{"id":7247,"date":"2024-08-14T09:18:36","date_gmt":"2024-08-14T09:18:36","guid":{"rendered":"https:\/\/longchangchemical.com\/?p=7247"},"modified":"2026-04-28T10:42:33","modified_gmt":"2026-04-28T10:42:33","slug":"protease-and-enzyme-engineering","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/longchangchemical.com\/fr\/protease-and-enzyme-engineering\/","title":{"rendered":"Ing\u00e9nierie des prot\u00e9ases et des enzymes"},"content":{"rendered":"

Ing\u00e9nierie des prot\u00e9ases et des enzymes<\/strong><\/h1>\n

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Quick answer:<\/strong> Enzyme and food-processing ingredients are usually selected by substrate fit, pH and temperature window, dosage, and whether the end-use specification is acceptable for the target process. The strongest commercial choice is the one that performs consistently under real processing conditions.<\/p>\n

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1. Ing\u00e9nierie des prot\u00e9ines : bas\u00e9e sur l'\u00e9tude de la relation entre la structure et la fonction des prot\u00e9ines, l'utilisation de la technologie du g\u00e9nie g\u00e9n\u00e9tique ou de la technologie de la modification chimique pour transformer les prot\u00e9ines existantes en nouvelles prot\u00e9ines de la biotechnologie moderne.
\n2. ing\u00e9nierie enzymatique : l'utilisation d'enzymes, d'organites ou de fonctions catalytiques sp\u00e9cifiques \u00e0 une cellule, par le biais d'un r\u00e9acteur appropri\u00e9, pour la production industrialis\u00e9e de produits humains ou pour atteindre un objectif particulier d'une science technique.
\n3. Les principaux contenus de la recherche en g\u00e9nie enzymatique : 1) g\u00e9nie enzymatique chimique 2) g\u00e9nie enzymatique biologique 3) enzymes et cellules immobilis\u00e9es 4) r\u00e9acteurs et capteurs enzymatiques 5) catalyse des enzymes en phase non aqueuse
\n4. Fusion de prot\u00e9ines : recombinaison d'une partie du g\u00e8ne codant pour une prot\u00e9ine dans le g\u00e8ne d'une autre prot\u00e9ine, ou combinaison de fragments de diff\u00e9rents g\u00e8nes de prot\u00e9ines pour produire de nouvelles prot\u00e9ines de fusion par clonage et expression de g\u00e8nes.
\n5. Le r\u00f4le de la fusion de prot\u00e9ines : 1) pour l'isolement et la purification du produit d'expression ; 2) pour am\u00e9liorer la solubilit\u00e9 du produit d'expression ; 3) pour am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 des prot\u00e9ines.
\n6. Cristallographie des prot\u00e9ines : ing\u00e9nierie de l'\u00e9tude structurelle des macromol\u00e9cules biologiques \u00e0 l'aide de la technologie de la diffraction des rayons X, une partie importante de la biologie structurelle.
\n8. mutation cibl\u00e9e : la s\u00e9quence locale de nucl\u00e9otides d'un g\u00e8ne sp\u00e9cifique est modifi\u00e9e de mani\u00e8re cibl\u00e9e au moyen du clonage mol\u00e9culaire, qui est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9 pour \u00e9tudier la structure fonctionnelle des prot\u00e9ines ainsi que pour la modification des prot\u00e9ines cibles.
\n10. Champ de recherche de l'ing\u00e9nierie enzymatique :
\n1) D\u00e9veloppement et production de divers types d'enzymes naturelles ;
\n2) Isolation et purification des enzymes et techniques d'identification ;
\n3) Techniques d'immobilisation ;
\n4) Pollinisation crois\u00e9e avec d'autres domaines de la biotechnologie ;
\n5) le d\u00e9veloppement et l'application de r\u00e9acteurs multi-enzymes.
\n11. Stabilit\u00e9 et stabilisation des enzymes :
\n(i) Causes de l'inactivation des enzymes :
\n(1) Certains r\u00e9sidus d'acides amin\u00e9s sp\u00e9cifiques dans le centre actif de l'enzyme sont chimiquement modifi\u00e9s, de sorte que l'activit\u00e9 de l'enzyme est perdue (microscopique) ;
\n(2) Influence de l'environnement externe, barri\u00e8res spatiales dans le centre actif de l'enzyme, de sorte qu'il ne peut pas se lier au substrat ;
\n3) des changements dans la structure sup\u00e9rieure de l'enzyme (changements dans l'h\u00e9lice et le pliage) ;
\n4) rupture de la cha\u00eene polypeptidique (tr\u00e8s forte) ;
\n(ii) Stabilisation de l'enzyme :
\n(1) conservation \u00e0 basse temp\u00e9rature (l'enzyme elle-m\u00eame n'est pas d\u00e9natur\u00e9e, ce qui emp\u00eache les autres enzymes de d\u00e9grader la prot\u00e9ine cible) ;
\n2) Ajout de sels (forte concentration de (NH4)2SO4) ;
\n3) Ajout de ligands tels que des coenzymes de substrat ;
\n4) l'ajout de d\u00e9naturants puissants (pour prot\u00e9ger la structure primaire et la raviver en cas d'utilisation) ;
\n5) la cristallisation.
\n12. Sup\u00e9riorit\u00e9 des micro-organismes en tant que sources d'enzymes :
\n1) Acc\u00e8s facile aux enzymes n\u00e9cessaires pour les enzymes ;
\n2) un acc\u00e8s facile \u00e0 des souches \u00e0 haut rendement ;
\n3) un cycle de production court ;
\n4) un faible co\u00fbt de production ;
\n5) une gestion ais\u00e9e de la production ;
\n6) Plus de moyens pour am\u00e9liorer la production d'enzymes microbiennes.<\/p>\n

13. Enzyme immobilis\u00e9e : il s'agit de l'enzyme qui existe dans un certain espace dans un \u00e9tat bloqu\u00e9, qui peut continuellement effectuer la r\u00e9action, et l'enzyme peut \u00eatre r\u00e9cup\u00e9r\u00e9e et r\u00e9utilis\u00e9e apr\u00e8s la r\u00e9action.
\n14. Avantages de l'enzyme immobilis\u00e9e :
\n1) Il est extr\u00eamement facile de s\u00e9parer l'enzyme immobilis\u00e9e du produit et du substrat ;
\n2) Peut effectuer des r\u00e9actions r\u00e9p\u00e9t\u00e9es par lots et des colonnes charg\u00e9es dans une r\u00e9action continue sur une longue p\u00e9riode ;
\n3) la capacit\u00e9 d'augmenter la stabilit\u00e9 de l'enzyme dans la plupart des cas ;
\n4) le processus de r\u00e9action de l'enzyme peut \u00eatre strictement contr\u00f4l\u00e9 ;
\n(5) Aucun r\u00e9sidu d'enzyme dans la solution du produit, ce qui simplifie le processus de purification ;
\n6) Elle convient mieux \u00e0 la r\u00e9action multi-enzyme que l'enzyme libre ;
\n7) le rendement du produit peut \u00eatre augment\u00e9 et sa qualit\u00e9 peut \u00eatre am\u00e9lior\u00e9e ; 8) l'efficacit\u00e9 de l'utilisation des enzymes est am\u00e9lior\u00e9e et le co\u00fbt est r\u00e9duit.
\n15. Inconv\u00e9nients de l'enzyme immobilis\u00e9e :
\n1) L'immobilisation entra\u00eene une perte d'activit\u00e9 de l'enzyme ;
\n2) Augmentation du co\u00fbt de production et investissement initial important dans l'usine ;
\n3) ne peut \u00eatre utilis\u00e9 que pour les substrats solubles et convient mieux aux substrats \u00e0 petites mol\u00e9cules ;
\n4) Ne convient pas aux r\u00e9actions multi-enzymes par rapport \u00e0 un bact\u00e9riophage intact, en particulier celles qui n\u00e9cessitent des cofacteurs ;
\n5) les proc\u00e9dures de s\u00e9paration que doivent subir les enzymes intracellulaires.
\n16. Principes de pr\u00e9paration des enzymes immobilis\u00e9es :
\n1) Il faut veiller \u00e0 maintenir l'activit\u00e9 catalytique et la sp\u00e9cificit\u00e9 de l'enzyme ;
\n2) L'immobilisation doit favoriser l'automatisation et la continuit\u00e9 de la production ;
\n(3) L'enzyme immobilis\u00e9e doit pr\u00e9senter la plus petite r\u00e9sistance spatiale, afin de ne pas entraver la proximit\u00e9 du charbon et du substrat et d'am\u00e9liorer le rendement du produit ;
\n4) L'enzyme et le support doivent avoir une forte force de liaison afin que l'enzyme immobilis\u00e9e puisse \u00eatre r\u00e9cup\u00e9r\u00e9e et que le stockage facilite une utilisation r\u00e9p\u00e9t\u00e9e ;
\n(5) L'enzyme immobilis\u00e9e doit pr\u00e9senter une stabilit\u00e9 maximale et le support choisi ne doit pas r\u00e9agir chimiquement avec le produit r\u00e9siduaire ou la solution de r\u00e9action ;
\n(6) le co\u00fbt de l'enzyme immobilis\u00e9e doit \u00eatre faible, ce qui favorise son utilisation industrielle.
\n17. M\u00e9thodes d'immobilisation des enzymes :
\n(i) M\u00e9thode de liaison non covalente :
\n(1) M\u00e9thode de cristallisation : applicable aux enzymes \u00e0 faible activit\u00e9 enzymatique, la concentration change apr\u00e8s cristallisation et il n'y a pas de perte en cas d'utilisation continue ;
\n(2) m\u00e9thode de d\u00e9composition : l'enzyme est transform\u00e9e en poudre s\u00e8che, qui est dispers\u00e9e dans la phase insoluble de l'eau, m\u00eame si la poudre s\u00e8che est en suspension dans le solvant, avantage : la r\u00e9cup\u00e9ration est plus pratique, inconv\u00e9nient : la poudre s\u00e8che absorbe facilement l'eau, les particules deviennent plus grosses, l'activit\u00e9 est r\u00e9duite, et la vitalit\u00e9 de l'enzyme dans les solvants organiques sera affect\u00e9e ;
\n(3) Adsorption physique : m\u00e9thode dans laquelle l'enzyme est physiquement adsorb\u00e9e sur un support insoluble ; avantage : le centre actif de l'enzyme n'est pas facilement d\u00e9truit, moins de changements dans la structure principale, moins de perte d'activit\u00e9 enzymatique, convient \u00e9galement aux cellules immobilis\u00e9es ; inconv\u00e9nient : faible interaction entre l'enzyme et le support, l'enzyme se d\u00e9tache facilement ;
\n(4) Liaison avec le support hydrosoluble par liaison ionique ; avantages : op\u00e9ration simple, conditions douces, la structure principale et le centre actif ne peuvent pas \u00eatre d\u00e9truits, \u00e9galement applicable aux cellules immobilis\u00e9es ; inconv\u00e9nients : la force de liaison entre le support et l'enzyme est plus faible, tampon anionique ou cationique, la concentration ionique de l'influence plus importante, l'enzyme est plus encline \u00e0 se d\u00e9tacher du support ;
\n(ii) M\u00e9thode de liaison chimique :
\n(1) m\u00e9thode de liaison covalente : liaison covalente entre l'enzyme et le support ; m\u00e9thode : activation du g\u00e8ne li\u00e9 au support, puis r\u00e9action de couplage avec les g\u00e8nes li\u00e9s \u00e0 l'enzyme, la liaison avec le support est relativement forte, la concentration du substrat n'est g\u00e9n\u00e9ralement pas fixe et change ; inconv\u00e9nients : les conditions de r\u00e9action sont plus intenses, entra\u00eenent souvent des modifications de la structure de haut niveau, la destruction du centre actif, ne s'appliquent qu'\u00e0 l'immobilisation de l'enzyme et ne conviennent pas \u00e0 l'immobilisation de la cellule ;
\n(2) M\u00e9thode de r\u00e9ticulation : l'utilisation de r\u00e9actifs multifonctionnels ou de r\u00e9actifs bifonctionnels permet de r\u00e9ticuler l'enzyme et l'enzyme ou les micro-organismes et les cellules microbiennes, g\u00e9n\u00e9ralement en r\u00e9duisant la concentration de l'agent de r\u00e9ticulation et le temps de r\u00e9action pour maintenir l'activit\u00e9 de l'enzyme ;
\n(iii) M\u00e9thode d'int\u00e9gration :
\n(1) type de grille : l'enzyme ou les micro-organismes sont incorpor\u00e9s dans une fine grille de gel polym\u00e8re ; cette m\u00e9thode permet d'immobiliser les cellules microbiennes ; avantages : il n'est pas n\u00e9cessaire de combiner l'enzyme avec la r\u00e9action prot\u00e9ique ; le taux de r\u00e9cup\u00e9ration de l'activit\u00e9 enzymatique est \u00e9lev\u00e9 ;
\n(2) type de microcapsule : la mol\u00e9cule d'enzyme est encapsul\u00e9e dans une capsule, la membrane polym\u00e8re est semi-perm\u00e9able, cette capsule est imperm\u00e9able et peut exister dans une phase organique anhydre.
\n18. Propri\u00e9t\u00e9s des enzymes immobilis\u00e9es :
\n(i) Modification de l'activit\u00e9 enzymatique apr\u00e8s l'immobilisation :
\nCauses : 1) La conformation spatiale de la mol\u00e9cule d'enzyme change pendant l'immobilisation, affectant m\u00eame les acides amin\u00e9s du centre actif ;
\nLa libert\u00e9 spatiale de la mol\u00e9cule d'enzyme est restreinte apr\u00e8s l'immobilisation, ce qui affecte directement l'effet vacuolaire du centre actif sur le substrat ;
\nLa r\u00e9sistance \u00e0 la diffusion interne emp\u00eache les mol\u00e9cules de substrat de s'approcher du centre actif ;
\nLorsqu'elle est incorpor\u00e9e, l'enzyme est entour\u00e9e d'une membrane polym\u00e8re semi-perm\u00e9able, et le substrat macromol\u00e9culaire ne peut pas s'approcher de l'enzyme \u00e0 travers la membrane ;
\nEffet de l'immobilisation sur la stabilit\u00e9 de l'enzyme :
\nLa stabilit\u00e9 thermique augmente ;
\n2) Stabilit\u00e9 accrue \u00e0 divers r\u00e9actifs organiques et enzymatiques ;
\n(3) Stabilit\u00e9 \u00e0 diff\u00e9rentes valeurs de pH, la stabilit\u00e9 de la prot\u00e9ase, la stabilit\u00e9 au stockage et la stabilit\u00e9 op\u00e9rationnelle ont un impact ;
\n(4) Les raisons de la stabilit\u00e9 accrue de l'enzyme immobilis\u00e9e : l'enzyme immobilis\u00e9e et le support peuvent \u00eatre reli\u00e9s en plusieurs points, ce qui peut emp\u00eacher l'\u00e9tirement et la d\u00e9formation de la mol\u00e9cule de prot\u00e9ase ; la vitalit\u00e9 de l'enzyme peut \u00eatre soulag\u00e9e apr\u00e8s l'immobilisation et la lib\u00e9ration ; l'autod\u00e9gradation de l'enzyme peut \u00eatre inhib\u00e9e ;
\n(iii) La temp\u00e9rature optimale change -- augmente ;
\n(iv) Changement de pH optimal : \u00e9largissement de la gamme ;
\n(v) Modification du Km (modification de la constante de Mie - devient plus petite, l'affinit\u00e9 augmente).
\n19. m\u00e9thodes d'immobilisation :
\n1) La co-immobilisation de la coenzyme et de l'enzyme dans le m\u00eame support permet d'obtenir un syst\u00e8me exempt en permanence de coenzyme suppl\u00e9mentaire ;
\n2) immobiliser le coenzyme directement sur la mol\u00e9cule d'enzyme.
\n20. immobilisation des cellules : cellules dont la libert\u00e9 de mouvement est restreinte, c'est-\u00e0-dire que les cellules sont contraintes ou limit\u00e9es \u00e0 certaines limites spatiales par des facteurs physiques, chimiques et autres, mais les cellules conservent une activit\u00e9 catalytique et ont la viabilit\u00e9 n\u00e9cessaire pour \u00eatre utilis\u00e9es de mani\u00e8re r\u00e9p\u00e9t\u00e9e et continue.
\n1. Avantages et inconv\u00e9nients de l'immobilisation des cellules :
\nAvantages : 1) Les cellules immobilis\u00e9es conservent l'\u00e9tat d'origine et l'environnement naturel du syst\u00e8me enzymatique intracellulaire et sont donc plus stables ;
\nMaintien du syst\u00e8me multienzyme original dans la cellule, pour un avantage catalytique multi\u00e9tape plus \u00e9vident, ne n\u00e9cessitant pas de r\u00e9g\u00e9n\u00e9ration des coenzymes ;
\nAvantages plus \u00e9vidents de la fermentation par cellules prolif\u00e9ratives immobilis\u00e9es ; haute densit\u00e9 de cellules immobilis\u00e9es, pouvant prolif\u00e9rer, raccourcissant le cycle de production de la fermentation ; bonne stabilit\u00e9 de la fermentation, pouvant \u00eatre r\u00e9p\u00e9t\u00e9e pendant une p\u00e9riode plus longue pour une utilisation continue ; le bouillon de fermentation contient moins d'organismes, ce qui favorise l'isolement et la purification du produit, am\u00e9liorant ainsi la qualit\u00e9 du produit ;
\nInconv\u00e9nients : 1) La pr\u00e9sence d'une vari\u00e9t\u00e9 d'enzymes dans la cellule entra\u00eene la formation de sous-produits ind\u00e9sirables ;
\nLa pr\u00e9sence de membranes cellulaires, de parois cellulaires et de transporteurs peut limiter la diffusion ;
\n3) la taille des pores form\u00e9s par le support affecte la perm\u00e9abilit\u00e9 du substrat polym\u00e8re.
\n2. modification chimique : lorsque la structure covalente d'une prot\u00e9ine est modifi\u00e9e par l'inclusion ou l'\u00e9limination d'un g\u00e8ne chimique, on parle de modification chimique.
\n3. Facteurs affectant la r\u00e9activit\u00e9 des groupes fonctionnels des prot\u00e9ines : 1) polarit\u00e9 des micror\u00e9gions : 2) effet de liaison hydrog\u00e8ne ; 3) effet \u00e9lectrostatique ; 4) effet de blocage de site.
\n4. Hyperr\u00e9activit\u00e9 du niveau fonctionnel de la prot\u00e9ine enzymatique : il s'agit d'un g\u00e8ne de la cha\u00eene lat\u00e9rale d'une prot\u00e9ine et de r\u00e9actifs individuels qui peuvent provoquer une r\u00e9action rapide.
\n5. Facteurs influen\u00e7ant l'hyperr\u00e9activit\u00e9 : 1) modification de la valeur pK de la fonction de la prot\u00e9ine ; 2) plus grande r\u00e9activit\u00e9 du groupe fonctionnel de la prot\u00e9ine ; 3) attraction du r\u00e9actif par des interactions \u00e9lectrostatiques et une orientation appropri\u00e9e ; 4) adaptations st\u00e9r\u00e9ochimiques entre le r\u00e9actif et les r\u00e9gions de la prot\u00e9ine proches du site de modification.
\n6. D\u00e9terminants de la r\u00e9activit\u00e9 des modificateurs : 1) adsorption s\u00e9lective ; 2) interactions \u00e9lectrostatiques ; 3) facteurs de blocage des sites ; 4) facteurs catalytiques : 5) polarit\u00e9 de la micror\u00e9gion (polarit\u00e9 de l'environnement local).
\n7. Contr\u00f4le de la sp\u00e9cificit\u00e9 de la r\u00e9action de modification :
\n(i) S\u00e9lection des r\u00e9actifs :
\n(1) Il existe plusieurs cas de modification des acides amin\u00e9s :
\na. Modification de tous les groupes amin\u00e9s sans modification d'autres g\u00e8nes ;
\nb.Modification du groupe amino alpha par contre-modification ;
\nc. modification du groupe amino avec activit\u00e9 catalytique ; d. modification de l'\u00e9tat charg\u00e9 et de la solubilit\u00e9 des prot\u00e9ines ; pour modifier l'\u00e9tat charg\u00e9 des prot\u00e9ines, il faut choisir des r\u00e9actifs qui peuvent porter la charge maximale dans des conditions neutres ; pour modifier la solubilit\u00e9 des prot\u00e9ines, la r\u00e9action est effectu\u00e9e dans l'eau, le choix des r\u00e9actifs chimiques pour la solubilit\u00e9 dans l'eau ; 3) d\u00e9termination quantitative du produit de la r\u00e9action ; 4) prise en compte de la taille du r\u00e9actif : le choix de la taille du r\u00e9actif est plus petit pour faciliter la modification, sans provoquer de grands changements dans la conformation de la prot\u00e9ine ;
\nS\u00e9lection des conditions de r\u00e9action :
\nLes conditions de r\u00e9action n'entra\u00eenent pas de d\u00e9naturation irr\u00e9versible de la prot\u00e9ine ;
\nLe choix des conditions de r\u00e9action est propice \u00e0 la modification sp\u00e9cifique des prot\u00e9ines ;
\n(iii) sp\u00e9cificit\u00e9 de la r\u00e9action : 1) possibilit\u00e9 d'utiliser la sp\u00e9cificit\u00e9 de certains g\u00e8nes de la prot\u00e9ine ; 2) choix d'un pH de r\u00e9action diff\u00e9rent ; 3) utilisation d'une certaine instabilit\u00e9 du produit ; 4) marquage par affinit\u00e9 ; 5) marquage diff\u00e9rentiel : dans le syst\u00e8me, lorsqu'il y a des mol\u00e9cules d'enzyme, des substrats, des inhibiteurs ; 6) utilisation de la diff\u00e9rence d'\u00e9tat de la prot\u00e9ine.
\n8. R\u00e9actif d'affinit\u00e9 : \u00e9galement connu sous le nom d'inhibiteurs sp\u00e9cifiques de site, le r\u00e9actif agit sur un g\u00e8ne au niveau du site sur lequel il agit et n'interagit pas avec d'autres g\u00e8nes en dehors du site sur lequel il agit ; ce type de modificateur est appel\u00e9 r\u00e9actif d'affinit\u00e9.
\n9. Marquage d'affinit\u00e9 : les r\u00e9actifs d'affinit\u00e9 ont g\u00e9n\u00e9ralement une structure similaire \u00e0 celle du substrat, le site actif de l'enzyme a un degr\u00e9 \u00e9lev\u00e9 d'affinit\u00e9 pour le site actif des r\u00e9sidus d'acides amin\u00e9s qui peuvent \u00eatre marqu\u00e9s de mani\u00e8re covalente, ce type de modification chimique de la sp\u00e9cificit\u00e9 du marquage d'affinit\u00e9, \u00e9galement connu sous le nom de sp\u00e9cificit\u00e9 de l'inhibition irr\u00e9versible.
\n10. enzyme immobilis\u00e9e : sur un certain espace, dans un \u00e9tat ferm\u00e9, une action continue peut se produire, et finalement recycl\u00e9e.
\n11. comment l'immobilisation affecte la stabilit\u00e9 de l'enzyme par les trois effets suivants : 1) cr\u00e9ation d'une barri\u00e8re spatiale ; 2) cr\u00e9ation d'une restriction de la diffusion ; 3) liaison covalente multipoint.
\n12. les m\u00e9thodes de stabilisation :
\n(i) l'immobilisation (liaison chimique, m\u00e9thode d'incorporation, etc.) : 1) cr\u00e9ation de barri\u00e8res spatiales : inhibition de l'inactivation chimique ; 2) cr\u00e9ation d'une limitation de la diffusion : incorporation de l'enzyme \u00e0 l'int\u00e9rieur des particules poreuses, o\u00f9 le substrat entre en contact avec la surface des particules poreuses avant de se diffuser \u00e0 l'int\u00e9rieur pour interagir avec l'enzyme, sans contr\u00f4le de la concentration du substrat ; 3) liaison covalente multipoint : lier l'enzyme de mani\u00e8re multipoint et covalente \u00e0 la surface du support, ou r\u00e9ticuler l'enzyme avec un r\u00e9actif bifonctionnel ou abaisser l'enzyme pour l'encapsuler dans le support. Le pore \u00e9troit peut rendre la conformation de l'enzyme plus solide, emp\u00eachant ainsi la conformation de l'enzyme de passer de l'\u00e9tat de pliage \u00e0 l'\u00e9tat d'\u00e9tirement de mani\u00e8re excessive.
\n13. Ribonucl\u00e9ase : Il s'agit d'une description de l'ARN ayant une activit\u00e9 catalytique, dont la nature chimique est que l'acide ribonucl\u00e9ique a la fonction catalytique d'une enzyme, et le substrat peut \u00eatre une mol\u00e9cule diff\u00e9rente ou certaines parties de la m\u00eame mol\u00e9cule d'ARN.
\n14. nucl\u00e9ases naturelles : (a) nucl\u00e9ases de type cisaillement (catalysent la coupure de l'ARN autonome et h\u00e9t\u00e9rog\u00e8ne, endonucl\u00e9ase de l'acide nucl\u00e9ique) : 1) nucl\u00e9ase de type marteau ; 2) nucl\u00e9ase de type \u00e9pingle \u00e0 cheveux ; 3) enzyme complexe prot\u00e9ine-ARN ; b) nucl\u00e9ase de type \u00e9pissage : y compris intron de groupe \u2160 et intron de groupe \u2161 ; pour r\u00e9aliser l'autoscission de l'ARN ; avec l'activit\u00e9 d'endonucl\u00e9ase et de ligase de l'acide nucl\u00e9ique.
\n15. S\u00e9lection in vitro : \u00e0 partir d'une biblioth\u00e8que mol\u00e9culaire al\u00e9atoire de grande capacit\u00e9 construite \u00e0 partir de mol\u00e9cules d'ARN ou d'ADN ordonn\u00e9es de mani\u00e8re al\u00e9atoire, dans laquelle un tr\u00e8s petit nombre de mol\u00e9cules ayant des fonctions sp\u00e9cifiques sont s\u00e9lectionn\u00e9es.
\n16. Aptam\u00e8re : Les fragments d'ARN ou d'ADN qui peuvent se lier sp\u00e9cifiquement et efficacement \u00e0 des ligands tels que des substances organiques ou des prot\u00e9ines sont appel\u00e9s respectivement aptam\u00e8res d'ARN ou aptam\u00e8res d'ADN.
\n17. Programme de criblage d'aptam\u00e8res : 1) synth\u00e9tiser chimiquement une biblioth\u00e8que de mol\u00e9cules d'ADN, dans une position de la cha\u00eene mol\u00e9culaire pour introduire un ordre compl\u00e8tement al\u00e9atoire ou partiellement mut\u00e9, les extr\u00e9mit\u00e9s de la mol\u00e9cule sont dans un ordre fixe, afin de proc\u00e9der \u00e0 une amplification PCR ; 2) apr\u00e8s quelques cycles d'amplification PCR, transcription in vitro pour former une biblioth\u00e8que d'ARN ordonn\u00e9e de mani\u00e8re al\u00e9atoire ; 3) ces mol\u00e9cules d'ARN passent par la combinaison de colonnes de chromatographie d'affinit\u00e9 de mol\u00e9cules cibles, en fonction de la capacit\u00e9 de liaison de l'ARN et de la mol\u00e9cule cible, la taille sera distingu\u00e9e, les mol\u00e9cules d'ARN \u00e0 forte capacit\u00e9 de liaison seront finalement \u00e9lu\u00e9es ; 4) les mol\u00e9cules d'ARN \u00e9lu\u00e9es apr\u00e8s la transcription inverse, l'amplification par PCR, la transcription, dans le cycle de criblage suivant, apr\u00e8s 5 \u00e0 10 cycles, pour obtenir la biblioth\u00e8que enrichie de mol\u00e9cules cibles \u00e0 forte affinit\u00e9 de mol\u00e9cules d'ARN.
\n18. Processus de s\u00e9lection des nucl\u00e9ases : 1) en transcrivant une s\u00e9quence al\u00e9atoire d'ARN pour construire une biblioth\u00e8que al\u00e9atoire d'ADN ; 2) la biblioth\u00e8que al\u00e9atoire avec des mol\u00e9cules d'activit\u00e9 catalytique peut catalyser le substrat et effectuer une ligature covalente ; 3) le produit de la r\u00e9action \u00e0 travers l'immobilis\u00e9 dans le substrat ARN 5 'extr\u00e9mit\u00e9 de l'appariement compl\u00e9mentaire s\u00e9quentiel des colonnes d'affinit\u00e9 oligonucl\u00e9otide, l'adsorption s\u00e9lective de la biblioth\u00e8que al\u00e9atoire de ceux qui peuvent catalyser les mol\u00e9cules d'ARN dans la r\u00e9action de ligature ; 4) apr\u00e8s l'\u00e9lution \u00e0 haute teneur en sel : transcription inverse, amplification par PCR, transcription et entr\u00e9e dans le cycle de criblage suivant ; 5) dans le cycle de criblage suivant, des mutations sont introduites dans les mol\u00e9cules actives \u00e0 une certaine fr\u00e9quence par PCR avec risque d'erreur, ce qui augmente la polys\u00e9lectivit\u00e9 mol\u00e9culaire de la biblioth\u00e8que al\u00e9atoire obtenue par criblage ; 6) apr\u00e8s plusieurs cycles de criblage, les mol\u00e9cules d'ARN ayant une activit\u00e9 catalytique sont enrichies et les mol\u00e9cules relativement moins actives sont \u00e9limin\u00e9es.
\n19. D\u00e9soxyribonucl\u00e9ase : fragment d'ADN simple brin dot\u00e9 d'une fonction catalytique, synth\u00e9tis\u00e9 \u00e0 l'aide de techniques d'\u00e9volution mol\u00e9culaire in vitro et pr\u00e9sentant une activit\u00e9 catalytique et une reconnaissance des structures efficaces.
\n1. M\u00e9thode de s\u00e9lection in vitro : 1) synth\u00e9tiser artificiellement des mol\u00e9cules d'ADN sans transcription ni transcription inverse, et proc\u00e9der directement \u00e0 l'amplification par PCR ; 2) obtenir des mol\u00e9cules d'ADN simple brin : L'amplification PCR relie une biotine \u00e0 l'amorce, et le produit PCR passe \u00e0 travers la colonne d'affinit\u00e9 de la prot\u00e9ine de biotine pour r\u00e9aliser la s\u00e9paration des brins positifs et n\u00e9gatifs ; 3) introduire des ions m\u00e9talliques divalents comme cofacteurs ; 4) introduire quelques groupes fonctionnels suppl\u00e9mentaires dans l'ADN afin de cibler ces d\u00e9soxyribonucl\u00e9ases. groupes fonctionnels suppl\u00e9mentaires dans l'ADN pour augmenter l'affinit\u00e9 structurelle et fonctionnelle.
\n2. Classification des d\u00e9soxyribonucl\u00e9ases : (d\u00e9soxyribonucl\u00e9ases qui coupent l'ARN) (d\u00e9soxyribonucl\u00e9ases qui coupent l'ADN) (d\u00e9soxyribonucl\u00e9ases \u00e0 activit\u00e9 kinase) (d\u00e9soxyribonucl\u00e9ases \u00e0 fonction ligase) (catalysent la r\u00e9action de ch\u00e9lation des m\u00e9taux de la porphyrine cyclohexyle)
\n3) Acide nucl\u00e9ique antisens : mol\u00e9cule d'ADN ou d'ARN qui se lie \u00e0 une mol\u00e9cule d'ARNm, formant une barri\u00e8re spatiale qui l'emp\u00eache de se lier au ribosome et donc de se traduire en une prot\u00e9ine, en plus de d\u00e9grader l'ARNm.
\n4. conception rationnelle de mol\u00e9cules enzymatiques : \u00e9tude d'enzymes naturelles ou r\u00e9ellement mutables \u00e0 l'aide de diverses m\u00e9thodes de biochimie, de cristallographie, de spectroscopie, etc. pour obtenir les caract\u00e9ristiques mol\u00e9culaires de l'enzyme. Structure spatiale. La relation entre la structure et la fonction, ainsi que les r\u00e9sidus d'acides amin\u00e9s et d'autres informations, puis leur utilisation comme base pour la modification de l'enzyme.
\n5. Conception non rationnelle de la mol\u00e9cule enzymatique : sans qu'il soit n\u00e9cessaire de disposer d'informations pr\u00e9cises sur la structure de la mol\u00e9cule enzymatique, celle-ci est transform\u00e9e par mutation al\u00e9atoire, recombinaison g\u00e9n\u00e9tique, criblage \u00e0 blanc et autres m\u00e9thodes, et l'enzyme mutante de la nature requise est s\u00e9lectionn\u00e9e de mani\u00e8re directionnelle.
\n6. \u00c9volution dirig\u00e9e de la mol\u00e9cule enzymatique : c'est-\u00e0-dire la direction de d\u00e9veloppement de la mol\u00e9cule enzymatique ; il s'agit de partir d'une ou de plusieurs enzymes parentales existantes (naturelles ou obtenues artificiellement), de construire une biblioth\u00e8que d'enzymes mutantes artificielles par mutation ou recombinaison de g\u00e8nes, et d'obtenir finalement l'enzyme \u00e9volu\u00e9e avec certaines caract\u00e9ristiques des attentes principales par s\u00e9lection. \u00c9volution dirig\u00e9e = mutation al\u00e9atoire + recombinaison en avant + s\u00e9lection (ou criblage).
\n7. PCR \u00e0 risque d'erreur : Lors de l'utilisation de l'enzyme Taq pour l'amplification PCR du g\u00e8ne cible, la fr\u00e9quence de mutation de l'enzyme Taq est modifi\u00e9e en ajustant les conditions de r\u00e9action, telles que l'augmentation de la concentration de Mg2+, l'ajout d'ions Mn, la modification de la concentration de dNTP dans le syst\u00e8me, etc., de mani\u00e8re \u00e0 introduire al\u00e9atoirement des mutations dans le g\u00e8ne cible \u00e0 une certaine fr\u00e9quence pour construire une biblioth\u00e8que de mutations, puis s\u00e9lectionner ou cribler les mutants requis.
\n8. PCR continue sujette aux erreurs : Utiliser les g\u00e8nes mut\u00e9s obtenus \u00e0 partir d'une amplification PCR comme mod\u00e8les pour l'amplification PCR suivante, et effectuer une mutagen\u00e8se al\u00e9atoire de mani\u00e8re continue et r\u00e9p\u00e9t\u00e9e, de sorte que les petites mutations apr\u00e8s chaque fois s'accumulent et produisent d'importantes mutations intentionnelles.
\n9. R\u00e9organisation de l'ADN : Combiner les mutations positives qui ont \u00e9t\u00e9 obtenues dans diff\u00e9rents g\u00e8nes pour former un nouveau pool de g\u00e8nes mutants, \u00e9galement connu sous le nom de PCR sexuelle.
\n10. Op\u00e9ration de r\u00e9organisation de l'ADN : Les fragments d'ADN isol\u00e9s du pool de g\u00e8nes \u00e0 mutation positive sont coup\u00e9s au hasard par la d\u00e9soxyribonucl\u00e9ase \u2160 pour obtenir des fragments al\u00e9atoires, apr\u00e8s plusieurs cycles PCR sans amorces, dans le processus du cycle PCR, les fragments al\u00e9atoires sont utilis\u00e9s comme mod\u00e8les et amorces pour l'amplification, jusqu'\u00e0 ce que les g\u00e8nes complets soient obtenus, ce qui conduit \u00e0 la recombinaison entre les fragments de diff\u00e9rents g\u00e8nes, et \u00e0 la recombinaison des mutations intentionnelles chez les parents. Entreprendre la recombinaison.<\/p>\n

11. M\u00e9thode d'extension \u00e9chelonn\u00e9e : Dans la r\u00e9action PCR, le recuit et l'extension conventionnels sont combin\u00e9s en une seule \u00e9tape et le temps de r\u00e9action est consid\u00e9rablement r\u00e9duit, de sorte que seule une cha\u00eene naissante tr\u00e8s courte peut \u00eatre synth\u00e9tis\u00e9e. La cha\u00eene naissante d\u00e9natur\u00e9e est ensuite utilis\u00e9e comme amorce pour recuire avec diff\u00e9rents mod\u00e8les pr\u00e9sents simultan\u00e9ment dans le syst\u00e8me, tandis que l'extension se poursuit. Ce processus est r\u00e9p\u00e9t\u00e9 jusqu'\u00e0 ce qu'un fragment de g\u00e8ne complet soit produit, ce qui donne des mol\u00e9cules d'ADN naissantes espac\u00e9es contenant diff\u00e9rentes s\u00e9quences de mod\u00e8les. Ces mol\u00e9cules d'ADN naissantes contiennent un grand nombre de combinaisons de mutations qui faciliteront la g\u00e9n\u00e9ration de nouvelles propri\u00e9t\u00e9s enzymatiques.
\n12. Biblioth\u00e8que de g\u00e8nes : l'ADN g\u00e9nomique d'un organisme partiellement dig\u00e9r\u00e9 par l'endonucl\u00e9ase de restriction, la section enzymatique sera ins\u00e9r\u00e9e dans les mol\u00e9cules d'ADN porteuses, toutes les mol\u00e9cules porteuses ins\u00e9r\u00e9es dans les fragments d'ADN g\u00e9nomique de la collection de mol\u00e9cules porteuses contiendront le g\u00e9nome entier de cet organisme, ce qui constitue \u00e9galement la biblioth\u00e8que de g\u00e8nes de l'organisme.
\n13. Repr\u00e9sentativit\u00e9 de la banque : les mol\u00e9cules d'ADN contenues dans la banque peuvent-elles refl\u00e9ter compl\u00e8tement toutes les modifications et alt\u00e9rations possibles des g\u00e8nes exog\u00e8nes, ce qui est l'indicateur le plus important de la qualit\u00e9 de la banque. C'est l'indicateur le plus important de la qualit\u00e9 de la banque. L'indicateur de la repr\u00e9sentativit\u00e9 de la banque est la capacit\u00e9 de la banque.
\n14. Capacit\u00e9 de la biblioth\u00e8que : nombre de clones recombinants ind\u00e9pendants contenus dans la biblioth\u00e8que de mutation originale construite.
\n15. Vecteurs pour la construction de biblioth\u00e8ques de mutations : (syst\u00e8me de vecteurs \u03bb phage) (syst\u00e8me de vecteurs plasmidiques) (syst\u00e8me de vecteurs d'expression de cellules de mammif\u00e8res).
\n16. Mim\u00e9tisme enzymatique : \u00e9galement appel\u00e9 enzyme artificielle ou mod\u00e8le enzymatique, il s'agit d'une science appliqu\u00e9e qui reproduit la forme et la taille du site actif de l'enzyme, son microenvironnement et d'autres caract\u00e9ristiques structurelles, ainsi que le m\u00e9canisme d'action et la st\u00e9r\u00e9ochimie de l'enzyme au niveau mol\u00e9culaire.
\n17. Le (groupe catalytique) et le (substrat) du mod\u00e8le enzymatique doivent avoir des caract\u00e9ristiques st\u00e9r\u00e9ochimiques qui correspondent l'une \u00e0 l'autre, ce qui est tr\u00e8s important pour la formation d'une bonne sp\u00e9cificit\u00e9 de r\u00e9action et d'une bonne puissance catalytique.
\n18. Chimie \"sujet-invit\u00e9\" : Le domaine de la chimie dans lequel le sujet (enzyme) et l'invit\u00e9 (substrat) forment des complexes stables par l'interm\u00e9diaire de ligands et d'autres liaisons secondaires est appel\u00e9 chimie \"sujet-invit\u00e9\".
\n19. Classification des enzymes simul\u00e9es : (a) selon le type : 1) mod\u00e8les d'enzymes simples ; 2) mod\u00e8les d'enzymes m\u00e9canistes ; 3) compos\u00e9s synth\u00e9tiques simples ressemblant \u00e0 des enzymes ; b) selon les propri\u00e9t\u00e9s : 1) mod\u00e8les d'enzymes sujet-invit\u00e9 ; 2) mod\u00e8les d'enzymes micellaires ; 3) peptidases ; 4) enzymes semi-synth\u00e9tiques ; 5) enzymes \u00e0 empreinte mol\u00e9culaire ; 6) enzymes anticorps.
\n20. Anticorps enzymatique : le produit d'une s\u00e9lectivit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e de l'anticorps et d'une capacit\u00e9 catalytique tr\u00e8s efficace de l'enzyme, l'essence est une classe d'immunoglobuline avec une capacit\u00e9 catalytique, \u00e9galement connue sous le nom d'anticorps catalytique, la sp\u00e9cificit\u00e9 d\u00e9passe la vitesse catalytique de la sp\u00e9cificit\u00e9 de la r\u00e9action enzymatique, et certains d'entre eux peuvent \u00e9galement atteindre la vitesse catalytique de l'enzyme.
\n21. Empreinte mol\u00e9culaire : le processus de pr\u00e9paration d'un polym\u00e8re qui est s\u00e9lectif pour un compos\u00e9, le compos\u00e9 est appel\u00e9 mol\u00e9cule imprim\u00e9e, \u00e9galement appel\u00e9e mol\u00e9cule mod\u00e8le.
\n22. Principe de l'empreinte mol\u00e9culaire (m\u00e9thode de pr\u00e9paration de l'empreinte mol\u00e9culaire) : 1) s\u00e9lectionner le monom\u00e8re fonctionnel de la mol\u00e9cule imprim\u00e9e, de sorte que les deux aient une r\u00e9action compl\u00e9mentaire ; 2) dans la mol\u00e9cule imprim\u00e9e -- complexes monom\u00e8res autour de la r\u00e9action de polym\u00e9risation ; 3) retirer la mol\u00e9cule imprim\u00e9e du polym\u00e8re par extraction ; 4) la formation d'un polym\u00e8re retenu dans la mol\u00e9cule imprim\u00e9e avec la m\u00eame forme exacte, la taille de la cavit\u00e9, le polym\u00e8re peut \u00eatre hautement s\u00e9lectif relier les mol\u00e9cules imprim\u00e9es avec une haute s\u00e9lectivit\u00e9.
\n23. Types d'empreintes mol\u00e9culaires de surface : 1) l'impression mol\u00e9culaire sur la surface de mat\u00e9riaux inorganiques utilis\u00e9s comme supports ; 2) la modification de la surface de mat\u00e9riaux solides ; 3) l'impression de la surface de prot\u00e9ines.
\n24. Bio-impression : une sorte d'empreinte mol\u00e9culaire, se r\u00e9f\u00e8re aux mat\u00e9riaux biologiques naturels (tels que les prot\u00e9ines et les saccharides) en tant que squelette, sur lequel l'empreinte mol\u00e9culaire, et le processus de g\u00e9n\u00e9ration des mol\u00e9cules imprim\u00e9es avec une reconnaissance sp\u00e9cifique de la cavit\u00e9.
\n25. Principe de la bio-impression : la flexibilit\u00e9 de la conformation des biomol\u00e9cules est annul\u00e9e dans la phase organique anhydre, et leurs conformations sont fixes. Ainsi, les changements de conformation produits par l'interaction entre la mol\u00e9cule mod\u00e8le et la biomol\u00e9cule dans la solution aqueuse ne peuvent \u00eatre conserv\u00e9s que lorsqu'ils sont d\u00e9plac\u00e9s dans la phase organique anhydre.
\n26. Conversion de prot\u00e9ines en enzymes semi-synth\u00e9tiques par bio-impression : 1) D\u00e9naturation partielle de la prot\u00e9ine pour perturber la conformation de la prot\u00e9ine de d\u00e9part ; 2) Ajout de la mol\u00e9cule imprim\u00e9e de sorte que la mol\u00e9cule imprim\u00e9e soit enti\u00e8rement li\u00e9e \u00e0 la prot\u00e9ine partiellement d\u00e9form\u00e9e ; 3) Apr\u00e8s l'interaction de la mol\u00e9cule imprim\u00e9e avec la prot\u00e9ine, r\u00e9ticulation de la prot\u00e9ine imprim\u00e9e avec un agent de r\u00e9ticulation ; 4) \u00c9limination de la mol\u00e9cule imprim\u00e9e par dialyse.<\/p>\n

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A practical sourcing checklist for enzyme, biotech, and food-ingredient topics<\/h2>\n

In enzyme and food-processing projects, the most useful decision frame is usually application fit plus process stability: which ingredient performs under the intended pH, temperature, time, and substrate conditions without creating a downstream quality or compliance problem.<\/p>\n