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中国生物工程杂志　ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，２７（８）：８２～８６ 点饱和突变技术及其在蛋白质工程中的应用 陶苏丹　刘　佳　陈喜文　陈德富 （南开大学生命科学学院分子遗传学研究室　天津　３０００７１） 摘要　点饱和突变技术是蛋白质工程中的一门新兴技术，它通过对目的蛋白的编码基因进行改 造，短时间内获取靶位点氨基酸分别被其它１９种氨基酸替代的突变子。此技术不仅是蛋白质定 向改造的强有力工具，而且是蛋白质结构－功能关系研究的重要手段。概述了几种常用点饱和 突变技术，介绍和讨论了它在蛋白质工程中的应用状况，存在的问题，并展望了其应用前景。 关键词　点饱和突变　蛋白质工程　靶位点氨基酸　重叠延伸　进化子 中图分类号　ＴＱ９３ ［１］ 　　上世纪７０年代末，加拿大著名科学家 Ｓｍｉｔｈ 发 １　常用点饱和突变技术 明了寡聚核苷酸定点突变技术，使蛋白质工程翻开了 新的一页，他也因此荣获了１９９３年度诺贝尔化学奖。 　　目前已发展了多种点饱和突变方法，主要有以下 时至今日，定点突变（ｓｉｔｅｄｉｒｅｃｔｅｄｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ）作为一 ? 几种。 种理性设计方案仍被广泛应用于蛋白质改造中。尽管 １．１　寡核苷酸定向诱变（ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｄｉｒｅｃｔｅｄ ? 定点突变技术的应用极大地推动了蛋白质工程技术的 ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ） 发展，但其仍面临着自身无法解决的难题———如何从 　　该方法于上世纪７０年代末建立，将目的基因克隆 其它１９种天然氨基酸中找到合适的替换者来突变靶 到噬菌体Ｍ１３单链表达载体上，然后合成一段在靶位 位点。近来一系列研究表明，多点突变往往能获得比 点处含突变寡核苷酸的引物，使其与目的基因配对，再 ［２］ 单点突变更为理想的进化子 ，多点突变是定点突变 加入四种ｄＮＴＰ和ＫｌｅｎｏｗＤＮＡ聚合酶，使寡聚核苷酸 不易直接获得的。对于定点突变技术不能解决的这些 引物延伸成全长基因，获得的重组双链 ＤＮＡ分子转染 问题，恰恰是点饱和突变技术的独特之处。 ［１］ 细菌后大量复制，进而筛选出阳性突变子 。Ｂｅｔｈｅｌ 　　所谓点饱和突变技术（ｓｉｔｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ）， ? ［３］ 等 用此法对 内酰胺酶Ａｓｐ１０４位点进行点饱和突 β? 是通过对目的蛋白的编码基因进行改造，短时间内获 变，获得了对头孢噻肟钠抗性增强的突变子Ａｓｐ１０４Ａｒｇ 取靶位点氨基酸分别被其它 １９种天然氨基酸所替代 和Ａｓｐ１０４Ｌｙｓ；对 β?内酰胺酶突变子 Ｇｌｙ２３８Ｓｅｒ的 的突变子。它不是定点突变技术的简单延伸，而是蛋 Ａｓｐ１０４位点进行点饱和突变，获得了水解头孢噻肟钠 白质设计理念的全面升华，广泛地应用于蛋白质改造 活性提高３倍的进化子，进而确定 内酰胺酶的第１０４