独立地存在于自然界中，并维持其独立性和生命的延续性，都是因为生物体内的一系列酶在发挥着作用。酶保证了生物体内组成生命活动的大量生化反应得以按照预定的方向有序、精确而顺利地进行，几乎所有生物的生理现象都与酶的作用紧密相关，可以这样说，没有酶的存在，就没有生物体的一切生命活动。天然酶的作用5/1696/169天然酶的局限性酶催化的精确性和有效性常常不能很好地满足酶学研究和工业化应用的要求稳定性差活性低使催化效率很低缺乏有商业价值的催化功能天然酶的局限性源于酶的自然进化过程。7/169现代生物工程对酶的要求11、能具备长期、能具备长期稳定性和活性稳定性和活性22、能适用于、能适用于水及非水相环境水及非水相环境33、能接受、能接受不同的底物不同的底物甚至是自然界不存在的合成底物甚至是自然界不存在的合成底物44、进一步增强酶对、进一步增强酶对多种底物多种底物的分解能力的分解能力生物的自然进化生物的自然进化进化过程：进化过程：突变→自然选择→遗传后代突变→自然选择→遗传后代进化结果：进化结果：基因多样性基因多样性：：为完成同一功能所表现出的为完成同一功能所表现出的多个基因或同一个基因多个基因或同一个基因((同源同源性性))代谢途径的多样性代谢途径的多样性：：同样产物，多条途径同样产物，多条途径代谢产物的多样性代谢产物的多样性：：同一底物，不同产物同一底物，不同产物8/169如何利用相对简单快速的方法对天然如何利用相对简单快速的方法对天然酶的改造或构建新的非天然酶？酶的改造或构建新的非天然酶？9/169酶的人工改造酶的人工改造酶的理性设计酶的理性设计(Rationaldesign)(Rationaldesign)酶的定向进化酶的定向进化(Directedevolution)(Directedevolution)10/169酶的理性设计酶的理性设计在对酶的空间结构和催化机理有...
