海岸带管理杂志

抽象的

从未培养的海洋微生物中发现和设计生物催化剂的新型分子方法

奥古斯丁努斯·罗伯特·乌里亚、尤斯罗·努里·法兹亚和埃科瓦蒂·查萨纳

宏基因组学是一种强大的、不依赖培养的方法，可用于从未培养的海洋微生物中获取生物催化剂。通过这种方法发现海洋生物催化剂
通常涉及四个主要步骤。首先，从海洋环境中构建包含生物催化剂编码
基因池的宏基因组文库，这可以通过多种方法完成，包括克隆
酶消化的 DNA、未切割的 DNA 和 PCR 扩增产物。其次，
通过采用表达产物活性测定、原位杂交
或聚合酶链式反应 (PCR) 从宏基因组文库中筛选感兴趣的基因。第三，使用生物信息学工具对获得的目标基因（包括功能基因和系统发育基因）
进行测序和分析，以获得有关
编码生物催化剂的功能和结构特性以及微生物来源的信息。最后，
在合适的微生物宿主中表达目标基因，从而产生相应的重组生物催化剂。目前，用于改进海洋生物催化剂性能的所有
工程方法可分为
两大类：（i）合理设计和（ii）定向进化。合理设计可能包括使用
限制性酶和通过重叠延伸 (SOE) 进行剪接，需要有关生物催化剂
结构和功能特性的信息来改变特定氨基酸。而定向进化（包括
易出错的 PCR 技术和基因改组）则不需要此类信息