甲烷单加氧酶的分子生物学
化学先生 / 2019-07-27
生物的遗传性状是由基因，即一-段DNA分子序列编码的遗传信息决定的。基因工程操作首先要获得基因，才能在体外构建重组体DNA,并将其转人宿主细胞中，使其复制，由此进行基因克隆(clone)。
基因还可通过DNA聚合酶链式反应(PCR) 在体外进行扩增，借助合成的寡核苷酸在体外对基因进行定位诱变和改造。克隆的基因需要进行鉴定或测序。控制适当的条件，使转人的基因在细胞内得到表达，即能产生出人们所需要的产品，或使生物体获得新的性状。这种获得新功能的微生物被称为“基因工程菌”，微生物和微生物学在基因工程的产生和发展中古据着十分重要的地位，可以说一切基因 工程操作都离不开微生物。
在蛋白质结构与功能的研究中，基因测序和分析是研究蛋白质功能的重要手段。特别是与谱学表征信息结合，可以预测、改进蛋白质的某些功能，闸明其结构与功能的关系，从而构建具有某种特殊功能的基因工程菌株。
例如，通过基因测序和分析的方法发现，在sMMO中还存在第四个组分(MMOD/orfY),并研究了该组分的潜在功能;证明了还原酶(MMOR)是铁氧化还原酶家族(FNR)中的一员。分子生物学方法为筛选、鉴定和研究野生和人工培育的甲烷氧化菌提供了一种新技术，弥补了其它研究方法的不足和局限性。
近几年，从国外已发表的论文来看，有关甲烷单加氧酶的分子生物学研究逐年递增，取得了一些重要成果。以Methylococcus ca psulatus Bath、Methyl-osinus trichosporium OB3b为模板，细胞中甲烷单加氧酶的各个组分均已被克隆表达。
从最初的无活性表达到有活性表达，经历了一个艰难的过程。定点突变研究结合结构表征发现，定点突变研究结合结构表征的研究成果发现了影响活性的关键氨基酸残基，推测出酶与底物结合和产物释放的通道。包括我们的工作在内，国际上已有8个来自不同甲烷氧化菌的甲烷单加氧酶全基因序列被测定。这预示着分子生物学研究成果既能够通过构建工程菌而应用于现代工业中，又能够促使人们不断发现一些新的基因， 丽明些基础性研究中的疑难问题，分子生物学已成为基础性研究和应用相结合的重要手段。然而，有关甲烷单加氧酶分子生物学的研究虽有一.些报道，但与医学、农业等领域快速发展的分子生物学相比，仍处于初期阶段。
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