地球上纖維素含量豐富,其酶解產(chǎn)物利用非常廣泛,但通常存在纖維素酶催化活性低下、持續(xù)催化能力較弱等問題,導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高,影響其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對纖維素酶進(jìn)行分子改造,可有效解決纖維素酶活性低下、催化能力較弱的問題。回答下列問題:
(1)蛋白質(zhì)工程是通過
基因修飾或基因合成
基因修飾或基因合成
,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。與基因工程相比,蛋白質(zhì)工程可以生產(chǎn) 新的蛋白質(zhì)
新的蛋白質(zhì)
。
(2)酶解法降解實(shí)現(xiàn)了對纖維素的有效利用,其優(yōu)點(diǎn)是 將纖維素催化分解為其他有用的物質(zhì),增加了經(jīng)濟(jì)效益;酶催化過程無污染
將纖維素催化分解為其他有用的物質(zhì),增加了經(jīng)濟(jì)效益;酶催化過程無污染
。(答兩點(diǎn))。
(3)纖維素酶的結(jié)合域(CBM)在纖維素的降解中扮演著重要角色,研究發(fā)現(xiàn)通過對CBM活性部位的2個色氨酸殘基進(jìn)行改造,會得到能持續(xù)催化水解纖維素的纖維素酶,請概述獲得該種纖維素酶的大致流程:預(yù)期新的纖維素酶的功能,設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),推測在原有序列改造兩個色氨酸殘基后應(yīng)有的氨基酸序列,找到到對應(yīng)的DNA序列人工合成并擴(kuò)增以得到大量基因片段,導(dǎo)入酵母細(xì)胞并使之穩(wěn)定表達(dá),得到表達(dá)產(chǎn)物纖維素酶
預(yù)期新的纖維素酶的功能,設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),推測在原有序列改造兩個色氨酸殘基后應(yīng)有的氨基酸序列,找到到對應(yīng)的DNA序列人工合成并擴(kuò)增以得到大量基因片段,導(dǎo)入酵母細(xì)胞并使之穩(wěn)定表達(dá),得到表達(dá)產(chǎn)物纖維素酶
。
(4)纖維素酶連接區(qū)的主要作用是柔性連接催化域和結(jié)合域,多數(shù)由脯氨酸、甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸等組成,極易被蛋白水解酶水解,但經(jīng)糖基化修飾后可以很好地防止蛋白水解酶的水解。推測原因可能是 糖基化修飾后酶連接區(qū)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,使色氨酸殘基暴露而易被水解的氨基酸被隱藏
糖基化修飾后酶連接區(qū)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,使色氨酸殘基暴露而易被水解的氨基酸被隱藏
。為了深入研究其功能,盡可能地提高纖維素酶的活性,對連接區(qū)的改造研究主要體現(xiàn)在 氨基酸序列和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)
氨基酸序列和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)
(答兩點(diǎn))等方面。
(5)對纖維素酶的改造,還可以通過蛋白質(zhì)定向進(jìn)化手段實(shí)現(xiàn),為了達(dá)到最終的結(jié)果,在研究中只需要人為地為蛋白質(zhì)制造進(jìn)化條件,就能夠使纖維素酶的基因發(fā)生改變。與傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)工程相比較,該方法具有的優(yōu)點(diǎn)是 減少篩選量,減少人工操作步驟
減少篩選量,減少人工操作步驟
(答一點(diǎn))。