Журнал управления прибрежной зоной

Абстрактный

Новые молекулярные методы открытия и разработки биокатализаторов из некультивируемых морских микроорганизмов

Агустинус Роберт Урия, Юсро Нури Фавзия и Эковати Хасана

Метагеномика — это мощный подход, независимый от культивирования, который можно применять для получения доступа к
биокатализаторам из некультивируемых морских микроорганизмов. Обнаружение морских биокатализаторов с помощью этого подхода, в
общем, включает четыре основных этапа. Во-первых, метагеномная библиотека, содержащая пул генов, кодирующих биокатализаторы
, конструируется из морской среды, что может быть сделано различными методами, включая клонирование
ферментативно переваренной ДНК, неразрезанной ДНК и продуктов, амплифицированных ПЦР. Во-вторых, метагеномная библиотека проверяются
на наличие интересующих генов с использованием анализа активности продукта экспрессии, гибридизации in situ
или полимеразной цепной реакции (ПЦР). В-третьих, полученные целевые гены, как функциональные, так и филогенетические гены,
секвенируются и анализируются с использованием биоинформатических инструментов для получения информации о функциональных и
структурных свойствах, а также микробных источниках кодируемых биокатализаторов. Наконец, целевые гены
экспрессируются в подходящих микробных хозяевах, тем самым производя соответствующие рекомбинантные биокатализаторы. Все
существующие методы в инженерии морских биокатализаторов для улучшения производительности можно разделить на
две основные стратегии: (i) рациональный дизайн и (ii) направленная эволюция. Рациональный дизайн, который может включать использование
фермента(ов) рестрикции и сплайсинг путем перекрытия расширения (SOE), требует информации о структурных и функциональных свойствах биокатализатора
для изменения определенной аминокислоты(ов). В то время как направленная эволюция, включая
подверженную ошибкам технику ПЦР и перетасовку генов, не нуждается в такой информации