食品分子生物技術(shù)課件

中央領(lǐng)導(dǎo)高度重視2004年8月以來胡錦濤總書記先后多次在關(guān)于發(fā)展生物技術(shù)的相關(guān)報告上批示或圈閱：民盟中央科技部發(fā)改委農(nóng)業(yè)部林業(yè)局2004年8月11日，溫家寶總理批示：

發(fā)展生物技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，不僅關(guān)系國家的可持續(xù)發(fā)展，而且關(guān)系人民的生活和健康，應(yīng)該作為國家經(jīng)濟、社會發(fā)展和科技進步的重點，列入中長期規(guī)劃，并認真組織實施。我國有發(fā)展生物技術(shù)的基礎(chǔ)，在這方面可以搞得更好更快一些。2004年6月24日，國務(wù)委員陳至立主持召開會議，聽取李部長代表科技部關(guān)于生物技術(shù)研究開發(fā)和促進產(chǎn)業(yè)化的匯報。會議同意科技部提出的五點建議：

1.成立國家生物技術(shù)研究開發(fā)與促進產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)導(dǎo)小組;2.抓緊制定“中國生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展綱要”;3.繼續(xù)組織實施“轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專項”;4.做好制定《中華人民共和國生物安全法》的前期工作;5.成立“中國生物技術(shù)行業(yè)協(xié)會”。我國在大科學(xué)工程中的國際地位迅速提升人類基因組：1％水稻、家蠶、血吸蟲：100％

1998年之前在《NATURE》和《SCIENCE》發(fā)表文章為空白1998年夏家輝在《NATUREGENETICS》發(fā)表論文“十五”以來在上述雜志發(fā)表論文14篇1980年以來在《CELL》上連續(xù)25年未發(fā)表論文2005年一年內(nèi)在《CELL》發(fā)表了5篇論文我國生命科學(xué)和生物技術(shù)論文水平迅速提升創(chuàng)新能力顯著提高2010年,我國科學(xué)家發(fā)表的國際科學(xué)論文總量增加到12.8萬篇,躍居世界第二位。被引用數(shù)由2005年世界第13位升至2009年的第8位產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強勁7300多家，其中核心企業(yè)2800多家產(chǎn)值：現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)：600億元傳統(tǒng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)：3000億元產(chǎn)品：全球銷售額前10位的生物藥中國能生產(chǎn)8種轉(zhuǎn)基因植物種植面積：世界第三世界上第一個上市基因治療藥物：P53SARS疫苗：世界上第一個完成了一期臨床試驗疫苗、青霉素、維生素C、氨基酸等產(chǎn)品產(chǎn)量和消費量全世界第一企業(yè)：（2003）一是把發(fā)展能源、水資源和環(huán)境保護技術(shù)放在優(yōu)先位置，下決心解決制約經(jīng)濟社會發(fā)展的重大瓶頸問題。二是抓住未來若干年內(nèi)信息技術(shù)更新?lián)Q代和新材料技術(shù)迅猛發(fā)展的難得機遇，把獲取裝備制造業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)，作為提高我國產(chǎn)業(yè)競爭力的突破口。三是把生物技術(shù)作為未來高技術(shù)產(chǎn)業(yè)迎頭趕上的重點，加強生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、人口與健康等領(lǐng)域的應(yīng)用。四是加快發(fā)展航天和海洋技術(shù)。五是加強基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)研究，特別是交叉學(xué)科的研究。

生物技術(shù)被列為五個科技戰(zhàn)略重點之一國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃前沿技術(shù)——生物技術(shù)

靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)技術(shù)；動植物品種與藥物分子設(shè)計技術(shù)；基因操作和蛋白質(zhì)工程技術(shù)；基于干細胞的人體組織工程技術(shù)；新一代工業(yè)生物技術(shù)；

轉(zhuǎn)基因生物新品種培育。重點研究功能基因克隆與驗證、規(guī)模化轉(zhuǎn)基因操作、生物安全評價三大核心技術(shù)，建立和完善優(yōu)異種質(zhì)創(chuàng)新、新品種培育和規(guī)模化制種三大技術(shù)平臺，獲得功能驗證的新基因1000個以上；建立我國轉(zhuǎn)基因生物育種體系，培育轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物新品種（系）100~150個，轉(zhuǎn)基因動物新品種（材料）30個以上。

重大新藥創(chuàng)制。重點研究化學(xué)藥和生物藥新靶標(biāo)識別和確證、新藥設(shè)計，以及藥物大規(guī)模高效篩選、藥效與安全性評價、制備和成藥性預(yù)測關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)療效可靠、質(zhì)量穩(wěn)定的中藥新藥，研制30~40個具有知識產(chǎn)權(quán)和市場競爭力的新藥，完善新藥創(chuàng)制與中藥現(xiàn)代化技術(shù)平臺，初步形成支撐我國藥業(yè)發(fā)展的新藥創(chuàng)制技術(shù)體系。

艾滋病和病毒性肝炎等重大傳染病防治。重點突破新型疫苗與治療藥物創(chuàng)制等關(guān)鍵技術(shù)，自主研制40種高效特異性診斷試劑、15種疫苗及藥物，研究制定科學(xué)規(guī)范的中、西醫(yī)及其結(jié)合的防治方案，建立10個與發(fā)達國家水平相當(dāng)?shù)姆乐渭夹g(shù)平臺，初步構(gòu)建有效防控艾滋病、肝炎的技術(shù)體系?！笆晃濉笨萍加媱濗w系中生物技術(shù)重大技術(shù)專項四川泡菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2008年全省泡菜加工量達100萬噸，位居全國第一，泡菜加工產(chǎn)值達到75億元。年產(chǎn)值1000萬元以上的泡菜加工企業(yè)有119家，上億元的有12家。市場份額占全國的50%以上，產(chǎn)品遠銷日本、韓國、美國、澳洲、歐盟、東南亞等近20多個國家和地區(qū)。泡菜Rockfeller

大學(xué)將人肥胖基因出售0.2億美元（1995年3月）；Amgen公司將FKBP神經(jīng)免疫因子配體轉(zhuǎn)讓達3.29億美元（1997年）；Millennium公司以4.65億美元向Bayer公司轉(zhuǎn)讓225種基因的開發(fā)權(quán)（1998年9月）。基因“十一五”期間，

轉(zhuǎn)基因生物新品種培育取得的最重要成果，就是新型轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。2008年至2010年，新培育36個抗蟲棉品種，累計推廣1.67億畝，實現(xiàn)效益160億元，國產(chǎn)抗蟲棉市場份額達到93%，徹底打破了國外抗蟲棉的壟斷地位。

轉(zhuǎn)基因生物新品種培育取得的成果“十一五”期間，人乳鐵蛋白轉(zhuǎn)基因奶牛技術(shù)已獲準(zhǔn)進入轉(zhuǎn)基因生物安全生產(chǎn)性試驗，這是中國首批進入生產(chǎn)性試驗的轉(zhuǎn)基因動物，有望兩年后獲得安全證書，率先實現(xiàn)轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)業(yè)化。

“十一五”期間，控制水稻理想株型的關(guān)鍵多效基因ＩＰＡ１成功克隆。理想株型是當(dāng)前國內(nèi)外超級稻研究中的一個核心領(lǐng)域。實驗顯示，將突變后的基因?qū)氤Ｒ?guī)水稻品種，可以使其產(chǎn)量增加１０％左右。生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化是“十二五”科技規(guī)劃布局的重點，突出加強生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、人口與健康領(lǐng)域的應(yīng)用。

食品工業(yè)中的食品生物技術(shù)速覽1.食品原料的生產(chǎn)：轉(zhuǎn)基因辣椒及抗病蟲害玉米2.食品添加劑的生產(chǎn)

3.發(fā)酵食品---酸奶、果酒“十二五”科技規(guī)劃二、食品生物技術(shù)的研究內(nèi)容（一）基因工程（二）酶工程（三）發(fā)酵工程（四）細胞工程（五）蛋白質(zhì)工程（六）生物工程下游技術(shù)（七）后基因組學(xué)（八）現(xiàn)代分子檢測技術(shù)（一）基因工程定義：在體外將異源DNA（目的基因）與基因載體（質(zhì)粒、病毒等）重組成復(fù)制子并轉(zhuǎn)移至宿主細胞的過程。作用：實現(xiàn)遺傳信息的跨物種轉(zhuǎn)移。GMO1.食品資源的改造目的：一方面提高了農(nóng)作物產(chǎn)量和改善農(nóng)作物的抗蟲、抗病、抗除草劑和抗寒等能力，另一方面使食品的營養(yǎng)價值、風(fēng)味品質(zhì)得到改善，食品儲藏和保存時間有所延長。

基因工程的用途改造生物，創(chuàng)造對人類有用的新品系、新物種。1973年，美國斯坦福大學(xué)的斯坦利·科恩教授首次開發(fā)成功轉(zhuǎn)基因技術(shù)。10年后，第一株轉(zhuǎn)基因植物誕生。

1983年，世界上成功培育了第一例轉(zhuǎn)基因植物：煙草。

1993年，美國市場上投放了第一例轉(zhuǎn)基因食品：晚熟西紅柿。

1994年美國農(nóng)業(yè)部(USDA)和美國食品與藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)第1個轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品延熟保鮮轉(zhuǎn)基因番茄獲得進入市場。

1996年、1997年，第一例轉(zhuǎn)基因耐貯存番茄獲準(zhǔn)并商品化生產(chǎn)。

自1995年起，全世界轉(zhuǎn)基因食品開始商品化并發(fā)展。

轉(zhuǎn)基因食品遍及六大洲—北美洲、拉丁美洲、亞洲、大洋洲、歐洲和非洲，轉(zhuǎn)基因食品大多數(shù)集中于發(fā)達國家（占總數(shù)的85％），主要是美國、加拿大，發(fā)展中國家只占24％左右。

四大主要種植國主要為美國、阿根廷、加拿大，中國。基因工程的用途改造的食品原料特征：1.1抗病、抗蟲、抗除草劑和抗旱性等作物

據(jù)統(tǒng)計，1983年以來,美國有48種不同植物的3000多例轉(zhuǎn)基因植物問世，包括番茄、大豆、小麥、水稻、玉米、馬鈴薯、西葫蘆等，其中涉及品質(zhì)改良的占21.4％,近30種轉(zhuǎn)基因植物已經(jīng)被準(zhǔn)許進行商業(yè)性種植。其中僅兩種抗病番木瓜，就挽救了美國夏威夷番木瓜產(chǎn)業(yè)。抗蟲和推遲成熟的西紅柿，可減少化學(xué)農(nóng)藥的使用和對其依賴性，減少環(huán)境污染、運輸損失?；蚬こ痰挠猛净蚬こ痰挠猛局?010年底我國已批準(zhǔn)商業(yè)化生產(chǎn)有多項，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物已批準(zhǔn)19種,作為食品加工原料的有12種，分別是：大豆（7例）、玉米（30例）、棉花（28例）、油菜（12例）、番茄（9例）、西葫蘆（2個）、甜瓜（1個）、番木瓜（2個）、甜菜（2個）、亞麻（1個）、馬鈴薯（3個）、甜椒（1個）。包括：北京大學(xué)培育的轉(zhuǎn)基因抗黃瓜花葉病毒甜椒、抗黃瓜花葉病毒番茄，目前累計種植3000多畝；我國第一個商品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因耐儲藏番茄，在室溫下儲藏56天，好果率達70％以上?；蚬こ痰挠猛居袑＜姨嫖覀兯懔艘还P帳：轉(zhuǎn)基因水稻可以使農(nóng)民少用80%農(nóng)藥，增產(chǎn)6%～8%，農(nóng)民每公頃平均增收676元，如果全國90%地區(qū)種植轉(zhuǎn)基因水稻，糧價將必然下降，社會福利每年增加41億美元。更直接一點的說法就是：轉(zhuǎn)基因水稻晚推廣一年，我們就等于放棄了每年200億的收入?；蚬こ痰挠猛?.3具有特殊品質(zhì)的基因工程生物

如基因工程技術(shù)已培養(yǎng)出含水量大大降低的西紅柿、洋蔥、馬鈴薯新品種，其特點是可節(jié)約單耗、加工能耗、延長貨架期；培養(yǎng)出了帶咸味和奶味的適宜膨化加工的玉米新品種，以適應(yīng)低鹽、低脂肪的消費需要；獲得了出油率高、不飽和脂肪酸含量較高的油料作物等?；蚬こ痰挠猛?.食品加工過程和食品品質(zhì)的改良2.1改良食品微生物的生產(chǎn)性能

由于微生物的遺傳變異性及生理代謝的可塑性是其他生物難以比擬的，因此微生物資源的開發(fā)具有很大潛力。目前的工作包括采用常規(guī)的誘變、雜交方法與細胞融合、基因工程技術(shù)結(jié)合進行菌種改造，和采用基因工程和蛋白質(zhì)工程技術(shù)構(gòu)建“基因工程菌”?；蚬こ痰挠猛具@些研究工作的意義包括：(1)

提高發(fā)酵食品質(zhì)量并使加工過程更合理化。

啤酒是我國傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)品之一，2010年全國啤酒產(chǎn)量為4483.04萬千升（連續(xù)8年穩(wěn)居世界第一），全年工業(yè)總產(chǎn)值1320.65億元，1-11月，啤酒行業(yè)實現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入1223.8億元。生物技術(shù)已用于啤酒酵母的改造，如將α－乙酰乳酸脫羧酶基因克隆到啤酒酵母中進行表達，可降低啤酒雙乙酰含量而改善啤酒風(fēng)味；選育出分解β－葡聚糖和糊精的啤酒酵母，能夠明顯提高麥汁的分解率并改善啤酒質(zhì)量；構(gòu)建具有優(yōu)良嗜殺其他菌類活性的嗜殺啤酒酵母已成為實現(xiàn)純種發(fā)酵的重要措施。(2)實現(xiàn)重要產(chǎn)品的高水平、低成本生產(chǎn)。

氨基酸是我國新型的發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)品之一，目前，國外已有5種氨基酸用重組菌實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，達到較高水平（如蘇氨酸60g／L、組氨酸42g／L、脯氨酸75g／L、絲氨酸40g／L和苯丙氨酸60g／L）。生物技術(shù)專家還將霉菌的淀粉酶基因轉(zhuǎn)入酵母中使其能直接利用淀粉生產(chǎn)酒精，省掉了高溫蒸煮工序，可節(jié)約60％的能源，生產(chǎn)周期大為縮短。這對我國年產(chǎn)量約350～400萬噸，產(chǎn)值達150～200億元的酒精工業(yè)將產(chǎn)生重大影響?；蚬こ痰挠猛?.2應(yīng)用于食品酶制劑的生產(chǎn)利用基因工程技術(shù)不但可以成倍地提高酶的活力，而且還可以將生物酶基因克隆到微生物中，構(gòu)建基因工程菌來生產(chǎn)酶。據(jù)1995年統(tǒng)計，已有50％的工業(yè)用酶是用轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)的。

轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn)酶有許多優(yōu)點，如產(chǎn)量高、品質(zhì)均一、穩(wěn)定性好、價格低等。第一個應(yīng)用于食品上的基因工程酶為凝乳酶（Chymosin），它是制造干酪過程中起凝乳作用的關(guān)鍵酶，傳統(tǒng)來源是從小牛皺胃液中提取?；蚬こ痰挠猛净蚬こ痰挠猛窘?0年來用基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)的食品酶制劑主要有：凝乳酶、α－淀粉酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖異構(gòu)酶、轉(zhuǎn)化酶、普魯多糖酶（茁霉多糖酶）、脂肪酶、α－半乳糖苷酶、β－半乳糖苷酶、α－乙酰乳酸脫羧酶、溶菌酶、堿性蛋白酶等。日本應(yīng)用轉(zhuǎn)基因微生物制造琥珀酸。琥珀酸是工業(yè)上一種重要的高分子化合物，能夠用來制造可降解塑料和電子產(chǎn)品用纖維，目前市場需求量不斷增加。但通常的生產(chǎn)方法效率低下，成本高，每千克產(chǎn)品售價高達數(shù)十美元。而新技術(shù)可把生產(chǎn)成本降低到每千克1美元以下。3.植物食品基因工程進展目前食品基因工程的研究主要集中在食品的蛋白質(zhì)、碳水化合物工程、油脂工程、貯藏保鮮工程等方面。3.1蛋白質(zhì)工程合成基因的導(dǎo)入和表達。同源基因的導(dǎo)入和表達。異源基因的導(dǎo)入和表達?；虼x調(diào)控技術(shù)：在基因代謝調(diào)控技術(shù)情況下，導(dǎo)入的基因不是用來直接合成所需的蛋白質(zhì)，而是用來合成控制代謝途徑中的關(guān)鍵酶，從而改變某一代謝的途徑、方向和強度，從而增加代謝產(chǎn)物的量或獲得新的代謝產(chǎn)物?；蚬こ痰挠猛?.2碳水化合物工程

食品的碳水化合物工程只能采用基因代謝調(diào)控技術(shù)，而不能采用基因添加技術(shù)，即只能通過改變碳水化合物代謝途徑中的關(guān)鍵酶，達到提高碳水化合物含量或調(diào)整其組成的目的。基因工程的用途高等植物體內(nèi)涉及淀粉生物合成的酶類主要有ADP葡萄糖焦磷酸酶（ADP-GPP）、淀粉合成酶（SS）和分枝酶（BE）。ADP-GPP酶催化ADP-葡萄糖的合成，SS酶催化ADP-葡萄糖添加到葡萄糖鏈上，BE酶將分支引入1，4-葡聚糖鏈上。這三個酶的基因都已從多種植物中克隆，可應(yīng)用于碳水化合物工程中。

改變淀粉或糖的含量。改變淀粉的組成?；蚬こ痰挠猛?.3油脂工程

高等植物體內(nèi)脂肪酸的合成由脂肪合成酶（FAS）的多酶體系來控制，因而改變FAS的組成就可以改變脂肪酸的鏈長和飽和度。目前，控制脂肪酸鏈長的幾個酶的基因和控制去飽和作用的一些酶的基因都已克隆成功。

控制脂肪酸的鏈長?？刂浦舅岬娘柡投?。基因工程的用途英國科學(xué)家近日利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)使新培育出的水芹富含雞和魚所含的多不飽和脂肪酸，讓水芹不再只是主婦們菜籃中一種普通蔬菜，而成為一種“超級保健”蔬菜。英國布里斯托爾大學(xué)的科學(xué)家從海藻和蘑菇中分離出負責(zé)制造多不飽和脂肪酸的3個基因，并植入水芹。倫敦圣·喬治醫(yī)院營養(yǎng)學(xué)家凱瑟琳·科林斯說，這種基因水芹可以直接食用，也可以通過飼喂動物進入食物鏈后再供人食用，這一成果是功能性食品研究的又一大進展?；蚬こ痰挠猛?.4延遲果實成熟延遲果實成熟是食品基因工程研究的熱點問題。乙烯是果實成熟的關(guān)鍵物質(zhì)。乙烯的生成途徑為S-腺苷甲硫氨酸（SAM）在氨基環(huán)丙烷羧酸合成酶的催化下生成氨基環(huán)丙烷羧酸（ACC），后者再在ACC氧化酶催化下生成乙烯。3.5藥理作用的食品

采用生物遺傳工程技術(shù)，提取細胞內(nèi)含有某種病菌抗原的作物種子，然后就可以像其他作物一樣種植和收獲，人們只要正常食用就可以起到預(yù)防某種疾病的作用，這就是疫苗食品。

美國的研究人員已成功地培育出攜帶白喉抗原的蘿卜及預(yù)防其他一些疾病的馬鈴薯、甘藍、西紅柿等，人們食用后免疫效果都非常理想?；蚬こ痰挠猛久绹的螤柎髮W(xué)培育成功一種香蕉，人們食用后，就可避免乙肝、霍亂和細菌性痢疾等傳染病的侵襲；英國生物遺傳學(xué)家應(yīng)用植物細胞嫁接抗原基因的技術(shù)，已培育出一種可以預(yù)防霍亂的苜蓿苗。中國研究人員通過花粉管道使外源疫苗導(dǎo)入植物細胞的方法，在多種農(nóng)作物上進行疫苗食品的試驗。一種抗乙肝基因西紅柿培育成功，食用幾個含有抗乙肝基因的西紅柿，就能代替注射乙肝疫苗。3.6其他植物轉(zhuǎn)基因食品（二）酶工程定義:把酶或細胞直接或經(jīng)過一定的修飾后應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)的生物催化工程。研究內(nèi)容:新酶的開發(fā)和生產(chǎn)、酶分子的修飾、酶的分離純化技術(shù)、酶的固定化技術(shù)、酶反應(yīng)器、酶生物傳感器等。在食品、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等多領(lǐng)域的革新產(chǎn)生重大作用。包括固定化酶、固定化細胞和固定化活細胞體系。生物技術(shù)對食品工業(yè)生產(chǎn)影響最大的還是酶工程和發(fā)酵工程。

2001年世界酶制劑年銷售額達16億美元，2008年銷售額達到30億美元。我國各種工業(yè)酶制劑總產(chǎn)量超過3.2×105t，產(chǎn)值6億美元。如應(yīng)用于酒精、味精、有機酸、啤酒、淀粉糖、果汁、肉、蛋、豆、奶、面制品加工等許多工業(yè)領(lǐng)域，創(chuàng)造工業(yè)附加值數(shù)千億元。

酶工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用但世界上酶制劑的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用大部分集中于發(fā)達國家，位居世界前列的是丹麥的Novozymes

和美國的Genencor公司，其酶制劑的銷售額約占世界總額的70%，中國在世界范圍內(nèi)的份額不足5%。Novozymes

和Genencor公司每年用于技術(shù)開發(fā)的資金占其銷售額的比例達到12%～13％。僅在中國Novozymes

就投資了1.7億。酶工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用酶工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用我國酶制劑的主要應(yīng)用領(lǐng)域是食品工業(yè)，全世界食品工業(yè)用酶約占總量的60%，我國更高達85%以上。酶制劑對我國食品工業(yè)的技術(shù)進步作出過突出貢獻：在啤酒生產(chǎn)中，采用淀粉酶的新型輔料液化工藝以及復(fù)合酶制劑的應(yīng)用對提高我國啤酒的產(chǎn)量和質(zhì)量有重要意義；在白酒和酒精生產(chǎn)中，利用糖化酶替代酒曲實現(xiàn)了我國釀酒工藝的重大變革。

酶工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用在玉米深加工領(lǐng)域，采用耐高溫淀粉酶和糖化酶的“淀粉噴射液化”技術(shù)以及“雙酶法”糖化技術(shù)全面帶動了我國淀粉糖、味精、檸檬酸等生產(chǎn)工藝的改革；近年來，蛋白酶、果膠酶、纖維素酶等在果酒、果汁、調(diào)味品、烘焙、肉制品、中藥有效成分提取以及多肽保健品生產(chǎn)中的應(yīng)用也都取得較大進展。

酶工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用酶在食品原料加工中的應(yīng)用（1）淀粉類食品加工中如生產(chǎn)麥芽糖、葡萄糖、飴糖、低聚糖、高果糖漿等用的淀粉酶。（2）利用凝乳酶生產(chǎn)奶酪，目前已通過酵母發(fā)酵獲得凝乳酶。（3）果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用大大提高了出汁率。酶制劑用于改善食品質(zhì)量蛋白酶嫩化肉、果膠酶澄清果汁等。酶在食品保鮮和貯藏中的作用（1）葡萄糖氧化酶的保鮮作用。（2）溶菌酶的保鮮作用。（三）發(fā)酵工程生物技術(shù)主要通過發(fā)酵工程實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。定義：即微生物工程。采用現(xiàn)代發(fā)酵設(shè)備，使經(jīng)微生物育種和基因重組技術(shù)改良的細胞或經(jīng)其他現(xiàn)代技術(shù)改造的菌株進行放大培養(yǎng)和控制發(fā)酵，獲得工業(yè)化生產(chǎn)預(yù)定的食品產(chǎn)品或食品的功能成分。1.微生物菌體發(fā)酵2.微生物酶發(fā)酵3.微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵4.微生物的轉(zhuǎn)化發(fā)酵5.生物過程細胞的發(fā)酵發(fā)酵類型發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域1.醫(yī)藥工業(yè)方面2.食品工業(yè)方面3.能源工業(yè)方面4.飼料工業(yè)方面5.冶金工業(yè)方面6.農(nóng)業(yè)方面發(fā)酵工程產(chǎn)品種類抗菌素免疫調(diào)節(jié)劑類固醇核苷酸酶制劑抗病毒劑心血管藥物殺蟲劑氨基酸有機溶劑抗腫瘤制劑神經(jīng)系統(tǒng)藥物除草劑有機酸食品與飲料抗氧化劑維生素多肽色素氣體化合物可降解塑料人類利用微生物的發(fā)酵作用制造食品的歷史悠久，產(chǎn)品種類繁多:

（1）各類調(diào)味品：如醬油、醋、味精、豆腐乳等。（2）酒類產(chǎn)品：如白酒、啤酒、葡萄酒等。（3）各類焙烤食品：如面包等。（4）各種發(fā)酵飲料：如酸奶等。（5）發(fā)酵香腸、酸泡菜等。

經(jīng)發(fā)酵作用后，食品的色、香、味發(fā)生變化，更富有營養(yǎng)。

發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用酒精測試結(jié)果189毫克/100毫升。

發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用改良面包酵母菌種的應(yīng)用：將有較高活力的酶基因轉(zhuǎn)移至面包酵母，使面包酵母顯著地提高麥芽糖透性酶及麥芽糖酶的活力。凝乳酶的生產(chǎn)：將小牛胃中的凝乳酶基因轉(zhuǎn)移至大腸桿菌或酵母中?，F(xiàn)代生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用：（四）細胞工程定義指以細胞為基本單位，在體外條件下進行培養(yǎng)、繁殖或人為地使細胞某些生物學(xué)特性按人們的意愿發(fā)生改變，從而達到改良生物品種和創(chuàng)造新品種的目的，加速繁殖動植物個體，或獲得某種有用物質(zhì)的技術(shù)。它包括細胞融合技術(shù)、細胞拆合技術(shù)以及動物、植物大量控制性培養(yǎng)技術(shù)，還包括染色體工程和細胞質(zhì)工程等內(nèi)容。細胞工程分類按生物種類分：動物細胞工程：以動物細胞為生產(chǎn)對象；植物細胞工程：以植物細胞為生產(chǎn)對象；微生物細胞工程（發(fā)酵工程）。動物細胞工程產(chǎn)品以藥物為主：集落刺激因子紅細胞生成素抗血友病因子組織纖溶酶原激活物為什么要用卵細胞的細胞膜而不用其細胞核？1.由于卵細胞體積大，便于操作；2.由于卵細胞的細胞質(zhì)可以使已分化的細胞核脫分化。利用植物細胞工程生產(chǎn)的部分商品生物堿紫杉醇植物多糖麻醉劑強心苷各種激素有機酸苯酚各種維生素抗過敏劑青蒿素風(fēng)味素單寧生物堿苯基苯乙烯酮天然殺蟲劑各種蛋白及多肽植物生長調(diào)節(jié)劑抗血友病因子抗病毒劑甜味素黃酮類各種蛋白酶各種植物油脂香水甾醇類及其衍生物抗腫瘤因子芳香劑橡膠乳液苯醌酶抑制劑核酸及核苷酸抗過敏劑色素萜類及其衍生物（五）蛋白質(zhì)工程--第二代基因工程定義：從蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計入手，將待改進的蛋白質(zhì)提純?yōu)榻Y(jié)晶，用X-射線等手段研究其空間構(gòu)象，確定其需要改變的氨基酸殘基，然后再用基因定位突變和體外定向進化等方法達到修飾蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的目的。蛋白質(zhì)工程取得的成果將T4溶菌酶的3位異亮氨酸換成半胱氨酸，再跟97位半胱氨酸連接起來。這樣，T4溶菌酶在67℃下反應(yīng)

3h后，活性絲毫未減。在-70℃低溫下難以保存的干擾素，經(jīng)蛋白質(zhì)工程的點化，兩個半胱氨酸被換成絲氨酸，一下子變得可以保存半年之久。一種生產(chǎn)中很有用的酪氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸酶，只是在一個位點上用脯氨酸取代了蘇氨酸，催化能力一下子提高了25倍。對于用小鼠細胞培養(yǎng)生產(chǎn)的單克隆抗體，專家們已經(jīng)提出了“開刀方案”，打算把它整修得更接近于人的抗體，以減輕副作用。（六）生物工程下游技術(shù)生物工程下游技術(shù)：指將發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和細胞工程生產(chǎn)的生物原料，經(jīng)過提取、分離、純化、加工等步驟，最終形成產(chǎn)品的技術(shù)。（七）后基因組學(xué)2003年，人類基因組圖譜草圖繪制成功。“基因組學(xué)”和“蛋白質(zhì)組學(xué)”形成的基礎(chǔ)：“一個基因可以編碼數(shù)個蛋白質(zhì)”。闡明生活細胞的基因編碼及其調(diào)節(jié)控制和闡明蛋白質(zhì)之間的交互作用。“營養(yǎng)基因組”研究的啟動：通過對基因表達蛋白質(zhì)和其他代謝物等進行全面的分析。研究食品以及食品原料對人體產(chǎn)生影響，為進一步探索食品功能、作用機理和食品資源開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。（八）現(xiàn)代分子檢測技術(shù)核酸分子檢測技術(shù)蛋白質(zhì)分子檢測技術(shù)生物芯片技術(shù)生物傳感器三、食品生物技術(shù)的特點1、與食品產(chǎn)業(yè)化緊密相關(guān)。

目標(biāo)是產(chǎn)品。對改造傳統(tǒng)食品工業(yè)和農(nóng)副產(chǎn)品深加工具有革命性意義和較大的經(jīng)濟價值。S基因技術(shù)PM企業(yè)上游過程下游過程控制系統(tǒng)發(fā)酵或酶技術(shù)酶解技術(shù)分離技術(shù)檢測技術(shù)市場營銷食品生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D三、食品生物技術(shù)的特點2、屬邊緣交叉學(xué)科。3、具有“六高”基本特征。

高效益、高智力、高投入、高競爭、高風(fēng)險

和高潛力。4、屬高新技術(shù)范疇。5、已經(jīng)成為食品科學(xué)發(fā)展的重要研究方向。四、食品生物技術(shù)發(fā)展簡史1、史前時期傳統(tǒng)食品產(chǎn)品的形成。2、近代時期菌種選育、誘變技術(shù)的發(fā)展和純種發(fā)酵。3、現(xiàn)代的發(fā)展生命的本質(zhì)----遺傳物質(zhì)DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)。五、分子生物學(xué)的形成與發(fā)展1、細胞學(xué)說。17世紀末，AntonVanLeeuwen

hoek觀察到活細胞。1831年，RobertBrown發(fā)現(xiàn)細胞核。19世紀中，Schleiden﹠Schwann創(chuàng)立細胞學(xué)說。2、生物進化論。3、孟德爾遺傳定律。4、基因?qū)W說。1909年ThomasHuntMorgan發(fā)現(xiàn)突變現(xiàn)象。1911年WJohanssen把遺傳因子命名為“gene”。1926年Morgan創(chuàng)立基因?qū)W說。5、基因本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)。1928年，Griffith用一個著名的實驗證明遺傳物質(zhì)不是蛋白質(zhì)。6、分子生物學(xué)的誕生。1953年，沃森和克里克提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。1965年，基因與酶學(xué)說。1969年，DNA密碼，基因轉(zhuǎn)導(dǎo)。1972年，限制性內(nèi)切酶。1977年，DNA的合成。1986年，PCR技術(shù)。五、分子生物學(xué)的形成與發(fā)展六、現(xiàn)代生物技術(shù)的意義與展望1、發(fā)展食品生物技術(shù)的意義開發(fā)新資源食品、解決食品短缺；開發(fā)新型功能食品、生產(chǎn)環(huán)保食品、豐富食品種類；食品生物技術(shù)已經(jīng)滲透到食品工業(yè)的方方面面；21世紀的食品工業(yè)將是建立在現(xiàn)代食品生物技術(shù)和現(xiàn)代食品工程技術(shù)兩大支柱上的一個全新的朝陽產(chǎn)業(yè)。2、現(xiàn)代生物技術(shù)展望基因重組技術(shù)的進一步完善；基因工程藥物和疫苗的研究與開發(fā)的猛進突飛；轉(zhuǎn)基因動植物取得重大突破；生命基因組計劃在許多生命領(lǐng)域展開；基因治療的重大進展；蛋白質(zhì)工程、酶工程、發(fā)酵工程在基因工程基礎(chǔ)上的長足的發(fā)展；信息技術(shù)滲透到生物技術(shù)的領(lǐng)域中。六、現(xiàn)代生物技術(shù)的意義與展望定義：

用酶學(xué)的方法，在體外將異源DNA（目的基因）與基因載體（質(zhì)粒、病毒等）重組成復(fù)制子并將其導(dǎo)入宿主細胞，使異源基因在宿主細胞中復(fù)制表達，從而達到改造生物品種或性狀，大量生產(chǎn)出人類所需要的生物品種和產(chǎn)物。第一節(jié)基因工程概述作用：

實現(xiàn)遺傳信息的跨物種轉(zhuǎn)移。特點：

⑴屬分子水平上DNA轉(zhuǎn)移過程和細胞水平上的表達；⑵基因的切割、連接等操作全靠酶學(xué)方法；⑶基因工程整個過程體現(xiàn)不同種間進行無性繁殖，即為克隆過程；⑷在體外建立無性繁殖體系，易于產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化，對人類健康和經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展產(chǎn)生巨大作用。

第一節(jié)基因工程概述基因工程的發(fā)展史：

1、理論上的三大發(fā)現(xiàn)證明了生物的遺傳物質(zhì)是DNA（基因工程的先導(dǎo)）。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和半保留復(fù)制機理。遺傳信息的傳遞方式（中心法則）。第一節(jié)基因工程概述2、技術(shù)上的三大發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)（標(biāo)志著DNA

重組時代的開始）。載體的使用。1970年，逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)。第一節(jié)基因工程概述3、基因工程的誕生1973年，Cohen等獲得了抗四環(huán)素和新霉素的重組菌落TcrNer，標(biāo)志著基因工程的誕生。KanamycinR6-5TetracyclinepSC101EcoRIDNALigaseKanrandTetr第一節(jié)基因工程概述為什么用病毒的或原核生物基因組開始？基因組總長度短，編碼基因少，可避免過多DNA序列的干擾。能夠在感染宿主細胞中擴增至更多拷貝，同時也便于與宿主細胞分離。第一節(jié)基因工程概述1977年英國分子生物學(xué)家F.Sanger發(fā)明了快速DNA測序技術(shù)，并首先完成了全長5387bp的φ×174噬菌體基因組全序列的測定，揭開了大規(guī)?；蚪M測序工作的序幕。1982年第一個由基因工程菌生產(chǎn)的藥物胰島素在美國和英國獲準(zhǔn)使用。1983年第一個轉(zhuǎn)基因植物培育成功。1990年患有遺傳免疫疾病的4歲女孩接受了基因療法。1992年第一個轉(zhuǎn)基因玉米及轉(zhuǎn)基因小麥植株誕生。1994年轉(zhuǎn)基因番茄上市。1996年完成了酵母基因組DNA（125×105bp）的全序列測定。第一節(jié)基因工程概述1991年，美國開始人類基因組計劃。有美、英、日、德、中六國參與的國際人類基因組計劃是人類文明史上最偉大的科學(xué)創(chuàng)舉之一。其核心內(nèi)容是測定人基因組的全部DNA序列，從而獲得人類全面認識自我最重要的生物學(xué)信息。于1999年9月1日中國正式加入該計劃，承擔(dān)了1%人類基因組（約三千萬個堿基）的測序任務(wù)。2003年4月14日，中、美、日、德、法、英等六國科學(xué)家宣布人類基因組序列圖繪制成功，人類基因組計劃的所有目標(biāo)全部實現(xiàn)。已完成的序列圖覆蓋人類基因組所含基因區(qū)域的99%，精確率達到99.99%，這一進度比原計劃提前兩年多。第一節(jié)基因工程概述第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)一、遺傳信息傳遞的方向——中心法則DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出和半保留復(fù)制機理（Watson&Crick,1953)遺傳信息傳遞的中心法則（Crick,1958）1958年Crick提出遺傳信息傳遞的中心法則：

DNA通過以自身為模板進行復(fù)制而使遺傳信息代代相傳，并通過RNA最終將遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)分子。③DNARNA蛋白質(zhì)①

②

④遺傳信息傳遞的中心法則遺傳信息傳遞的中心法則第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)Crick于1971年對中心法則作了補充，提出三角形中心法則。

遺傳信息傳遞的中心法則注：虛線部分是未證實的設(shè)想途徑DNARNA蛋白質(zhì)翻譯翻譯轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制？第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)二、DNA的復(fù)制

對遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵性要求：它必須能夠準(zhǔn)確地復(fù)制。ATTTATPuTTTATAAATAPyAAAT酵母自主復(fù)制序列（GenesIVP336，1990,B.Lewin）DNA復(fù)制特點如下：自主復(fù)制DNA復(fù)制從特定的位點開始，這個特定位點就稱做復(fù)制起始點。第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)半保留復(fù)制：DNA復(fù)制具有高度的忠實性：其復(fù)制的忠實性與DNA聚合酶所具有的自我校正功能密不可分。DNA聚合酶自我校正功能：DNA聚合酶本身所具有的3′-5′的外切核酸酶活性，使其能對錯配的堿基進行有效的校正，從而保證了DNA復(fù)制的高度忠實性。即雙鏈DNA分子在復(fù)制過程中，DNA的兩條鏈各自作為新鏈合成時的模板。復(fù)制后，每一雙鏈體都是由一條親鏈和一條新合成的子鏈組成。第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)三、DNA聚合酶DNA聚合酶是指以脫氧核苷三磷酸作為底物催化合成DNA的一類酶，其催化的反應(yīng)為：DNA聚合酶dATP、dTTP、dGTP、dCTP，Mg2+

DNAOHDNA-（pdN）n+nPPi

第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)真核細胞DNA復(fù)制模型真核細胞DNA復(fù)制模型真核細胞DNA復(fù)制模型起始解旋酶DNA聚合酶DNA聚合酶解旋酶真核細胞DNA復(fù)制模型第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)四、RNA的轉(zhuǎn)錄和RNA的加工（一）RNA的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄：指在DNA模板上合成RNA的過程。轉(zhuǎn)錄是基因表達的關(guān)鍵一步:DNA分子中貯存的遺傳信息，必須轉(zhuǎn)錄成信使RNA（mRNA）才能通過蛋白質(zhì)生物合成的過程轉(zhuǎn)變成具有生物活性的蛋白質(zhì)。

第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)1、RNA合成的基本特征:（1）RNA聚合酶是RNA合成的關(guān)鍵酶。（2）RNA合成是以四種核糖核苷酸（ATP、GTP、CTP、UTP）為底物。（3）RNA轉(zhuǎn)錄是以一條DNA為模板，按照堿基互補的原則（A=U，G≡C）進行轉(zhuǎn)錄。第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)（4）RNA的合成過程包括：①RNA聚合酶結(jié)合于DNA分子上的特定位點；②使DNA雙鏈解旋，起始RNA合成；③RNA鏈的延伸；④RNA合成的終止和釋放。其整個的反應(yīng)過程可以下式表示：

nNTP+XTP(NMP)n-XTP-nPPiRNA聚合酶DNA模板，Mg2+其中：NTP代表四種核糖核苷三磷酸；XTP代表RNA5′末端的核苷三磷酸；PPi代表合成過程中釋放出的焦磷酸。在37℃，RNA聚合酶的合成速率大約是30核苷酸/秒。

第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)2、RNA的轉(zhuǎn)錄:

RNA的轉(zhuǎn)錄包括三個階段：轉(zhuǎn)錄起始；轉(zhuǎn)錄的延伸；轉(zhuǎn)錄的終止。原核生物中RNA轉(zhuǎn)錄的起始過程。主要步驟為：封閉二元復(fù)合體的形成→開放二元復(fù)合體的形成→三元復(fù)合體的形成→RNA合成起始。第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)DNA結(jié)合DNA解鏈形成硫酸二酯鍵釋放σ因子σ因子全酶封閉的二元復(fù)合物開放型二元復(fù)合物三元復(fù)合物RNA合成開始RNA轉(zhuǎn)錄的起始過程RNA聚合酶的δ因子是識別啟動子序列的主要因子，不同的δ因子使RNA聚合酶識別不同的啟動子序列。（二）RNA轉(zhuǎn)錄后加工在原核生物中，mRNA經(jīng)聚合酶從模板DNA鏈上轉(zhuǎn)錄下來以后，就是成熟的mRNA，不需要轉(zhuǎn)錄后加工，而且在原核生物中mRNA的轉(zhuǎn)錄與翻譯即合成蛋白質(zhì)的過程是偶聯(lián)在一起的，mRNA邊轉(zhuǎn)錄，而蛋白質(zhì)也邊合成。但由于真核生物中為蛋白質(zhì)編碼的DNA序列是不連續(xù)的，整個基因序列由所謂外顯子和內(nèi)含子所組成，在核質(zhì)中被RNA聚合酶Ⅱ合成的初級轉(zhuǎn)錄物（primarytranscripts）又叫做核不均一RNA

（hnRNA），在核中要經(jīng)過一系列的修飾、加工后才形成成熟的mRNA。第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)兩種策略1mRNA在轉(zhuǎn)錄剛剛開始，大約30個核苷酸被合成時，在鳥苷轉(zhuǎn)移酶的催化下，GTP同RNA轉(zhuǎn)錄物5′三磷酸末端之間發(fā)生縮合反應(yīng)，在RNA轉(zhuǎn)錄物的5′端加上G殘基的帽子，這種帽子結(jié)構(gòu)將在蛋白質(zhì)的合成的起始過程中發(fā)揮重要作用，同時也保護了RNA轉(zhuǎn)錄物，避免合成過程中被降解。第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)在3′端加上poly-A。這一修飾過程的特征是，通過識別RNA分子3′端的AAUUAAA共有序列，在此序列下游10～30個核苷酸處將正在轉(zhuǎn)錄的RNA切斷，在poly-（A）聚合酶的催化下，在3′端切點處加上由100～200個腺苷酸組成的多聚腺苷酸（poly-（A））尾。此時，初級轉(zhuǎn)錄物的合成才結(jié)束。一個典型的初級RNA轉(zhuǎn)錄物（或hnRNA），其5′端含有帽子，其3′端具有poly-（A）。兩種策略2第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)CapCapRNA聚合酶起始繼續(xù)在AUUAAA之后很快切割poly（A）加到3′端AAUAAA序列與poly（A）序列的加入第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)Poly（A）的功能：

①協(xié)助成熟的mRNA從細胞核向細胞質(zhì)轉(zhuǎn)運；②提高mRNA在細胞質(zhì)中的穩(wěn)定性；③作為核糖體的識別信號，使mRNA得以有效翻譯?，F(xiàn)在認為，Poly（A）對基因的表達調(diào)控有重要作用。在基因工程的操作方面，Poly（A）的存在為我們利用oligo-dT或poly（dT）親和柱，通過堿基互補原理從細胞RNA中分離hnRNA和mRNA，進而獲得所需的cDNA創(chuàng)造了條件。第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)五、逆轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄（reversetranscription）是對于轉(zhuǎn)錄而言的。即以RNA為模板在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成DNA的過程。逆轉(zhuǎn)錄酶是一種特殊的DNA聚合酶，可以以RNA或DNA為模板。逆轉(zhuǎn)錄酶是被逆轉(zhuǎn)病毒（retrovirus）RNA所編碼，在逆轉(zhuǎn)病毒的生活周期中，負責(zé)將病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，進而成為具雙螺旋的DNA/DNA，整合到宿主細胞的染色體DNA中。利用逆轉(zhuǎn)錄酶所建立的cDNA文庫（cDNAlibrary）為基因的分離和重組提供了重要的技術(shù)手段，如近年來發(fā)展起來的逆轉(zhuǎn)錄—多聚酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）就是一大突破。第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)mRNA↓

退火的引物↓

↓

↓

↓

用反轉(zhuǎn)錄酶制備DNA拷貝用堿處理以降解RNADNA聚合酶用發(fā)夾環(huán)作引物合成互補DNA鏈cDNA的3′端形成發(fā)夾環(huán)用S1核酸處理切開發(fā)夾環(huán)原本的mRNA的雙鏈cDNA拷貝cDNA的合成原理六、翻譯—蛋白質(zhì)的生物合成通過轉(zhuǎn)錄將貯存在DNA分子中的遺傳信息傳遞給為蛋白質(zhì)編碼的mRNA，翻譯就是將以核苷酸形式編碼在RNA中的信息轉(zhuǎn)變成多肽鏈中特定的氨基酸順序。遺傳密碼UAA、UAG、UGA不為氨基酸編碼。遺傳密碼的特性：（1）遺傳密碼的通用性。（2）遺傳密碼的兼并性（一個氨基酸有一個以上的密碼子為其編碼）。遺傳密碼的兼并性有何作用？第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)（3）遺傳密碼使用的偏倚性（codonusagebias）。遺傳密碼的兼并性決定了一個氨基酸可以有不只一個密碼子為其編碼。然而，在蛋白質(zhì)生物合成時對兼并密碼子使用的頻率是不同的。（4）密碼子的不重疊性和閱讀方向。密碼閱讀的方向與mRNA編碼的方向相一致，是從5′→3′。（5）應(yīng)注意到在酵母、無脊椎動物、脊椎動物的線立體中的遺傳密碼同遺傳密碼表相比出現(xiàn)一些偏離。如UGA不再是翻譯終止密碼子，而是為色氨酸編碼。第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)七、基因表達的調(diào)控由于真核基因具有比原核基因復(fù)雜得多的組織結(jié)構(gòu)特點，其基因表達的調(diào)控要復(fù)雜得多。在真核細胞中，對為蛋白質(zhì)編碼的基因的表達，可以在六個環(huán)節(jié)上進行調(diào)控：

（1）轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控；（2）轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控，也就是初級轉(zhuǎn)錄物的剪接或加工；（3）RNA轉(zhuǎn)運調(diào)控，即在細胞核中加工好的mRNA的細胞質(zhì)轉(zhuǎn)運的調(diào)控；（4）翻譯水平上的調(diào)控；（5）mRNA降解的調(diào)控；（6）翻譯后的加工，即蛋白質(zhì)活性控制。第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)真核基因表達調(diào)控的六個階段①轉(zhuǎn)錄調(diào)控，②RNA加工，③RNA轉(zhuǎn)運，④翻譯水平調(diào)控，⑤mRNA降解的調(diào)控，⑥蛋白質(zhì)活性的調(diào)控。第二節(jié)基因工程的分子生物學(xué)基礎(chǔ)蛋白質(zhì)活力控制蛋白質(zhì)失活蛋白質(zhì)細胞核mRNA降解控制細胞質(zhì)失活mRNA最初RNA轉(zhuǎn)錄物轉(zhuǎn)錄控制RNA剪切控制DNAmRNAmRNARNA運輸控制轉(zhuǎn)譯控制①

②③④⑤⑥第三節(jié)基因工程的四大要素及實施要點第二章基因工程α-淀粉酶α-淀粉酶是淀粉水解酶，又稱液化酶，它可把淀粉水解成糊精和糖，使淀粉糊粘度迅速下降。真菌α-淀粉酶的最適作用溫度為55℃左右，超過60℃開始失活。細菌α-淀粉酶的最適作用溫度高，中溫α-淀粉酶70～80℃。如何改進？現(xiàn)發(fā)現(xiàn)一種嗜熱脂肪芽孢桿菌能分泌一種耐熱性的α-淀粉酶，這種菌培養(yǎng)條件苛刻。怎么辦？基因工程的基本過程生物材料mRNADNADNAcDNA文庫基因組文庫人工合成

目的基因

克隆載體重組DNA受體細胞重組子轉(zhuǎn)基因生物工具酶一個完整的基因工程包括：基因的分離、重組、轉(zhuǎn)移、基因在受體細胞中的保持、轉(zhuǎn)錄、翻譯表達等全過程?；蚬こ趟膫€必要的條件：基因工程又稱重組DNA技術(shù)，其實施要有四個必要的條件：工具酶、基因、載體、受體細胞?；蚬こ痰幕具^程基因工程的基本過程施工工材料的準(zhǔn)備：目的基因、載體、工具酶和受體細胞的準(zhǔn)備。用限制性內(nèi)切酶分別將外源DNA和載體分子切開。目的基因與載體DNA的體外重組（連接）。形成重組DNA分子。把重組的DNA分子引入（轉(zhuǎn)化）受體細胞，并建

起無性繁殖系（增）。篩選（檢）出所需要的無性繁殖系，并保證外源基因在受體細胞中穩(wěn)定遺傳、正確表達。（切、接、轉(zhuǎn)、增、檢）一、工具酶一、工具酶定義：基因工程操作中，以一些重要的酶（如限制性內(nèi)切酶、核酸酶、連接酶、聚合酶等）作為工具對基因進行切割和拼接等操作，這些酶被稱為工具酶（enzymeoftools）。一、工具酶工具酶的種類核酸核酸水解酶類核酸合成酶類核酸修飾酶類核酸內(nèi)切酶核酸外切酶DNA聚合酶RNA聚合酶DNA連接酶甲基化酶核苷酸激酶核苷酸轉(zhuǎn)移酶磷酸酶一、工具酶重組DNA技術(shù)中常用的工具酶工具酶功能限制性核酸內(nèi)切酶識別特異序列，切割DNADNA連接酶催化DNA中相鄰的5’磷酸基和3’羥基末端之間形成磷酸二酯鍵，使DNA斷口封合或使兩個DNA分子或片段連接DNA聚合酶I①合成雙鏈cDNA的第二條鏈②缺口平移制作高比活探針③DNA序列分析④填補3’末端反轉(zhuǎn)錄酶①合成cDNA②替代DNA聚合酶I進行填補，標(biāo)記或DNA序列分析多聚核苷酸激酶催化多聚核苷酸5’羥基末端磷酸化，或標(biāo)記探針末端轉(zhuǎn)移酶在3’羥基末端進行同質(zhì)多聚物加尾堿性磷酸酶切除末端磷酸基一、工具酶（一）限制性內(nèi)切酶限制酶的概念限制酶概念提出的背景限制性內(nèi)切酶的分類限制性內(nèi)切酶的命名規(guī)則限制性內(nèi)切酶的性能限制性內(nèi)切酶的用途一、工具酶一、工具酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶核酸外切酶GCAATGCTTAGCCATCGTTACGAATCGGTA一、工具酶1、限制性內(nèi)切酶（resteictionendonuciease，RE）的概念指一類能夠識別和切割雙鏈DNA分子內(nèi)核苷酸序列的內(nèi)切核酸酶。特點：能在特異位點（酶切位點）上催化雙鏈DNA分子的斷裂，產(chǎn)生相應(yīng)的限制性DNA片段。存在于細菌體內(nèi)。切割不同來源的DNA分子將產(chǎn)生特征性限制性酶切圖譜，具有重大應(yīng)用價值“分子手術(shù)刀”。一、工具酶NNNNNAGCTNNNNNNNNNNNNNNNNAGCTNNNNNNNAluINNNNAGCTNNNNNNNNAGCTNNNNNNNNNAGCTNNN（－）（＋）電泳一、工具酶2、限制酶概念提出的背景E.coliK株噬菌體E.coliK株其它E.coli菌株限制現(xiàn)象一、工具酶20世紀30年代，微生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，微生物的噬菌體不能交叉感染，如E.coliK株的噬菌體只能感染E.coliK株，不能感染其他株，反之亦然。這種現(xiàn)象稱為“限制現(xiàn)象”。1962年，W．Arber提出一個假設(shè)來解釋上述現(xiàn)象。他認為這是細菌中有2種以上功能不同的酶，一種是核酸內(nèi)切酶。一、工具酶E.coliK株噬菌體限制性內(nèi)切酶E.coliK株能識別并切斷外來DNA分子的某些部位，使外來DNA失去活性，限制外來噬菌體的繁殖，把這類酶稱為限制性核酸內(nèi)切酶。一、工具酶NNNNNNNNNNNNNNGGATTCNNNNNNNNNNNNNNBamHINNNNNNNNNNNNNNNNNNAGCTNNNNNNNNNNNN5’3’AluI5’3’一、工具酶3、限制性核酸內(nèi)切酶的分類根據(jù)其識別和切割序列的特性、催化條件及修飾活性等，一般將限制酶分為I，Ⅱ，Ⅲ三大類。I型：分子質(zhì)量較大的多功能酶。需Mg2+/ATP/SAM。隨機切割。不適用于基因工程。只在腸道菌中發(fā)現(xiàn)。Ⅱ型：分子量較小的單功能酶。無/只需Mg2+。特異性地切割。特別適合基因工程的工具酶。Ⅱ型：Ⅲ型：雙功能酶。切割位點不在識別位點，一般離識別位點25bp～27bp，需較多的輔助因子。對分子克隆操作亦無實用意義。一、工具酶4、限制性核酸內(nèi)切酶的命名原則待命名酶的供體微生物的屬名與種名相結(jié)合的原則。名稱的第個1字母取自它來源細菌屬名的第1個字母，大寫；第2，3二個字母取自它來源細菌的種名的頭2個字母，小寫；如果它的來源菌還有株系，則有第4個字母；最后用大寫羅馬數(shù)字，代表同一菌株中不同限制酶的編號。前三個字母用斜體表示。一、工具酶限制酶由三部分構(gòu)成，即：菌種名、菌系編號、分離順序。例如：HindⅢ—HaemophilusinfluenzaedⅢ前三個字母來自于菌種名稱Haemophilusinfluenzae，“d”表示菌系為d型血清型；“Ⅲ”表示分離到的第三個限制酶。EcoRI—EscherichiacoliRIHindⅢ—Haemophilus

influensaedⅢ

SacI(II)—Streptomyces

achromagenesI(Ⅱ)流感斜體一、工具酶5、Ⅱ類限制性核酸內(nèi)切酶的性能（1）一般性狀分子質(zhì)量為60ku，單鏈多肽，最適pH為6～8；NaCl有抑制作用，能被Mg2+激活，巰基有保護作用，對熱不穩(wěn)定，通常是溶于含有50％甘油的緩沖液中貯存于–20℃

環(huán)境下。取出使用時必須立即置于冰浴中。一、工具酶（2）限制性核酸內(nèi)切酶的作用機制5’-pppppppppACAGCGCTTTGTCGCGAAo-3’3’-oppppppppp-5’限制性核酸內(nèi)切酶5’-pppppppppACAGTGTCGCo-3’3’-oppppppppp-5’OHCGCTTGAA+一、工具酶（3）識別序列它對底物要求有特異的序列，通常的識別序列是

4bp

～6bp，有些則為7bp～8bp，甚或多于8bp。多數(shù)限制酶的識別序列為回文結(jié)構(gòu)（即識別序列常呈旋轉(zhuǎn)對稱性）。鶯啼岸柳弄春晴，柳弄春晴夜月明。明月夜晴春弄柳，晴春弄柳岸啼鶯。一、工具酶一、工具酶GTTAAC5’3’HapICAATTG3’5’GAATTC5’3’EcoRICTTAAG3’5’AAGCTT5’3’HindIIITTCGAA3’5’一、工具酶識別序列的表示方法：識別一種序列的：在識別序列以一條鏈表示時，按

5’→3’的方向列出；“N”可表示A、G、C或T。BglI5’GCCNNNNNGGC3’識別多種序列的：HindIII5’CTyuAC（y為C或T，u為A或G）TaqIIGACCGA和CACCCA。u=A或Gs=C或G,r=A或C,y=C或T,h=A或C或T,w=A或T,d=A或G或T,n=x=A或C或G或T一、工具酶（4）切割位點切割位點一般與識別序列一致。大多數(shù)II型限制性內(nèi)切酶在其識別序列內(nèi)切割DNA。有些則在距其識別序列附近一定長度的位置切割

DNA，其具體切割位置“↓”用圓括號內(nèi)的數(shù)字表示。

HgaI：GACGC（5/10）即表示其在如下位置切割：5’GACGCNNNNN↓3’3’CTGCGNNNNNNNNNN↓5’一、工具酶（5）切割方式根據(jù)雙鏈DNA被切割所成的末端，一般分為三種：在識別序列雙鏈DNA兩條鏈的對稱軸上同時切割磷酸二酯鍵，形成雙鏈平齊末端。GTTAAC5’3’HapICAATTG3’5’一、工具酶在識別序列雙鏈DNA兩條鏈的對稱軸兩側(cè)同時從

5’端切割磷酸二酯鍵，形成5’-磷酸端2-5個核苷酸突出單鏈黏性末端。GAATTC5’3’CTTAAG3’5’ppEcoRIGAATTC5’3’CTTAAG3’5’一、工具酶在識別序列雙鏈DNA兩條鏈的對稱軸兩側(cè)同時從

3’端切割磷酸二酯鍵，形成3’-羥基端2-5個核苷酸突出單鏈黏性末端。CTGCAG5’3’GACGTC3’5’OHOHPstICTGCAG5’3’GACGTC3’5’一、工具酶平齊末端黏性末端切割方式粘性末端的任何一側(cè)都能和另一末端互補配對，使任何含有該識別序列的DNA分子都能和另一個含相同識別序列的DNA分子容易地連接成新的重組分子。GAATTC5’3’CTTAAG3’5’ppEcoRI一、工具酶（6）同裂酶和同尾酶同裂酶（isoschizomer）：來源不同而識別序列和切割方式均相同的II型限制性內(nèi)切核酸酶。HpaIIMspICCGGCCGG一、工具酶同尾酶（isocaudamer）：雖來源及識別序列不同，但DNA經(jīng)其切割后能形成相同的黏性末端的II型限制性內(nèi)切核酸酶。

BamHI5’GGATCC3’5’GGATCC3’MboI5’GATCC3’5’GGATCC3’SalI5’GTCGAC3’5’G+TCGAC3’一、工具酶需要指出的是：由同尾酶切割DNA所得到的黏性末端可以彼此連接起來，但是由此連接形成的重組DNA分子往往不能被原來的同尾酶中的任何一種重新切開，即原來的同尾酶的識別序列都已不再存在。XhoI5’CTCGAG3’

5’C+TCGAG3’

連接5’CTCGAC3’5’GTCGAG3’一、工具酶同尾酶的DNA酶解片段都可以在體外重組，在連接酶的作用下，得到的嵌合DNA。異源二聚體:5’NNNNNNCTCGACNNNNNNNNN

3’這種異源二聚體由于不再被原來的限制性內(nèi)切酶識別，有利于得到大量的重組DNA分子，在基因工程中很重要。3’NNNNNNGAGCTGNNNNNNNNN

5’一、工具酶（7）稀切酶（rarecuttingenzymes）識別DNA分子中低出現(xiàn)幾率的長的和富含GC或富含AT的序列的相應(yīng)的限制性內(nèi)切酶。

λAd2SV40φ174NotIGCGGCCGC0700一、工具酶（8）限制性片段長度與切割頻率限制性片段長度(restrictionfragment):經(jīng)限制性內(nèi)切酶切割后產(chǎn)生的DNA片段。一般不同限制酶切割DNA后所形成的限制性片段長度不一。一、工具酶切割頻率：假設(shè)在某DNA分子中，A或T出現(xiàn)的頻率為X，G或C出現(xiàn)的頻率為Y，那么，某限制性酶在該DNA分子上的切割位點出現(xiàn)的頻率，用F表示。F=XnYm

式中：n——該限制酶識別序列中雙鏈A=T堿基對的數(shù)目；m——該限制酶識別序列中雙鏈G=C堿基對的數(shù)目。一、工具酶如果構(gòu)成某DNA分子的堿基對總數(shù)目（B）及某限制酶識別位點核苷酸序列均為已知，那么該限制酶在該DNA分子上的理論切割為點數(shù)目（N）為：N=BF

顯然，上述的假設(shè)是以生物體DNA中核苷酸排列隨機性為前提的。然而，實際情況往往與上述理論值不盡符合。一、工具酶例如，理論上，40kb的T7噬菌體DNA上應(yīng)各有BamHI、EcoRI、HindIII（均屬識別序列、切割位點為6個堿基對的限制酶）的切割位點10個，但實際上1個也沒有。Why？實際上，DNA分子中限制酶的識別序列及切割位點的分布并不是隨機的，而是按遺傳學(xué)特性集中出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)基因的前后。一、工具酶例如，在36kb的pSa因子中，6個堿基對的識別序列及切割位點集中于其四個抗藥性基因的10kb范圍內(nèi)，而其余26kb的DNA片段與質(zhì)粒復(fù)制和轉(zhuǎn)錄有關(guān)，僅有幾個6個堿基對的識別序列及切割位點。此外，真核生物DNA含GC堿基對的數(shù)目相對較少，因此，一些限制酶在真核生物DNA分子中切割位點的出現(xiàn)頻率遠低于在原核生物DNA分子中切割位點的出現(xiàn)頻率。一、工具酶值得指出的是，識別位點為四個堿基對的限制酶的切割位點實際出現(xiàn)頻率與理論計算預(yù)測頻率常較一致。有些組的同尾酶中一些限制酶識別四核苷酸序列，一些限制酶識別六核苷酸，并且那些四核苷酸序列常包含于那些六核苷酸序列中。MboISau3A

BamHIGATC

GGATCC一、工具酶在基因工程中，可以利用四核苷酸識別序列與六核苷酸識別序列在DNA分子上出現(xiàn)頻率的不同，選擇合適的限制酶酶解DNA，獲得大小合適的限制性片段，插入合適的載體形成重組DNA分子，導(dǎo)入適當(dāng)受體細胞復(fù)制、表達。一、工具酶6、影響限制性核酸內(nèi)切酶活性的主要因素及優(yōu)化策略（1）底物DNA制備物的純度：①增加限制酶的用量;②延長酶催化反應(yīng)的保溫時間，使酶解更完全；③擴大酶催化反應(yīng)的體積，使?jié)撛诘囊种埔蛩乇幌♂專詼p弱其抑制作用；④在反應(yīng)液中加入適量亞精胺（一般應(yīng)用濃度為1-2.5mmol/L），以利限制酶對基因組DNA的酶解。但在4℃下，亞精胺會使DNA沉淀，因此，必須將反應(yīng)液于適當(dāng)溫度下保溫數(shù)分鐘后再將其加入。為了提高限制酶對底物DNA低純度制備物的反應(yīng)效率，一般采用如下方法：星星活性在極端非標(biāo)準(zhǔn)條件下，限制性內(nèi)切酶能切割與識別序列，這個改變的特殊性稱星星活性。（2）底物DNA的甲基化程度：限制作用和修飾作用許多細菌例如大腸桿菌等具有一種類似免疫的防衛(wèi)系統(tǒng)，即限制與修飾系統(tǒng)（R-M系統(tǒng)）。限制作用是指一定類型的細菌可以通過其限制性內(nèi)切核酸酶的作用，切割降解入侵的外源DNA，使得外源DNA的入侵受到限制的現(xiàn)象。修飾作用是指在DNA甲基化酶作用下，生物體自身DNA分子在特定堿基的特定位置上發(fā)生甲基化而得到修飾，從而免遭自身限制性內(nèi)切核酸酶降解的現(xiàn)象。一、工具酶大腸桿菌的絕大多數(shù)菌株含有三種DNA甲基化酶：①dam甲基化酶②dcm甲基化酶特異地催化DNA分子中5’GATC3’序列中的腺嘌呤N6位置的甲基化。與此序列相關(guān)的限制酶只能部分酶解或完全不能酶解從正常大腸桿菌菌株中分離的底物DNA。催化DNA分子中5’CCAGG3’或5’CCTGG3’序列中的第二個胞嘧啶C5位置的甲基化。一、工具酶③EcoKI甲基化酶催化DNA分子中AAC(N)6GTGC和GCAC(N)6GTT序列中的A的N6位置的甲基化。但因為識別位點少（1/8kb），所以研究較少。④SssI甲基化酶此酶來自原核生物螺原體(Spiroplasmasp.),可催化CG序列中的C在C6位置上甲基化。一、工具酶克服甲基化作用影響限制酶活性的方法如下：①用具有相同識別序列和切割位點，但不受甲基化作用影響的酶替代那些受影響而喪失作用的酶。②在沒有相同功能的酶可以替代的情況下，或當(dāng)需要在有多個識別位點酶的每一個位點處或有單個識別位點的酶完全酶解原核DNA時，必須從dam–

或dcm–的大腸桿菌菌株中提取所需的底物DNA；③利用的限制酶的識別序列中不含胞嘧啶的限制酶切割胞嘧啶甲基化程度高的底物DNA；④利用對某些位點特異性甲基化作用不敏感的限制酶對經(jīng)某些甲基化修飾的底物DNA進行完全酶解。一、工具酶需要指出的是，在真核生物中，不會發(fā)生DNA分子中腺嘌呤N6位置的甲基化。因此，受dam甲基化作用影響的那些限制酶均可有效地使用。一、工具酶需要指出的是，在真核生物中，不會發(fā)生DNA分子中腺嘌呤N6位置的甲基化。因此，受dam甲基化作用影響的那些限制酶均可有效地使用。在基因工程中，可將限制酶不能切割甲基化核苷酸序列這一特性具體用于以下方面：。NNNNNNNGM6AATTCNNNNNNNGAATTCNNNNNNNGM6AATTCNNNNNNNGTTAAGM.EcoRIR.EcoRI①保護酶切位點一、工具酶③形成限制酶的新識別位點。②改變某些限制酶的切割特異性。HindIIGTCGAC\GTCAAC\GTTGAC\GTTAACM.TaqITCGATCGATaqI

TaqI

M.TaqI

TCGA*TCGADpnI

（3）底物DNA的結(jié)構(gòu)構(gòu)型：一、工具酶環(huán)狀雙螺旋DNA較線性DNA穩(wěn)定。需要指出的是，一些DNA分子中的一些特定酶切位點，只有在其他酶切位點被廣泛切割的條件下，才能被有關(guān)限制酶所酶切。還有少數(shù)限制酶，對不同部位酶切位點的酶切活性有很大差異，有些位點是很難被酶切的。（4）酶反應(yīng)緩沖液的組成：一、工具酶MgCl2、NaCl或KCl、Tris-HCl、β-巰基乙醇、二硫蘇糖醇（DTT）、牛血清白蛋白等。二價陽離子（通常Mg2+）是限制酶表現(xiàn)正常活性所絕對需要的。使反應(yīng)液的pH值穩(wěn)定于酶活性所要求的最佳范圍內(nèi)。穩(wěn)定酶一、工具酶需要指出的是，一些限制酶對于Na或K離子濃度變化反應(yīng)十分敏感；而另一些限制酶則可適應(yīng)較廣的離子強度變化幅度。由于不同的限制酶對鹽濃度要求不一，因此可將酶反應(yīng)緩沖液配為高鹽、中鹽、低鹽三類。當(dāng)需要進行雙酶解或兩種以上限制酶酶切時，如果這些限制酶可以在同種緩沖液中作用良好，那么可用這些限制酶同時酶切。一、工具酶如果這些限制酶所要求的緩沖液有所不同，那么可以依次采用如下方法進行酶切反應(yīng)：①先用要求低鹽緩沖液的限制酶酶解DNA，然后補足適量的NaCl，再用要求較高鹽濃度緩沖液的限制酶進行酶解；②先用一種限制酶進行酶解，然后用乙醇沉淀酶解產(chǎn)物，再重懸于另一種緩沖液中進行第二次酶解；③使用所有限制酶均可表現(xiàn)活性的一種緩沖液。一、工具酶（5）酶反應(yīng)的最適溫度：大多數(shù)限制酶反應(yīng)的最適溫度為37℃，少數(shù)限制酶的反應(yīng)溫度高于或低于此溫度。（6）酶解反應(yīng)的操作步驟及注意要點。一、工具酶7、限制性內(nèi)切酶的主要用途（1）在特異性位點上切割DNA，產(chǎn)生特異的限制性內(nèi)切酶切割的DNA片段。（2）建立DNA分子的限制性內(nèi)切酶物理圖譜。（3）構(gòu)建基因文庫。（4）用限制性內(nèi)切酶切除相同的粘性末端，以便重組DNA。一、工具酶應(yīng)用2、酶切圖譜的構(gòu)建一、工具酶M.RECH3CH3CH3RERERERERERERERERERERE3、用于基因組文庫的建立一、工具酶3、用于cDNA的連接CH3CH3CH3與載體相連甲基化酶人工接頭RERERERE一、工具酶在基因工程中，最常用的依賴于DNA的DNA聚合酶有:大腸桿菌DNA聚合酶I（全酶）、大腸桿菌DNA聚合酶I大片段（Klenow片段）、T4噬菌體編碼的DNA聚合酶、T7噬菌體編碼的DNA聚合酶、耐熱的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）。依賴于RNA的DNA聚合酶，即逆轉(zhuǎn)錄酶。將核苷酸加到已有DNA分子的末端，即末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶（簡稱末端轉(zhuǎn)移酶）。一、工具酶這些DNA聚合酶的共同特點是：它們都能把脫氧核糖核苷酸連續(xù)加到雙鏈DNA分子引物鏈的3′-OH末端，催化核苷酸的聚合，而不發(fā)生從引物模板上解離的情況。其中，T7DNA聚合酶的聚合能力最強。一、工具酶這是1956年由ArthurKornberg首先發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶，又稱Kornber酶。1、大腸桿菌DNA聚合酶它主要有三種活性：（1）5’→3’DNA聚合酶活性---缺口翻譯以單鏈DNA為模板，以帶3’自由羥基的DNA片段為引物。3’ATGCAATTGC5’5’T