迈克尔·史密斯的主要研究
这种方法首先是拚接正常的基因,使之改变为病毒DNA的单链形式,然后基因的另外小片断可以在实验室里合成,除了变异的基因外,人工合成的基因片断和正常基因的相对应部分分列成行,犹如拉链的两条边,全部戴在病毒上。第二个DNA链的其余部分完全可以制作,形成双螺旋,带有这种杂种的DNA病毒感染了细菌,再生的蛋白质就是变异性的,不过可以病选和测试,用这项技术可以改变有机体的基因,特别是谷物基因,改善它们的农艺特点。利用史密斯的技术可以改变洗涤剂中酶的氨基酸残基(橘红色),提高酶的稳定性。
应用寡糖核苷酸进行DNA的定点诱变时,首先要把含有待突变的DNA片断克隆到M13噬菌体载体中。M13噬菌体的正链可以感染具有性纤毛的细菌,并在菌体内进行复制后,以出芽的形式形成新的带有正链DNA的噬菌体。而存留在菌体内的则是双链状态的复制型M13,受M13噬菌体感染的细菌生长速度减慢,在细菌培养皿上会形成较透明的噬菌斑。
将目的DNA插入到复制型M13的多克隆位点上,去转染细菌,提取单链DNA作为突变的模板。根据需要市内电话合成带有突变核苷酸序列的寡聚核苷酸引物,使之与带有目的DNA的单链M13模板杂交,然后加入DNA聚合酶和四种脱氧核糖核苷酸,使杂交上的突变引物延伸,并用DNA连接 酶使新合成的DNA成环,再去转染细菌。可用DNA序列分析方法从得到的噬菌体中筛选出带有突变DNA相应的区段 ,从而得到完整的DNA突变体。
利用寡聚核苷酸定点诱变技术,可以人为地通过基因的改变来修饰、改造某一已知的蛋白质,从而可以研究蛋白质的结构及其与功能的关系、蛋白质分子之间的相互作用。目前,利用寡聚核定点诱变来进行酶及其它一些蛋白质的稳定性、专一性和活性的研究,已经有很多实例。例如,对胰蛋白酶的功能的基团的研究、高效溶栓蛋白类药物的研制、白细胞介素-2结构与功能的分析等等。可见,它为酶的工业化以及临床应用开辟了新途径。因此,作为分子生物学中的一个热门领域的蛋白质工程,其研究方法和途径都离不开寡聚核苷酸定点诱变方法。