酶的改性（enzymic improving）：通过各种方法
使酶的催化特性得以改进的技术过程。
酶改性的技术


酶分子的修饰
酶固定化
酶的非水相催化
酶的定向进化 ……
酶分子的定向进化（directed evolution）：模
拟自然进化过程（随机突变和自然选择），在
体外进行酶基因的人工随机突变，建立突变基
因出现碱基配对错误，从而引起基因突变的技术 反应条件：提高Mg2+浓度；添加Mn2+；改变四
过程。 种底物浓度比等。
易错PCR技术 特点：操作简便，随机突变丰富。 缺点：正突变基因少，需多次PCR。 注意：控制好基因突变频率。 适用：较小基因的定向进化。
2、DNA重排技术为代表的有性进化 DNA重排技术：又称DNA改组技术，有性PCR片段，经过不加引物的 多次PCR循环，使DNA的碱基序列重新排布而引 起基因突变的技术过程。

平板筛选技术 荧光筛选法
噬菌体表面展示法
酵母细胞表面展示法
酶定向进化的应用
提高酶的催化效率 增加酶的稳定性 改变酶的底物特异性
变库，凭借定向的选择方法，选出所需性质的优化
酶(或蛋白质)，从而排除其他突变体。 定向进化的基本规则是“获取你所筛选的突变体”。 定向进化=随机突变+定向选择。
酶基因随机突变 构建突变基因组定向筛选4.6.3 酶基因的随机突变 1、易错PCR技术为代表的无性进化 无性突变：向单一酶分子基因内随机引入突变， 制造突变酶库以便筛选。 易错PCR：从酶的单一基因出发，在改变反应条库，在人工控制条件的特殊环境下，定向
选择得到具有优良催化特性的酶的突变体的技 术过程。 属于蛋白质的非合理设计，它不需事先了解酶的 空间结构和催化机制。
4.6.1 定向进化的特点 适应面广； 目的性强； 效果显著。
4.6.2 定向进化的原理 以很低的比率向目的基因中随机引入突变，构建突
DNA改组原理
DNA改组技术 特点：正突变频率高，进化速度快。 注意：需多次进行。
3、基因家族之间的同源重组 从自然界中存在的基因家族出发，利用它 们之间的同源顺序进行DNA改组实现同源重组。 如：Stemmer等从4种微生物中选择编码头孢菌
素酶的4个同源基因，对它们进行单独进化或同
源重组进化。结果对单基因进化得到的突变酶中， 对头孢羟羧氧胺的抗性最高的增加了8倍，而用 家族同源重组进化的方法使抗性比其中两种微生 物来源的天然酶提高270倍，比另外两种酶提高变基因与载体重组，再转入 适宜的细胞或包装成重组λ噬菌体的技术过程。 质量要求：包容性和完整性 过程：
质粒
载体选择 基因重组


噬菌体DNA形成基因黏粒载体 转化 噬菌粒载体 转导
2、突变基因的筛选
（1）定向选择环境条件的设定 （2）高通量筛选技术