甲烷單加氧酶的分子生物學(xué)
化學(xué)先生 / 2019-07-27
生物的遺傳性狀是由基因，即一-段DNA分子序列編碼的遺傳信息決定的?；蚬こ滩僮魇紫纫@得基因，才能在體外構(gòu)建重組體DNA,并將其轉(zhuǎn)人宿主細(xì)胞中，使其復(fù)制，由此進(jìn)行基因克隆(clone)。
基因還可通過(guò)DNA聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR) 在體外進(jìn)行擴(kuò)增，借助合成的寡核苷酸在體外對(duì)基因進(jìn)行定位誘變和改造?？寺〉幕蛐枰M(jìn)行鑒定或測(cè)序?？刂七m當(dāng)?shù)臈l件，使轉(zhuǎn)人的基因在細(xì)胞內(nèi)得到表達(dá)，即能產(chǎn)生出人們所需要的產(chǎn)品，或使生物體獲得新的性狀。這種獲得新功能的微生物被稱(chēng)為“基因工程菌”，微生物和微生物學(xué)在基因工程的產(chǎn)生和發(fā)展中古據(jù)著十分重要的地位，可以說(shuō)一切基因 工程操作都離不開(kāi)微生物。
在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的研究中，基因測(cè)序和分析是研究蛋白質(zhì)功能的重要手段。特別是與譜學(xué)表征信息結(jié)合，可以預(yù)測(cè)、改進(jìn)蛋白質(zhì)的某些功能，閘明其結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，從而構(gòu)建具有某種特殊功能的基因工程菌株。
例如，通過(guò)基因測(cè)序和分析的方法發(fā)現(xiàn)，在sMMO中還存在第四個(gè)組分(MMOD/orfY),并研究了該組分的潛在功能;證明了還原酶(MMOR)是鐵氧化還原酶家族(FNR)中的一員。分子生物學(xué)方法為篩選、鑒定和研究野生和人工培育的甲烷氧化菌提供了一種新技術(shù)，彌補(bǔ)了其它研究方法的不足和局限性。
近幾年，從國(guó)外已發(fā)表的論文來(lái)看，有關(guān)甲烷單加氧酶的分子生物學(xué)研究逐年遞增，取得了一些重要成果。以Methylococcus ca psulatus Bath、Methyl-osinus trichosporium OB3b為模板，細(xì)胞中甲烷單加氧酶的各個(gè)組分均已被克隆表達(dá)。
從最初的無(wú)活性表達(dá)到有活性表達(dá)，經(jīng)歷了一個(gè)艱難的過(guò)程。定點(diǎn)突變研究結(jié)合結(jié)構(gòu)表征發(fā)現(xiàn)，定點(diǎn)突變研究結(jié)合結(jié)構(gòu)表征的研究成果發(fā)現(xiàn)了影響活性的關(guān)鍵氨基酸殘基，推測(cè)出酶與底物結(jié)合和產(chǎn)物釋放的通道。包括我們的工作在內(nèi)，國(guó)際上已有8個(gè)來(lái)自不同甲烷氧化菌的甲烷單加氧酶全基因序列被測(cè)定。這預(yù)示著分子生物學(xué)研究成果既能夠通過(guò)構(gòu)建工程菌而應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中，又能夠促使人們不斷發(fā)現(xiàn)一些新的基因， 麗明些基礎(chǔ)性研究中的疑難問(wèn)題，分子生物學(xué)已成為基礎(chǔ)性研究和應(yīng)用相結(jié)合的重要手段。然而，有關(guān)甲烷單加氧酶分子生物學(xué)的研究雖有一.些報(bào)道，但與醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域快速發(fā)展的分子生物學(xué)相比，仍處于初期階段。
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