氨基酸和生物资源 ２０１４，３６（３）：１～６
Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ ＆Ｂｉｏｔｉｃ
Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ收稿日期：２０１４－０７－０８ 修回日期：２０１４－０７－
２９作者简介：卢毅弘（１９９２－
），女，硕士生，现主要从事木聚糖酶相关研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｄａｙ
ｓｔａｒｌｕ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ＊通讯联系人：Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｇｕｉｍｉｎ６＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ基金项目：８６３计划（２０１２ＡＡ０２２２０３）；中科院知识创新工程（ＫＳＺＤ－
ＥＷ－Ｚ－
０１５）；８６３计划（２０１４ＡＡ０２１３０３
）综述
造纸用木聚糖酶的基因工程研究进展
卢毅弘１，彭彦峰２，周玉玲１，张桂敏１＊
（１．湖北大学生命科学学院，湖北武汉４３００６２；
２．中国科学院天津工业生物技术研究所，天津３００３０８
）摘要：木聚糖酶用于造纸行业可以显著改善纸浆的性能，减少纸张处理过程中有害化学试剂的使用，从而减轻环境污染，提高纸张品质，因此在造纸工业中具有广阔的应用前景。本文从造纸用碱性木聚糖酶基因的克隆、分子改造、高效表达及在造纸行业的应用研究等方面出发，
对造纸用碱性木聚糖酶的研究现状进行综述，为开发造纸用木聚糖酶提供了思路。关键词：木聚糖酶；造纸；基因克隆；分子改造；高效表达中图分类号：Ｑ
９３文献标识码：Ａ
文章编号：１００６－８３７６（２０１４）０３－０００１－
０６Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ｏｆ Ｘｙｌａｎａｓｅ Ｕｓｅｄ ｉｎ ＰａｐｅｒｍａｋｉｎｇＬＵ Ｙｉｈｏｎｇ１，ＰＥＮＧ Ｙａｎｆｅｎｇ２，ＺＨＯＵ Ｙｕｌｉｎｇ１，
ＺＨＡＮＧ Ｇｕｉｍｉｎ１＊
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
，Ｗｕｈａｎ ４３００６２，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｉａｎｊｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ
ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３０８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｘｙｌａｎａｓｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｐａｐｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｃａｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｐｕｌｐ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｕｓａｇｅ ｏｆ ｈａｚａｒｄ－ｏｕｓ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｘｙｌａｎａｓｅ ｈａｓ ａ ｂｒｏａｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｉｎ ｐａｐｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｒｅｖｉｅｗｓ ｔｈｅ ｐ
ｒｅｓｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｋａｌｉｎｅ ｘｙｌａｎａｓｅ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅｕｓｅｄ ｉｎ ｐａｐｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｌｏｎｉｎｇ ｏｆ ａｌｋａｌｉｎｅ ｘｙｌａｎａｓｅ ｇｅｎｅｓ，ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｈｉｇｈ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄａｐｐｌｉｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｇｕｉｄｅｌｉｎｅ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ
ｘｙｌａｎａｓｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｐａｐｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｘｙｌａｎａｓｅ；ｐａｐｅｒ－ｍａｋｉｎｇ；ｇｅｎｅ ｃｌｏｎｉｎｇ；ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｈｉｇｈ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ０ 引 言
我国目前造纸原料中，木材原料品只占很小的
比重，草类植物以其生长周期短、速度快，可满足大量造纸工业需要的特征，取代生长周期长、资源紧张
的木材成为纸制品生产的主要原料［
１］
。与木浆相比，
草浆具有半纤维素含量高，滤水性差、脆性大、强度低等缺点，采用常规的漂白流程，草浆中会留下大量的木质素等有色化合物，往往使纸张难以达到令人满意的白度，而纸浆的白度又与后续纸产品的质
量直接相关［２］
。为了提高白度，往往需要增加漂白
剂的用量，这样会导致污水的氯含量增加。
漂白制浆厂废水中约３００种不同的有机氯化合
物已被确定，其中大部分都含氯树脂酸、氯化酚和二噁英，这些化合物具有致突变性和致癌性，危害人体
健康并破坏生态环境，造成水质恶化［
３］
。将木聚糖酶融入到生产工业中，
不仅可以降低原料的黏度，分解多余的半纤维素，促进原料生成可溶性脂类成分，改善纸张性能，更重要的是可利用木聚糖酶对纸浆原料进行预处理，辅助氯气等化学漂白剂渗透到纸浆，大大减少化学漂白剂的使用，进而有效减少环境污染。因此，研究和开发能够应用于造纸工业，尤其是草浆原料的高效木聚糖酶已成为当前研究的热点。
在纸浆和造纸工业中，造纸工艺多需较高的ｐ
Ｈ及高温蒸煮的方法除去原浆中的木质素，受这种严格的工艺条件限制，工业生产应用上需要具有耐高温、耐碱、催化活性高、成本低等特性的木聚糖酶。目前的木聚糖酶普遍存在活性不高、酶学性质
卢毅弘等：造纸用木聚糖酶的基因工程研究进展
不能满足工业生产应用的需求、发酵成本过高等问题，限制了木聚糖酶在造纸工业中的应用。为了解决该问题，获得优良的造纸用木聚糖酶高产菌株是研究的热点。大多数自然界中筛选获得的野生型木聚糖酶菌株往往产酶量、酶学性质等都达不到工业化应用的需要，故利用基因工程方法获得高活性且酶学性质优良的木聚糖酶编码基因和构建高效的表达菌株是研究的趋势。
本文基于这个研究趋势，从造纸用碱性木聚糖酶基因的克隆、分子改造、高效表达及在造纸行业的应用研究等方面出发，对造纸用碱性木聚糖酶的研究现状进行了综述，为开发造纸用木聚糖酶提供思路。
１ 木聚糖酶基因的克隆
１．１ 可培养微生物来源的木聚糖酶基因的克隆自上世纪８０年代基因工程发展以来，主要的基因克隆思路是首先筛选可以产生木聚糖酶的微生物菌株，再通过鸟枪法、基因组步行等方法克隆木聚糖酶编码基因。已有上百种源自细菌和真菌的木聚糖酶基因通过以上手段克隆表达，Ｇｏｓｗａｍ等［４］总结了部分细菌、真菌、酵母等不同微生物来源的耐酸性、碱性及耐热木聚糖酶。为了得到耐碱耐高温的木聚糖酶，从极端环境中筛选有工业应用价值的木聚糖酶产生菌是开发造纸用木聚糖酶最有效的手段。１９７３年Ｈｏｒｉｋｏｓｈｉ等［５］首次报道了由嗜碱Ｂａ－ｃｉｌｌｕｓ Ｎｏ．Ｃ－５９－２产生的木聚糖酶。Ｎａｋａｍｕｒａ等［６］发现的Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．ＴＡＲ－１来源的木聚糖酶和Ｂａｌａｋｒｉｓｈｎａｎ等［７］发现的Ｂａｃｉｌｌｕｓ（ＮＣＬ－８７－６－１０）来源的木聚糖酶的最适ｐＨ为９～１０。Ｃｅｐｈａ－ｌｏｓｐｏｒｉｕｍ来源的木聚糖酶是唯一被报道的从嗜碱真菌中筛选出的在ｐＨ ６．５～９广范围中均有活性的木聚糖酶［８］。不久前，Ｇｉｒｉｄｈａｒ［９］从印度桑珀尔区盐田土壤中筛选出的Ｇｒａｃｉｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．ＴＳＣＰＶＧ菌株可产生一种新的耐碱耐热的木聚糖酶，其在３０％ＮａＣｌ中保留８０％的活性，在ｐＨ １０．５中保留高达７６％的活性。
１．２ 不可培养微生物中木聚糖酶基因的克隆自然界中大约９０％～９９％的微生物现阶段都是不可培养的，这一巨大基因资源库中很有可能蕴涵着我们所需要的具有耐热和耐碱特性的木聚糖酶基因。为了充分开发利用这一自然资源，研究人员绕开微生物的分离培养而直接从环境中获得木聚糖基因，通过宏基因组文库构建、基因组步行等方法取得了成功。未培养微生物的宏基因组文库法克隆是通过提取特定环境的总ＤＮＡ，打断以后，将其克隆到可培养宿主细胞中，获得一个基因组文库，再通过底物平板法筛选获得阳性的克隆，然后再进行测序、序列分析，得到基因，最后通过异源表达研究木聚糖酶的特性。２０１３年，杜文等［１０］列举了近几年通过宏基因组建库方法筛选出的各种木聚糖酶。除了建库方法，还可利用基因组步行ＰＣＲ的方法，首先根据ＧｅｎｅＢａｎｋ上已发表的木聚糖酶基因，寻找对应的保守氨基酸序列，设计简并引物，以环境总ＤＮＡ为模板，进行ＰＣＲ扩增，获得保守序列之间的木聚糖酶基因片段库，测序、Ｂｌａｓｔ比对验证其为新木聚糖酶基因片段后，再采用基因组步行ＰＣＲ的方法获得全长木聚糖酶基因序列。２００３，Ｓｕｎｎａ等［１１］利用该技术从温泉的环境ＤＮＡ中扩增出最适反应温度为１００℃，且在９０℃热稳定性极高的新的木聚糖酶编码基因。２００５年，我们也曾经试图利用该方法从土壤中克隆木聚糖酶基因，利用简并引物获得了大量新木聚糖酶基因片段，但是在进行基因组步行ＰＣＲ获得全长基因的时候，未得到目的片段，归结原因推测是一般土壤中微生物种类过于复杂，而温泉样品中微生物种类相对比较少，因此ＰＣＲ扩增时特异性会比较高［１２］。
１．３ 木聚糖酶基因克隆的新方法
随着基因测序技术的发展，第三代测序技术即基于纳米孔的单分子读取技术应运而生，它不需要荧光标记物，就能直接并快速“读”出ＤＮＡ，同时足够廉价，使大量重复实验成为可能。这样，大量的微生物和环境样品的全基因组被测序，并进行了基因功能的注释，一方面可以将分离到的菌株进行全基因组测序，另一方面很多菌株的全基因组数据也提交ＧｅｎＢａｎｋ成为公共资源，这使得我们可以在大量的资源中，搜寻到我们需要的木聚糖酶基因，通过基因合成或利用ＰＣＲ从菌株中扩增得到目的基因，再进行异源表达，研究酶的性质，从而开发新的优良木聚糖酶。我们也曾利用这种方法从部分测序的嗜碱Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．Ｎ１６－５中克隆到热稳定性木聚糖酶的基因并将其高效表达及纯化，研究酶学性质［１３］。
２ 木聚糖酶的分子改造
自然界中微生物直接生产的木聚糖酶同时具备耐高温、耐碱性及比酶活高三种特性的并不多见，因而需要对现存具有某个优良特性的木聚糖酶进行分子改造，或者整合多个优良的特性于一体，获得符合生产需求的造纸木聚糖酶品种。
·２·
氨基酸和生物资源
２．１ 木聚糖酶的理性设计
利用蛋白质工程改造和修饰现有蛋白质，对改造现有木聚糖酶的酶学性质具有重要意义。在理性设计中，根据蛋白质的三维结构和功能等信息，通过Ｘ射线晶体学数据、分子动力学分析以及计算机理性设计等方法，有效获得木聚糖酶结构与功能的关系，对氨基酸序列中突变位点进行精确设计，通过取代、插入或缺失等方法改变蛋白质分子中的氨基酸，获得理想的木聚糖酶，使其能够耐受工业生产中的极端条件。近几年已利用这种理性设计，整合定点突变技术对天然酶蛋白的催化活性、底物特异性、稳定性、改变抑制剂类型、辅酶特异性等方面进行了成功的改造［１４］。
为获得耐热、耐碱、高比酶活的造纸用木聚糖酶，很多学者通过理性设计做了大量的木聚糖酶改造，归纳一下，主要是从以下四个方面进行：①改变酶的Ｎ端氨基酸。一些研究通过比对嗜热木聚糖酶与中温木聚糖酶的Ｎ端，发现木聚糖酶的Ｎ端区域对木聚糖酶的热稳定性至关重要，在Ｎ端引入适当的突变，可以提高木聚糖酶的热稳定性［１５，１６］。
②盐桥是随着蛋白的卷曲折叠，氨基酸中正负基团相互接近时通过静电吸引而形成，它对木聚糖酶的热稳定性有一定的作用。将Ｃａｌｄｏｃｅｌｌｕｍ ｓａｃｃｈａｒｏ－ｉｃｕｍ的木聚糖酶的２９位氨基酸处插入Ｐｒｏ和Ａｒｇ，发现酶的最适温度下降、稳定性下降且活力降低，推测插入的氨基酸可能破坏了盐桥结构，从而改变了最适温度及热稳定性［１７］。③分子内及分子间的二硫键可能使蛋白分子形成二聚体或使酶的结构紧凑，从而提高酶的热稳定性。Ｊｅｏｎｇ等［１８～２１］采用这种方法，向不同菌种来源的木聚糖酶中引入不影响其活性的二硫键从而使突变体酶的热稳定性得到提高。④增加蛋白质中精氨酸和脯氨酸的含量。一些研究［２２，２３］表明，蛋白质表面的精氨酸的数量与蛋白质的稳定性相关，将嗜热蛋白与中温蛋白比较显示，嗜热蛋白表面含有较高的精氨酸和脯氨酸含量。将中温蛋白中的某些氨基酸用脯氨酸替换，其耐热性可能会得到大幅提高。Ｍｒａｂｅｔ等［２４］研究证明精氨酸的胍基与周围极性基团形成的强氢键是蛋白结构稳定的重要原因。Ｓｈｉｒａｉ等［２５，２６］通过丝氨酸蛋白酶的氨基酸替换研究发现，蛋白质表面精氨酸的数量同时与酶的碱性ｐＨ值相关。Ｔｕｒｕｎｅｎ［２６］将Ｔ．ｒｅｅｓｅｉ来源的木聚糖酶ｘｙｌａｎａｓｅⅡ中丝氨酸和苏氨酸替换成精氨酸，热稳定性得到提高，半衰期增加了４～５倍，同时酶的最适ｐＨ向碱性偏移０．５～１．０个单位。２．２ 木聚糖酶的定向进化
理性设计需要知道蛋白质的结构、活性位点、催化机制等信息，在结构与功能清晰的前提下才能改变蛋白质分子中某些氨基酸残基，产生新性状的蛋白质。然而在实际操作中，蛋白质结构与功能的关系异常复杂，目前通用的理论并不多，因此也有很多研究者通过随机突变对木聚糖酶进行定向进化。通过易错ＰＣＲ、ＤＮＡ重排等方法构建木聚糖酶的突变体文库，再使用ＲＢＢ－ｘｙｌａｎ法或刚果红染色法对突变体文库进行平板筛选，观测宿主菌表达的木聚糖酶水解木聚糖形成的透明水解圈，根据透明圈的有无、大小，确定阳性克隆或优势突变体，下一步再对其进行培养及酶学性质测定来筛选优良的突变体。Ｍｃｈｕｎｕ等［２７］利用易错ＰＣＲ提高了来源于Ｔｈｅｒｍｏｍｙｃｅｓ ｌａｎｕｇｉｎｏｓｕｓ的木聚糖酶的耐碱性，在６０℃，ｐＨ １０．０的碱性条件下９０ｍｉｎ后突变体能保持８４％的活性，而亲本酶６０ｍｉｎ后活性仅有２２％。Ｘｉａ等［２８］利用ＤＮＡ重排技术改良了来自Ｓｔｒｅｐｔｏ－ｍｙｃｅｓ ｌｉｖｉｄａｎｓ的木聚糖酶的热稳定性和耐碱性，得到的最优突变体可在７０℃维持活性时长达６ｈ，且突变体酶在ｐＨ ９．０的稳定性增加。
２．３ 木聚糖酶的半理性设计
蛋白的理性设计和定向进化都有各自的优势和缺点。理性设计的成功率虽高，但对蛋白质结构和功能的关系必须有深入了解才具有可行性。定向进化虽然可以避免这个问题，但是需要建立高容量的突变体库，还要有高效而灵敏的筛选方法。半理性设计的方法综合了这两方面的优势，它是在定向进化的基础上加入了理性设计的元素，将突变限制到酶蛋白的一个或几个区域，可以在较小的库容量中得到好的突变体。Ｚｈａｎｇ等［２９］采用半理性设计方法对来源于Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ的木聚糖酶ＸＴ６进行改造，得到的最稳定的突变体与野生型相比，半衰期增长了５２倍，在７５℃下催化效率提高了９０％。Ｚｈａｎｇ等［３０］用嗜热木聚糖酶ＴｆｘＡ中热稳定相关的氨基酸取代中温木聚糖酶ＳｏｘＢ的Ｎ端的氨基酸，进行多位点突变组合，获得的突变体热稳定性高于野生型。
３ 木聚糖酶的高效表达
如何在异源宿主中高效表达获得的优良木聚糖酶编码基因，低成本生产可工业应用的木聚糖酶至关重要。已有报道，木聚糖酶基因可以在大肠杆菌，芽孢杆菌，酵母，丝状真菌表达系统中表达［３１～３３］。对于造纸工业来说，大肠杆菌表达的酶蛋白难以分
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卢毅弘等：造纸用木聚糖酶的基因工程研究进展
泌到培养基中，大规模提取蛋白困难，导致生产成本过高，不适于造纸工业。
芽胞杆菌和丝状真菌表达系统可以大量分泌木聚糖酶，但是，这两个表达系统产生木聚糖酶的同时往往伴随着纤维素酶的产生，纤维素酶会水解纸浆中的纤维素，从而造成纸张的强度和得率下降。因此，这两个系统要应用于造纸行业，还需对宿主本身进行改造。
酵母细胞不产生纤维素酶，可以实现外源蛋白的分泌表达，且大规模发酵和下游加工过程中发酵产物预处理的建立与组合也较容易实现，是造纸用酶比较合适的生产宿主。酿酒酵母是基因工程中常用的外源基因表达系统，一些木聚糖酶基因已在酿酒酵母中表达且胞外分泌，但其产量均不高。
巴斯德毕赤酵母能在以甲醇为碳源的培养基中快速生长，生长培养液廉价而无毒、培养成本低，不仅具有可诱导的醇氧化酶１的强启动子（ＡＯＸ１），可用甲醇严格地调控外源基因的表达，同时外源基因整合到染色体上可防止重组工程菌的退化、遗传稳定，发酵工艺成熟、易放大、可进行高密度发酵［３４］。作为真核表达系统，毕赤酵母具有的糖基化等翻译后修饰也能提高酶的稳定性［３５］，是造纸用木聚糖酶高效表达的理想宿主。现已有来源于短小芽胞杆菌耐碱木聚糖基因、链霉菌、海栖热袍菌、宇佐美曲霉、里氏木霉和褐色高温单孢菌等来源的多种木聚糖酶基因已在毕赤酵母中得到高效表达［３２，３６～４０］。外源基因还可以多次整合到毕赤酵母的染色体上，通过基因剂量效应提高表达量，Ｍａｏ等［４１］从Ａｌｔｅｒｎａｒｉａｓｐ．ＨＢ１８６中获得新木聚糖酶基因，将其ｃＤＮＡ克隆到ｐＨＢＭ９０５Ａ并转化到毕赤酵母ＧＳ１１５，获得两拷贝的重组酵母；王谦等［４２］构建了含四拷贝褐色高温单孢菌来源的木聚糖酶基因ｔｆｘ的重组酵母，为进一步高密度发酵奠定了基础。
４ 木聚糖酶在造纸行业的应用
木聚糖酶是第一个成为工业用商品酶的半纤维素酶。自Ｖｉｉｋａｒｉ等［４３］首次发现使用木聚糖酶处理硫酸盐纸浆能增强制浆漂白度和降低在纸浆漂白等造纸过程中环境污染物的用量后，制浆造纸工业中对木聚糖酶的研究已全面展开，并取得了可喜的成果。１９８９年，利用木聚糖酶对纸浆进行漂白的日产１ ０００吨工厂试验在荷兰获得成功，使氯的消耗量降低了２５％～３０％［４４］。由于高利润效益和工业化的简便，木聚糖酶在欧洲和北美的造纸厂被大量应用，成为生物技术在造纸工业中应用最成功的一例。丹麦诺和诺德公司及美国山道斯化学公司等多家酶制剂厂商纷纷推出了专用于纸浆处理的木聚糖酶产品［４５］。但是由于进口木聚糖酶成本高、不适用于国内草浆原料的使用，木聚糖酶并没有在国内造纸厂得到广泛使用，只有少量造纸厂做过一些中试应用。
木聚糖酶应用于造纸行业可在以下几方面发挥用途：①原料预处理。用木聚糖酶预处理可降低原料木聚糖含量，处理后再进行稀碱液处理，可有效溶出部分酶解产物和少量木质素组分，降低原料的抽出物和木质素含量，提高原料的可蒸煮性。②纸浆漂白。相关的研究显示，木聚糖酶通过降解纸浆中的半纤维素，使纸浆基质孔隙增大，各种漂白试剂可更好地渗透进纸浆纤维内，从而减少漂白试剂用量，大幅度降低漂白废液中化学耗氧量（ＣＯＤ值）和可吸收有机卤化物（ＡＯＸ值）的含量，具有较大的环境效益和社会效益［４６］。③纤维改性。将木聚糖酶加入麦草浆后，不仅可以对麦草浆中的半纤维素进行改性，降低麦草浆的保水值，提高纸浆的质量，而且还可以减少麦草浆内多余的纤维成分，减少麦草浆的黏性。采用纤维素酶和半纤维素酶混合处理，控制纤维素酶和半纤维素酶用量及比例，可使草浆制成的纸张各项性能指标得到明显改善［４７］。
生物漂白用木聚糖酶己历经三代发展，第一代商品木聚糖酶最适温度为４５～５５℃，最适ｐＨ值为５～６；耐碱性或碱性木聚糖酶被称为第二代或第三代造纸用酶，１９９２年上市的第二代木聚糖酶产品的最适ｐＨ值和温度得到进一步提升，具有更强的经济效应和应用价值；部分酶产品制造商已着手于第三代新型木聚糖酶的研究开发，其理想目标是获得具有最适ｐＨ值为９～１０，耐强碱和耐９０℃高温的木聚糖酶［４８］。
参考文献
［１］ 胡宗渊．调整我国造纸原料结构合理利用非木材纤维资源［Ｊ］．中华纸业，２００４，２５（１２）：３－６，５４．
［２］ 曹朴芳，曹振雷，邝仕均．我国造纸工业原料结构调整战略研究（下）［Ｊ］．中国造纸，２００３；２２（６）：５５－６０．［３］ Ｖｅｒｍａ Ｄ，Ｓａｔｙａｎａｒａｙａｎａ Ｔ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｆｏｒａｍｅｌｉｏｒａｔｉｎｇ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｘｙｌａｎａｓｅｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌ，２０１２，１１７：３６０－３６７．
［４］ Ｇｏｓｗａｍ Ｇ Ｋ，Ｐａｔｈａｋ Ｒ Ｒ．Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｘｙｌａｎａｓｅｓ ａｎｄｔｈｅｉｒ ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ：ａ ｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｉｎｔ Ｊ Ｃｌｉｎ
Ｐｈａｒｍ Ｔｈ，２０１３，２（３）：２３７－２４６．
［５］ Ｈｏｒｉｋｏｓｈｉ Ｋ，Ａｔｓｕｋａｗａ Ｙ．Ｘｙｌａｎａｓｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ａｌ－ｋａｌｏｐｈｉｌｉｃ Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｎｏ．Ｃ－５９－２［Ｊ］．Ａｇｒ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ，
·４·
氨基酸和生物资源
１９７３，３７（９）：２０９７－２１０３．
［６］ Ｎａｋａｍｕｒａ Ｓ，Ｎａｋａｉ Ｒ，Ｗａｋａｂａｙａｓｈｉ Ｋ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅｒ－ｍｏｐｈｉｌｉｃ ａｌｋａｌｉｎｅ ｘｙｌａｎａｓｅ ｆｒｏｍ ｎｅｗｌｙ ｉｓｏｌａｔｅｄ ａｌｋａｌｉ－
ｐｈｉｌｉｃ ａｎｄ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．ｓｔｒａｉｎ ＴＡＲ－１［Ｊ］．Ｂｉｏｓｃｉ Ｂｉｏｔｅｃｈ Ｂｉｏｃｈ，１９９４，５８（１）：７８－８１．
［７］ Ｂａｌａｋｒｉｓｈｎａｎ Ｈ，Ｄｕｔｔａ－Ｃｈｏｕｄｈｕｒｙ Ｍ，Ｓｒｉｎｉｖａｓａｎ Ｍ，ｅｔ ａｌ．Ｃｅｌｌｕｌａｓｅ－ｆｒｅｅ ｘｙｌａｎａｓｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ａｎ ａｌｋａ－
ｌｏｐｈｉｌｉｃ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐｅｃｉｅｓ［Ｊ］．Ｗｏｒｌｄ Ｊ Ｍｉｃｒｏｂ Ｂｉｏｔ，１９９２，８（６）：６２７－６３１．
［８］ Ｂａｎｓｏｄ Ｓ，Ｄｕｔｔａ－Ｃｈｏｕｄｈａｒｙ Ｍ，Ｓｒｉｎｉｖａｓａｎ Ｍ，ｅｔ ａｌ．Ｘｙｌａｎａｓｅ ａｃｔｉｖｅ ａｔ ｈｉｇｈ ｐＨ ｆｒｏｍ ａｎ ａｌｋａｌｏｔｏｌｅｒａｎｔＣｅｐｈａｌｏｓｐｏｒｉｕｍｓｐｅｃｉｅｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｌｅｔｔ，１９９３，１５（９）：９６５－９７０．
［９］ Ｇｉｒｉｄｈａｒ Ｐ Ｖ，Ｃｈａｎｄｒａ Ｔ．Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏｖｅｌ ｈａｌｏ－ａｌ－ｋａｌｉ－ｔｈｅｒｍｏ－ｓｔａｂｌｅ ｘｙｌａｎａｓｅ ｂｙ ａ ｎｅｗｌｙ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｍｏｄｅｒ－
ａｔｅｌｙ ｈａｌｏｐｈｉｌｉｃ ａｎｄ ａｌｋａｌｉ－ｔｏｌｅｒａｎｔ Ｇｒａｃｉｌｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ
［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｂｉｏｃｈｅｍ，２０１０，４５（１０）：１７３０－１７３７．［１０］杜文，王谦，王佳堃，等．木聚糖酶基因的体外定向进化［Ｊ］．动物营养学报，２０１３，２５（１０）：２２０２－２２１１．
［１１］Ｓｕｎｎａ Ａ，Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ Ｐ Ｌ．Ａ ｇｅｎｅ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ａ ｎｏｖｅｌ ｅｘ－ｔｒｅｍｅｌｙ ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｌｅ １，４－β－ｘｙｌａｎａｓｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙｆｒｏｍ ａｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ＤＮＡ ｓａｍｐｌｅ［Ｊ］．Ｅｘｔｒｅｍｏ－
ｐｈｉｌｅｓ，２００３，７（１）：６３－７０．
［１２］张桂敏，庄永红，刘婷，等．土壤微生物ＤＮＡ木聚糖酶基因多样性的研究［Ｊ］．土壤学报，２００６；４３（２）：２９５－
２９９．
［１３］Ｚｈａｎｇ Ｇ Ｍ，Ｍａｏ Ｌ Ｗ，Ｚｈａｏ Ｙ Ｊ，ｅｔ ａｌ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ－ｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｌｅ ｘｙｌａｎａｓｅ ｆｒｏｍ ａｎ ａｌｋａｌｉｐｈｉｌｉｃ Ｂａ－ｃｉｌｌｕｓ ｓｐ［Ｊ］．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ Ｌｅｔｔ，２０１０，３２（１２）：１９１５－
１９２０．
［１４］Ｐｏｋａｌａ Ｎ，Ｈａｎｄｅｌ Ｔ Ｍ．Ｒｅｖｉｅｗ：ｐｒｏｔｅｉｎ ｄｅｓｉｇｎ—ｗｈｅｒｅ ｗｅ ｗｅｒｅ，ｗｈｅｒｅ ｗｅ ａｒｅ，ｗｈｅｒｅ ｗｅ＇ｒｅ ｇｏｉｎｇ［Ｊ］．Ｊ Ｓｔｒｕｃｔ Ｂｉｏｌ，２００１，１３４（２）：２６９－２８１．
［１５］Ｓｕｎ Ｊ Ｙ，Ｌｉｕ Ｍ Ｑ，Ｘｕ Ｙ Ｌ，ｅｔ ａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａ ｍｅｓｏｐｈｉｌ－ｉｃ ｆａｍｉｌｙ １１ｘｙｌａｎａｓｅ ｂｙ Ｎ－ｔｅｒｍｉｎｕｓ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｘｐｒｅｓ Ｐｕｒｉｆ，２００５，４２（１）：１２２－１３０．
［１６］杨浩萌，孟昆，罗会颖，等．通过Ｎ端替换提高木聚糖酶的热稳定性［Ｊ］．生物工程学报，２００６，２２（１）：２６－
３２．
［１７］Ｌüｔｈｉ Ｅ，Ｒｅｉｆ Ｋ，Ｊａｓｍａｔ Ｎ Ｂ，ｅｔ ａｌ．Ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｕｔａ－ｇｅｎｅｓｉｓ ｏｆ ａ ｘｙｌａｎａｓｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｘｔｒｅｍｅ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｅＣａｌｄｏｃｅｌｌｕｍ ｓａｃｃｈａｒｏｌｙｔｉｃｕｍ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉ－
ｏｔ，１９９２，３６（４）：５０３－５０６．
［１８］Ｊｅｏｎｇ Ｍ Ｙ，Ｋｉｍ Ｓ，Ｙｕｎ Ｃ Ｗ，ｅｔ ａｌ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｄｅｎｏｖｏｉｎｔｅｒｎａｌ ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ ｂｒｉｄｇｅ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｘｙｌａｎａｓｅ ｆｒｏｍ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ
Ｎｏ．２３６［Ｊ］．Ｊ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，２００７，１２７（２）：３００－３０９．［１９］Ｈａｎ Ｚ Ｌ，Ｈａｎ Ｓ Ｙ，Ｚｈｅｎｇ Ｓ Ｐ，ｅｔ ａｌ．Ｅｎｈａｎｃｉｎｇ
ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａ Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉ ｌｉｐａｓｅ ｂｙ ｅｎｇｉ－
ｎｅｅｒｉｎｇ ａ ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ ｂｏｎｄ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｙｅａｓｔ ｃｅｌｌｓｕｒｆａｃｅ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔ，２００９，８５（１）：１１７－
１２６．
［２０］Ｔｕｒｕｎｅｎ Ｏ，Ｅｔｕａｈｏ Ｋ，Ｆｅｎｅｌ Ｆ，ｅｔ ａｌ．Ａ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆ ｗｅａｋｌｙ ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｍｕｔａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ａ ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ ｂｒｉｄｇｅｉｎ ｔｈｅα－ｈｅｌｉｘ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ｒｅｅｓｅｉ ｅｎｄｏ－１，４－
β－ｘｙｌａｎａｓｅⅡｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｔｈｒｏｕｇｈｓｙｎｅｒｇｉｓｍ［Ｊ］．Ｊ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，２００１，８８（１）：３７－４６．［２１］Ｗａｋａｒｃｈｕｋ Ｗ Ｗ，Ｓｕｎｇ Ｗ Ｌ，Ｃａｍｐｂｅｌｌ Ｒ Ｌ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｉｒｃｕｌａｎｓ ｘｙｌａｎａｓｅｂｙ ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ ｂｏｎｄｓ［Ｊ］．ＰｒｏｔｅｉｎＥｎｇ，１９９４，７（１１）：１３７９－１３８６．
［２２］Ｍａｔｔｈｅｗｓ Ｂ，Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ Ｈ，Ｂｅｃｋｔｅｌ Ｗ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｐｒｏ－ｔｅｉｎ ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｆｒｏｍ ｓｉｔｅ－ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｍｕｔａｔｉｏｎｓ ｔｈａｔｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｅｎｔｒｏｐｙ ｏｆ ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｐ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ ＳｃｉＵＳＡ，１９８７，８４（１９）：６６６３－６６６７．
［２３］Ｃｈａｋｒａｖａｒｔｙ Ｓ，Ｖａｒａｄａｒａｊａｎ Ｒ．Ｅｌｕｃｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｆａｃｔｏｒｓｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅ ｆｏｒ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎｓ：ａ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｇｅｎｏｍｉｃｓ ｂａｓｅｄ ｓｔｕｄｙ［Ｊ］．Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ－
ＵＳ，２００２，４１（２５）：８１５２－８１６１．
［２４］Ｍｒａｂｅｔ Ｎ Ｔ，Ｖａｎ ｄｅｎ Ｂｒｏｅｃｋ Ａ，Ｖａｎ ｄｅｎ Ｂｒａｎｄｅ Ｉ，ｅｔａｌ．Ａｒｇｉｎｉｎｅ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ａｓ ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｐｒｏ－
ｔｅｉｎｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ－ＵＳ，１９９２，３１（８）：２２３９－２２５３．［２５］Ｓｈｉｒａｉ Ｔ，Ｓｕｚｕｋｉ Ａ，Ｙａｍａｎｅ Ｔ，ｅｔ ａｌ．Ｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｃｒｙｓｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｍ－ｐｒｏｔｅａｓｅ：ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ ａｉｄｅｄ ａｎａｌ－
ｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ａｌｋａｌｉｎｅ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ［Ｊ］．Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇ，１９９７，１０（６）：６２７－６３４．
［２６］Ｔｕｒｕｎｅｎ Ｏ，Ｖｕｏｒｉｏ Ｍ，Ｆｅｎｅｌ Ｆ，ｅｔ ａｌ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｒｇｉｎｉｎｅｓ ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｓｅｒ／Ｔｈｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ Ｔｒｉ－ｃｈｏｄｅｒｍａ ｒｅｅｓｅｉ ｅｎｄｏ－１，４－β－ｘｙｌａｎａｓｅⅡｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅｔｈｅｒｍｏｔｏｌｅｒａｎｃｅ ａｎｄ ｓｈｉｆｔｓ ｔｈｅ ｐＨ ｏｐｔｉｍｕｍ ｔｏｗａｒｄｓａｌｋａｌｉｎｅ ｐＨ［Ｊ］．Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｅｎｇ，２００２，１５（２）：１４１－１４５．［２７］Ｍｃｈｕｎｕ Ｎ Ｐ，Ｓｉｎｇｈ Ｓ，Ｐｅｒｍａｕｌ Ｋ．Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ａｎａｌｋａｌｏ－ｔｏｌｅｒａｎｔ ｆｕｎｇａｌ ｘｙｌａｎａｓｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｂｙ ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｅ－
ｖｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｐｉｃｈｉａ ｐａｓｔｏｒｉｓ ａｎｄ Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ［Ｊ］．ＪＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，２００９，１４１（１）：２６－３０．
［２８］Ｘｉａ Ｔ，Ｗａｎｇ Ｑ．Ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｌｉｖｉｄａｎｓ ｘｙｌａｎａｓｅ Ｂ ｔｏｗａｒｄ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ａｌｋａ－
ｌｉｎｅ ｐＨ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．Ｗｏｒｌｄ Ｊ Ｍｉｃｒｏｂ Ｂｉｏｔ，２００９，２５
（１）：９３－１００．
［２９］Ｚｈａｎｇ Ｚ Ｇ，Ｙｉ Ｚ Ｌ，Ｐｅｉ Ｘ Ｑ，ｅｔ ａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ ｘｙ－
ｌａｎａｓｅ ＸＴ６ｂｙ ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｔｅ－ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｍｕ－
ｔａｇｅｎｅｓｉｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２０１０，１０１（２３）：９２７２－９２７８．
［３０］Ｚｈａｎｇ Ｓ，Ｈｅ Ｙ，Ｙｕ Ｈ，ｅｔ ａｌ．Ｓｅｖｅｎ Ｎ－ｔｅｒｍｉｎａｌ ｒｅｓｉ－ｄｕｅｓ ｏｆ ａ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ ｘｙｌａｎａｓｅ ａｒｅ ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｔｏ ｃｏｎｆｅｒｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｎ ｉｔｓ ｍｅｓｏｐｈｉｌｉｃ ｃｏｕｎｔｅｒｐａｒｔ［Ｊ］．
·
５
·
卢毅弘等：造纸用木聚糖酶的基因工程研究进展
Ｐｌｏｓ Ｏｎｅ，２０１４，９（１）：ｅ８７６３２．
［３１］Ｈｏｎｄａ Ｈ，Ｋｕｄｏ Ｔ，Ｈｏｒｉｋｏｓｈｉ Ｋ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｃｌｏｎｉｎｇａｎｄ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｘｙｌａｎａｓｅ ｇｅｎｅ ｏｆ ａｌｋａｌｏｐｈｉｌｉｃ Ｂａ－ｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．ｓｔｒａｉｎ Ｃ－１２５ｉｎ Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ［Ｊ］．Ｊ Ｂａｃｔｅ－
ｒｉｏｌ，１９８５，１６１（２）：７８４－７８５．
［３２］Ｇｈａｎｇａｓ Ｇ Ｓ，Ｈｕ Ｙ Ｊ，Ｗｉｌｓｏｎ Ｄ．Ｃｌｏｎｉｎｇ ｏｆ ａ Ｔｈｅｒ－ｍｏｍｏｎｏｓｐｏｒａ ｆｕｓｃａ ｘｙｌａｎａｓｅ ｇｅｎｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ａｎｄ Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｌｉｖｉｄａｎｓ［Ｊ］．Ｊ Ｂａｃ－
ｔｅｒｉｏｌ，１９８９，１７１（６）：２９６３－２９６９．
［３３］Ｐｏｌｉｚｅｌｉ Ｍ，Ｒｉｚｚａｔｔｉ Ａ，Ｍｏｎｔｉ Ｒ，ｅｔ ａｌ．Ｘｙｌａｎａｓｅｓｆｒｏｍ ｆｕｎｇｉ：ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔ，２００５，６７（５）：５７７－５９１．
［３４］江正强，李里特，李颖．耐热木聚糖酶研究进展［Ｊ］．中国生物工程杂志，２００３；２３（８）：４７－５１．
［３５］Ｚｈａｎｇ Ｇ Ｍ，Ｈｕ Ｙ，Ｚｈｕａｎｇ Ｙ Ｈ，ｅｔ ａｌ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｌｏｎｉｎｇ ａｎｄ ｈｅｔｅｒｏｌｏｇｏｕｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ａｎ ａｌｋａｌｉｎｅ ｘｙ－
ｌａｎａｓｅ ｆｒｏｍＢａｃｉｌｌｕｓ ｐｕｍｉｌｕｓ ＨＢＰ８ｉｎ Ｐｉｃｈｉａ ｐａｓｔｏｒｉｓ
［Ｊ］．Ｂｉｏｃａｔａｌ Ｂｉｏｔｒａｎｓｆｏｒ，２００６，２４（５）：３７１－３７９．［３６］Ｆｕｋｕｓａｋｉ Ｅ，Ｐａｎｂａｎｇｒｅｄ Ｗ，Ｓｈｉｎｍｙｏ Ａ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｘｙｌａｎａｓｅ ｇｅｎｅ（ｘｙｎＡ）ｏｆ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｕｍｉｌｕｓ［Ｊ］．Ｆｅｂｓ Ｌｅｔｔ，１９８４，１７１
（２）：１９７－２０１．
［３７］Ａｎｄｒａｄｅ Ｃ Ｍ，Ｐｅｒｅｉｒａ Ｊｒ Ｎ，Ａｎｔｒａｎｉｋｉａｎ Ｇ．Ｅｘｔｒｅｍｅ－ｌｙ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｏｌｙｍｅｒ－
ｈｉｄｒｏｌｙｔｉｃ ｅｎｚｙｍｅｓ［Ｊ］．Ｒｅｖ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，１９９９，３０（４）：２８７－２９８．
［３８］Ｚｈｏｕ Ｃ，Ｂａｉ Ｊ，Ｄｅｎｇ Ｓ，ｅｔ ａｌ．Ｃｌｏｎｉｎｇ ｏｆ ａ ｘｙｌａｎａｓｅｇｅｎｅ ｆｒｏｍ Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｕｓａｍｉｉ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ［Ｊ］．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２００８，９９
（４）：８３１－８３８．［３９］Ｌａ Ｇｒａｎｇｅ Ｄ Ｃ，Ｐｒｅｔｏｒｉｕｓ Ｉ Ｓ，Ｖａｎ Ｚｙｌ Ｗ Ｈ．Ｅｘｐｒｅｓ－ｓｉｏｎ ｏｆ ａ Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ｒｅｅｓｅｉ ｂｅｔａ－ｘｙｌａｎａｓｅ ｇｅｎｅ
（ＸＹＮ２）ｉｎ Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ［Ｊ］．ＡＥＭ，１９９６，６２（３）：１０３６－１０４４．
［４０］Ｉｒｗｉｎ Ｄ，Ｊｕｎｇ Ｅ Ｄ，Ｗｉｌｓｏｎ Ｄ Ｂ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ａ Ｔｈｅｒｍｏｍｏｎｏｓｐｏｒａ ｆｕｓｃａ ｘｙｌａｎａｓｅ［Ｊ］．ＡＥＭ，１９９４，６０（３）：７６３－７０．
［４１］Ｍａｏ Ｌ，Ｍｅｎｇ Ｐ，Ｚｈｏｕ Ｃ，ｅｔ ａｌ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｃｌｏｎｉｎｇ ａｎｄｈｅｔｅｒｏｌｏｇｏｕｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ａｎ ａｃｉｄ ｓｔａｂｌｅ ｘｙｌａｎａｓｅ ｇｅｎｅｆｒｏｍＡｌｔｅｒｎａｒｉａｓｐ．ＨＢ１８６［Ｊ］．Ｗｏｒｌｄ Ｊ Ｍｉｃｒｏｂ Ｂｉｏｔ，２０１２，２８（３）：７７７－７８４．
［４２］王谦．木聚糖酶基因的体外定向进化及其高拷贝重组酵母的构建［Ｄ］．杭州：浙江大学，２０１２．
［４３］Ｖｉｉｋａｒｉ Ｌ，Ｒａｎｕａ Ｍ，Ｋａｎｔｅｌｉｎｅｎ Ａ，ｅｔ ａｌ．Ｂｌｅａｃｈｉｎｇｗｉｔｈ ｅｎｚｙｍｅｓ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ３ｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎ－
ｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｕｌｐ ａｎｄ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｄｕｓ－
ｔｒｙ，１９８６：６７－６９．
［４４］谢澄，刘明友，陈中豪，等．污染漂白技术的研究进展［Ｊ］．黑龙江造纸，２００１，１：３－５．
［４５］曲音波，高培基，陈嘉川．制浆造纸用木聚糖酶的研究进展［Ｊ］．生物工程进展，１９９８，１８（６）：３６－３９．
［４６］王蕾，王万贵，季祥，等．木聚糖酶在制浆造纸工业中的研究状况［Ｊ］．中国产业，２０１１，（２）：４５－４７．
［４７］周宝．麦草浆生物漂白和改性技术的研究进展［Ｊ］．天津造纸，２００９，３１（３）：２９－３３．
［４８］庞志强，陈嘉川．木聚糖酶和化学漂剂协同处理对ＫＰ浆漂白性能的影响．中国造纸学会第十五届学术年会
论文集，２０１２．
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木聚糖酶及其应用 姓名：程婷婷学号：20083768 班级：食品科学与工程专业08级本科2班摘要：木聚糖是一种多聚五碳糖，是植物半纤维素的主要成分，是仅次于纤维素的第二丰富的可再生资源。木聚糖木聚糖结构复杂，完全降解需要多种酶的参与，其中β-1，4-内切木聚糖酶能够以内切方式作用于木聚糖主链产生不同长度的木寡糖和少量的木糖，是木聚糖降解酶系中最关键的酶。木聚糖酶是可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶,在食品、制浆造纸、饲料等行业上有着广阔的应用前景.本文主要从木聚糖酶的分类、特性及其应用等方面进行阐述。 关键词：木聚糖酶；分类；特性；应用 木聚糖是以木吡喃糖为单位的由β-1， 4键连接的半纤维素，富含于阔叶树和大多数一年生植物体内，是一种重要的可再生资源，仅次于纤维素。它多为异聚多糖，结构变化范围很大，从β-1，4糖苷键相连接的多聚木糖线性分子到高度分枝的异质多糖。目前，木聚糖酶主要由微生物生产，已报道能生产木聚糖酶的微生物有丝状真菌、细菌和链霉菌等。微生物产生的木聚糖酶具有多样性，即常常产生不止一种类型的木聚糖酶，而且这些木聚糖酶的特性也存在差异。木聚糖酶可广泛应用于食品、制浆造纸、饲料等行业。 1木聚糖酶的分类 1.1木聚糖酶 木聚糖酶是指能够降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称，主要包括三类:内切-β-1,4一木聚糖酶，作用于木聚糖和长链木寡糖，从β-1,4一木聚糖主链的内部切割木糖苷链，从而使木聚糖降解为木寡糖，其水解产物主要为木二糖与木二糖以上的寡聚木糖，也有少量的木糖和阿拉伯糖;外切-β-1,4一木聚糖酶，作用于木聚糖和木寡糖的非还原端，产物为木糖; β-木糖苷酶,该酶通过切割木寡糖末端而释放木糖残基[1]。 1.2根据所水解的木聚糖苷键类型 木聚糖酶可分为β-1,4糖苷键木聚糖酶和β-1,3糖苷键木聚糖酶两类。陆上植物的木聚糖酶均属β-1,4糖苷键木聚糖酶，而β-1,3糖苷键木聚糖酶大都
木聚糖酶研究进展 刘亮伟 河南农业大学生命科学学院 郑州 450002 文化路 95 号llw321@https://www.doczj.com/doc/838403789.html, 科学技术的进步给21世纪的人类带来了便利,也给人类带来了前所未有的压力：人口膨胀、能源危机、环境污染、资源匮乏，所有这些问题的本源是能源危机。与能源匮乏相矛盾，自然界通过光合作用赋予人类大量可再生资源：如纤维素和半纤维素，作为继纤维素后第一大生物资源的半纤维素在农业和木材工业中是常见的废弃物，它作为可再生资源的一个有利条件是它比纤维素更易于提取和水解。秸秆中半纤维素含量占其总干重的25～50%，其化学结构较纤维素复杂得多，由D-木糖通过β-1,4-糖苷键相连成的主链和少量L-阿拉伯糖侧链所组成[1]，这种D-木糖单元在硬木和软木中平均聚合度分别是150－200和70－130，要得到能够利用的单糖必须通过以木聚糖酶为主的半纤维素酶系协同作用进行水解而完成[2]。 内切-1,4-β-木聚糖酶（E.C 3.2.1.8）是一种内切糖苷酶，能够水解木聚糖这类自然界中最丰富的半纤维素，同自然界中五碳糖的循环相联系，在能量循环中占有重要地位。在古代人们就已经在生产过程中间接地利用各种酶进行生产：如酿酒、制作奶酪、烘焙面包、修饰淀粉等。1986年，Viikarri发现了木聚糖酶在纸浆漂白和造纸工业中能够降低环境污染物品的用量[3]，伴随着人类对于可持续性发展和环境的重视，木聚糖酶在工业上的应用明显增加，在1997-2002年间的5年中，纸浆造纸业用酶由1.0亿美元增加到1.92亿元，增长率为16.2%，是所有酶制品行业中增长率最快的。 1木聚糖酶的应用 1.1在纸浆造纸工业中应用 木聚糖酶最重要的用途是在纸浆造纸工业中对于纸浆的漂白。因为环境污染最大的来源是纸浆造纸工业中的废水。根据资料显示仅仅美国每年用于纸浆漂白的氯化物或次生氯化物用量就有200多万吨[4]。因为纸浆漂白污水中含有有毒物质，并且这些物质能在生态系统的生物和非生物组成中积累，如氯苯、氯二苯和其它氯化木质素次生物[5; 6]。这些化学物质对环境危害很大，据有关研究显示既便是远离造纸厂10公里以外的鱼群都会受到纸浆漂白污水中有害物质的负面影响[7]，这种受到污染的鱼可以直接或间接地影响人类的身体健康。木聚糖酶的作用就是对木聚糖进行水解从而加快了纸浆中木质素的释放，色素物质所以能够比较容易地从纤维素中释放出来。经实验证实，木聚糖酶的漂白效果比木质素降解酶好得多，这是因为木质素大部分交联在半纤维素上，而半纤维素比木质素更容易解聚[8]。利用木聚糖酶相应地比其它酶进行多聚物降解时，碳水化合物水解速度要快2-3倍[9]。经木聚糖酶处理后的纸浆漂白可以降低20%-40%漂白剂用量 [10]。
基因工程药物发展进程 药剂3班张楠 07106330 学习了药学分子生物学后，我对基因工程药物产生了浓厚的兴趣，通过生物化学和分子生物学的学习以及课下翻阅相关资料，让我对基因工程药物有了新的认识： 1 基因工程药物 基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。在医学和兽医学中应用正逐步推广。 以乙型病毒性肝炎（以下简称乙肝）疫苗为例，像其他蛋白质一样，乙肝表面抗原（HBSAg）的产生也受DNA调控。利用基因剪切技术，用一种"基因剪刀"将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来，装到一个表达载体中，所谓表达载体，是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来；再把这种表达载体转移到受体细胞内，如大肠杆菌或酵母菌等；最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖，生产出大量我们所需要的HBSAg（乙肝疫苗）。 目前有很多基因工程对人类的贡献典例。长期以来，医学工作者在防治乙肝方面做了大量工作，但曾一度陷于困境。乙肝病毒（HBV）主要由两部分组成，内部为DNA，外部有一层外壳蛋白质，称为HBSAg。把一定量的HBSAg注射入人体，就使机体产生对HBV抗衡的抗体。机体依靠这种抗体，可以清除入侵机体内的HBV。过去，乙肝疫苗的来源，主要是从HBV 携带者的血液中分离出来的HBSAg，这种血液是不安全的，可能混有其他病原体[其他型的肝炎病毒，特别是艾滋病病毒（HIV）]的污染。此外，血液来源也是极有限的，使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪，远不能满足全国的需要。基因工程疫苗解决了这一难题。与上述的血源乙肝疫苗相比，基因工程生产的乙肝疫苗，取材方便，利用的是资源丰富的大肠杆菌或酵母菌，它们有极强的繁殖能力，并借助于高科技手段，可以大规模生产出质量好、纯度高、免疫原性好、价格便宜的药物。在小孩出生后，按计划实施新生儿到六个月龄内先后注射三次乙肝疫苗的免疫程序，就可获得终身免疫，免受乙型肝炎之害。正是基于1996年我国已有能力生产大量的基因工程乙肝疫苗，我国才有信心遏制这一威胁人类健康最严重、流行最广泛的病种。这是基因工程药物对人类的贡献典例之一。 基因工程药物另一个重要应用就是干扰素的生产。当人或动物受到某种病毒感染时，体内会产生一种物质，它会阻止或干扰人体再次受到病毒感染，故人们把此种物质称为干扰素（Interfero,简称IFN），是1957年英国科学家多萨克斯（Lossaacs）和林德曼（Lindenmann）在研究流感病毒干扰现象时发现的。干扰素具有广谱抗病毒的效能，是一种治疗乙肝的有效药物，国际上批准治疗丙型病毒性肝炎的药物只有它。但是，通常情况下人体内干扰素基因处于"睡眠"状态，因而血中一般测不到干扰素。只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时，人体内的干扰素基因才会"苏醒"，开始产生干扰素，但其数量微乎其微。即使经过诱导，从人血中提取1mg干扰素，需要人血8000ml，其成本高得惊人。据计算：要获取1磅（453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。使大多数病人没有使用干扰素的能力。1980
附件一: 新疆农业大学 专业文献综述 题目: 木聚糖酶及其应用 姓名: 全莉 学院: 食品科学与药学学院 专业: 食品科学与工程 班级: 食科112班 学号: 114031226 指导教师: 蓬焕明职称: 副教授 20012 年12 月20 日 新疆农业大学教务处制
木聚糖酶及其应用 姓名：全莉指导老师：蓬焕明 摘要：木聚糖是一种多聚五碳糖，是植物半纤维素的主要成分，是仅次于纤维素的第二β-1，4-内切木聚糖酶能够以内切方式作用于木聚糖主链产生不同长度的木寡糖和少量的木糖，是木聚糖降解酶系中最关键的酶。木聚糖酶是可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶,在食品、制浆造纸、饲料等行业上有着广阔的应用前景.本文主要从木聚糖酶的分类、特性及其应用等方面进行阐述。 关键词：木聚糖酶；分类；特性；应用 引言：丰富的可再生资源。木聚糖木聚糖结构复杂，完全降解需要多种酶的参与，其中木聚糖是以木吡喃糖为单位的由β-1， 4键连接的半纤维素，富含于阔叶树和大多数一年生植物体内，是一种重要的可再生资源，仅次于纤维素。它多为异聚多糖，结构变化范围很大，从β-1，4糖苷键相连接的多聚木糖线性分子到高度分枝的异质多糖。目前，木聚糖酶主要由微生物生产，已报道能生产木聚糖酶的微生物有丝状真菌、细菌和链霉菌等。微生物产生的木聚糖酶具有多样性，即常常产生不止一种类型的木聚糖酶，而且这些木聚糖酶的特性也存在差异。木聚糖酶可广泛应用于食品、制浆造纸、饲料等行业。 正文： 1 木聚糖酶的分类 1.1木聚糖酶 木聚糖酶是指能够降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称，主要包括三类:内切-β-1,4一木聚糖酶，作用于木聚糖和长链木寡糖，从β-1,4一木聚糖主链的内部切割木糖苷链，从而使木聚糖降解为木寡糖，其水解产物主要为木二糖与木二糖以上的寡聚木糖，也有少量的木糖和阿拉伯糖;外切-β-1,4一木聚糖酶，作用于木聚糖和木寡糖的非还原端，产物为木糖; β-木糖苷酶,该酶通过切割木寡糖末端而释放木糖残基[1]。 1.2 根据所水解的木聚糖苷键类型 木聚糖酶可分为β-1,4糖苷键木聚糖酶和β-1,3糖苷键木聚糖酶两类。陆上植物的木聚糖酶均属β-1,4糖苷键木聚糖酶，而β-1,3糖苷键木聚糖酶大都存在于海藻及海洋生物中。按木聚糖酶的序列同源性和疏水族，木聚糖酶分别属于糖苷水解酶的两个家族，即F家族(10家族)和G家族(11家族),属于同一家族的木聚糖酶催化区域具有同源性，可以根据已知家族的酶来推测未知酶的催化特性[2]。F家族的木聚糖酶分子量高，结构复杂，通常生成较小的低聚糖，该家族的木聚糖酶可以作用于对硝基苯和对硝基苯纤维二糖，与底物结合需要较少数量的点;G家族的木聚糖酶则对木聚糖有很高的特异性。 1.3 依据木聚糖酶对底物的特异性 木聚糖酶可分为特异性木聚糖酶和非特异性木聚糖酶。特异性木聚糖酶特异作用于木聚糖底物，非特异性酶除作用于木聚糖外，还能作用于纤维素及人工底物，称双功能酶。
基因工程技术的现状和前景发展 摘要 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 基因工程应用于植物方面 农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物，目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆，**提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。 基因工程应用于医药方面 目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。目前，应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段；专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂，最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒，修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。 基因工程应用于环保方面
蛋白类木聚糖酶抑制剂研究进展 专业：09生物工程班级：09级1班作者:许斌指导老师：龚妍春 摘要：木聚糖酶已广泛应用于饲料、食品加工、纸浆漂白等领域, 然而近年研究小麦等谷物中存在一种能抑制木聚糖酶活性的蛋白质性质的成分, 称为木聚糖酶抑制蛋白。木聚糖酶抑制蛋白具有多型性, 但不同类型抑制蛋白都只作用于外源木聚糖酶,而对谷物内源性木聚糖酶没有抑制作用。这就对木聚糖酶应用领域中酶功效的发挥提出了挑战: 抑制蛋白的存在是否影响外加木聚糖酶的作用? 本文综述了三类木聚糖酶抑制蛋白的分子结构抑制特性，阐明蛋白类抑制剂与木聚糖酶之间的互作机理, 为最大限度的发挥木聚糖酶功效奠定理论基础。简要介绍了木聚糖酶抑制蛋白对谷物的影响作用。 关键词:木聚糖酶;木聚糖酶抑制蛋白;抑制特性 1.引言 木聚糖作为植物中的一种主要的非淀粉多糖，含量仅次于纤维素，是自然界中第二大丰富的多聚糖。木聚糖是植物细胞壁多糖中半纤维素的主要成分，主链由D- 吡喃型木糖残基通过B-1, 4-糖苷键连接而成，主链上一般还带有少量的乙酰基、葡萄糖醛酸基、阿拉伯糖基等侧链取代基[1]。内切B-1-4木聚糖酶(EC3.2.1.2，简称木聚糖酶) 是专一性水解木聚糖主链的酶，将大分子木聚糖降解成低聚木糖、木二糖及少量的木糖，木聚糖酶主要由微生物产生，但一些藻类、原生动物、甲壳类动物和植物等也能产生木聚糖酶。根据催化结构域氨基酸的同源性和疏水簇分析法，木聚糖酶可分为GH10家族（包括植物酶类、真菌酶类和细菌酶类等）和GH11家族（包括真菌酶类和细菌酶类）2个家族。已知的禾谷类所产的木聚糖酶都属于GH10 家族，而微生物产生的木聚糖酶则属于F10 或G11 两个家族[2]。木聚糖除了在饲料工业中应用之外，在造纸制浆、食品加工等领域均有涉及。然而, 近年的研究发现微生物木聚糖酶的活性在体外试验中会被来自小麦等谷物的一种蛋白质性质的成分所抑制, 这种成分即木聚糖酶抑制蛋白。由于实验室应用试验所加木聚糖酶的量总是大于实际应用过程中的酶用量, 因此可以推测实际应用中外加的木聚糖酶也会受到基质中抑制蛋白的抑制作用, 从而影响用酶工艺过程[3]。许多有益微生物产生的木聚糖酶已经广泛应用于饲料面包焙制淀粉加工纸浆生物漂白等领域，而植物病原菌的木聚糖酶有方面作用:
基因工程药物发展的历史及启示 吴岚晓1,郭坤元1,秦 煜2 (11第一军医大学珠江医院血液科,广东广州510282;21第一军医大学南方医院创伤骨科,广东广州510282) 摘要:基因工程诞生20余年,运用于医药行业,研制和开发基因工程药物,已取得长足进展。迄今为止,已有近100 个基因工程新药上市,并有数百种正在研制和开发中。可以预计,基因工程药物的发展具有无比强大的生命力。 就基因工程药物发展史进行概述,会从中得到许多启示。 关键词:基因工程;药物;科学;技术 中图分类号:R-02 文献标识码:A 文章编号:1002-0772(2002)12-0011-03 Developing History and the E nlightenment of G enetic E ngineering Drug W U L an-xiao,GUO Kun-yuan,QIN Y u (1.Depart ment of Hem atology,Zhujiang Hospital,First Military Medical U niversity,Guangz hou510282,China;2. N anf ang Hospital,First Military U niversity,Guangz hou510282,China) Abstract:G enetic engineering has made remarkable development in the area of drug production and research since it ap2 peared twenty years ago.More than100new geneitc engineering drugs have been used in clinic,and more drug-projects are undergoing.It can be predicted that genetic engineering drug will make more and more influence in people’s life.A perspective view about genetic engineering drug developing history was made in this article and some philosophic opinions inspired from it were discussed. K ey Words:genetic engineering;drug;science;technology 1 基因工程原理和技术 基因工程是在分子水平上人工改造生物遗传性,创造世间新的生物物种技术,亦称DNA重组或分子克隆,包括基因和载体的制备、切割和连接,重组DNA的转移、表达及产物分离等。基因的制备方法有,多聚酶链反应、互补文库、基因组文库、染色体DNA的酶切分离、酶合成法和化学合成法等,迄今为止,已制备人胰岛素、人尿激酶、人生长激素、人α-干扰素及生长因子等多种药物的基因。载体是能将外源性目的基因运输至宿主细胞的小分子DNA,目前大抵有细菌质粒、嗜菌体DNA及病毒DNA构建人工载体,如pBR322、Charon系列、Cos2 mid、反转录病毒、腺病毒及其相关病毒的DNA,此外,尚有酵母人工染色体DNA,及哺乳动物人工染色体DNA等。载体和含目的基因的DNA分别经限制性内切酶切割后,两者混合通过连接酶连接构成重组DNA,经转化、转导、转染、激光打孔、微注射或基因枪等技术,可转移至宿主内,获得基因工程细胞,后者经培养和表达,即可产生相应的基因工程药物。近年来还发现不用载体也不重组,将编码完整的DNA片段或mRNA直接注射内实现完全表达,表明非重组DNA和mRNA可被细胞直接吸收和表达,既简化了基因操作程序,也修正了基因工程基本概念,又促进了基因工程药物的发展,同时还为基因治疗提供了新理论和新途径。 2 基因工程药物发展的历史 应用基因工程技术,研制和开发的药物称为基因工程药物。它是通过重组DNA技术将治疗疾病的蛋白质、肽类激素、酶、核酸和其他药物基因转移至宿主细胞进行繁殖和表达,最终获得相应药物。包括蛋白质类生物大分子、初级代谢产物,如苯丙氨酸及丝氨酸等以及次生代谢产物抗生素等。自20世纪70年代初基因工程药物诞生以来,基因工程药物发展十分迅速。 ? 1 1 ? 医学与哲学2002年12月第23卷第12期总第259期
题目：基因工程的现状与发展趋势专业：13食品科学与工程 学号：132701105 姓名：盛英奇 日期：2015/7/1
【摘要】从20世纪70 年代初发展起来的基因工程技术，经过40多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。生物学成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 【关键词】基因工程技术；应用；前景；现状 一、墓因工程的原理及研究内容 基因工程是人们在揭示生命之谜的过程中建立起来的。早在300多年前，人们就发现，世界上生物尽管种类繁多，千姿百态，但都是细胞(如肉眼看不见的细菌等微生物)或者是由细胞构成的(如现存的200多万种多细胞动植物)。人们还发现，生物有遗传和变异的特征，遗传保证了生物种类的延续不断，变异则赋予生物种的进化，保证生物种类对环境的适应。而生物的所有特性及遗传变异都是由生物体细胞内的遗传物质所决定的，这种遗传物质就是被科学家称之为脱氧核糖核酸(简称DNA)的大分子物质，一般位于生物的细胞核内。DNA是由许多核昔酸连接而成的高分子化合物，如把DNA比喻成长链条，核昔酸就是组成这链条的一个个环节。生物细胞核内的DNA分子是由两条成对的多核昔酸长链互相缠人类开始学会干预生物的变异，即通过杂交、筛选等方式改变生物物种的某些特性，使之有利于人类，如水稻、小麦等作物的育种，家禽家畜优良品系的培育等，它是通过动植物父、母本交配繁殖时，生殖细胞内DNA上相应性状基因互相间可能出现的交换来实现的，这种交换的概率是人们不能控制的，所以选种的过程较为缓慢，需几年乃至几十年的时间，而且亲缘关系相差较远的生物种之间很难杂交。而本世纪}o年代初诞生的基因工程，则是按照人类的需要，从某种生物体的基因组中，分离出带有目的基因(即所需基因)的DNA片段，运用重组DNA技术，对这些DNA片段进行体外操作，把不同来源的基因按照设计的蓝图，重新构成新的基因组(即重组体)，再将重组DNA分子插入到原先没有这类DNA 片段的受体细胞(亦称宿主细胞)的DNA上，并使其不仅能“安家落户”，而且能“传种接代”，即能准确地把该外源基因的遗传特性在新的细胞(宿主细胞)里增殖和表达出来。就像一台机器上的零部件拆下来安装到另一台机器上。在生物体中，这种生命零件就是基因。因为用的是工程技术的方法原理，故称基因工程，亦叫遗传工程。用这种方法所形成的杂种DNA分子与神话中的那种狮首、羊身、
21卷1期2005年1月 生 物 工 程 学 报 Chinese Journal o f Biotechnology V ol.21 N o.1 January 2005 Received :July ,13,2004;Accepted :September ,16,2004. This w ork was supported by G rant from Chinese National Programs for H igh T echnology Research and Development (863)(N o.2001AA214041). 3C orresponding author.T el :86210268975126;E 2mail :yaobin @https://www.doczj.com/doc/838403789.html,. cn 国家高技术研究与发展计划(863计划)项目资助(N o.2001AA214041)。 木聚糖酶分子结构与重要酶学性质关系的研究进展 R ecent Advances in Structures and R elative E nzyme Pro 2 perties of X ylanase 杨浩萌1 ,姚 斌 13 ,范云六 2 Y ANG Hao 2Meng 1,Y AO Bin 13and FAN Y un 2Liu 2 11中国农业科学院饲料研究所, 北京 10008121中国农业科学院生物技术研究所,北京 100081 11F eed Research Institute ,Chinese Academy o f Agricultural Sciences ,Beijing 100081,China 21Biotechnology Research Center ,Chinese Academy o f Agricultural Sciences ,Beijing 100081,China 摘 要 木聚糖是一种多聚五碳糖,是植物细胞中主要的半纤维素成分。木聚糖酶是可将木聚糖降解成低聚木糖和木糖的水解酶,它在饲料、造纸、食品、能源工业和环境科学上有着广阔的应用前景。随着分子生物学、结构生物学的发展及蛋白质工程的应用,对木聚糖酶结构和功能的研究不断深入。这里重点阐述与酶的活性、热稳定性、作用pH 、等电点、底物亲和性及催化效率等重要性质相关的分子结构研究进展,讨论了其进一步的研究发展方向。研究木聚糖酶结构与功能的关系,对进一步加深木聚糖酶作用机制的了解、指导木聚糖酶的分子改良有重要意义。关键词 木聚糖酶,结构与功能,催化残基,热稳定性,pH 性质,底物亲和性中图分类号 Q556 文献标识码 A 文章编号100023061(2005)0120006206 Abstract X ylanase can hydrolyze xylans into xyloolig osaccharides and D 2xylose ,and has great prospect for applications in feed industry ,paper and pulp industry ,food industry and environment science.The study of xylanase had been started in 1960’s.W ith the development and application of the new technologies ,such as m olecular biology ,structural biology and protein engi 2neering ,many progresses have been made in the research of structures and functions of xylanase.This paper reviews the research progress and trend in the structure correlating with the im portant properties of xylanase.Analyses of three 2dimensional structures and properties of mutants have revealed that glutam ine and aspartic acid residues are inv olved in the catalytic mechanism.The therm ostability of xylanase correlated with many factors ,such as disulfide bridges ,salt bridges ,aromatic interactions ,cotent of arginine and proline ,and some multidomain xylanase have therm ostability domains in N or C term inal.But no single mechanism is responsible for the remarkable stability of xylanase.The isoelectic points and reaction pH of xylanase are in fluenced by hydropho 2bicity and content of electric charges.M any researches had dem onstrated that aromatic am ino acid ,histidine ,and tryptophan play an im portant role in im proving enzyme 2substrate affinity.The researches of structures and functions of xylanase are of great signifi 2cance in understanding the catalytic mechanism and directing the im provement of xylanase properties to meet the application requirement. K ey w ords xylanase ,structure and function ,catalytic residures ,therm ostability ,pH properties ,substrate affinity
木聚糖酶的研究及应用前景 （张海珍1吴萍2） （张海珍江苏省灌云县伊山高级中学 222200 吴萍安徽科技学院生命科学院 233100） 摘要：对木聚糖酶的特性及其在国内外的研究进展作了介绍，详细阐述了木聚糖酶在造纸、食品、饲料、酿酒、烘烤等工业及其在生产单细胞蛋白、生物制药、液体或气体燃料、糖浆、饮料等方面的巨大潜力及十分诱人的应用前景。 关键词：木聚糖酶特性研究进展应用前景 木聚糖酶（endo—1,4—β—D—xylan xylanohydrolase, EC. 3. 2. .1. 8）是一类以内切方式降解木聚糖分子中的β—1 ,4--木糖苷键的水解酶类。该酶在造纸工业上可用于预漂纸张，提高木素溶出率，改善纸张性能且减少环境污染。在食品工业中利用木聚糖酶降解半纤维素的主要成分，木聚糖生产低聚木糖具高附加的产品。在饲料工业中可提高饲料的能量值和禽。畜对饲料的利用率，并且在饮料和制药，溶剂，糖浆，气体或液体燃料等行业中也具有巨大潜力，其前景十分诱人。因此，木聚糖酶的开发具有重要的经济和社会价值意义。 1．木聚糖酶的特性 木聚糖酶（endo—1,4—β—D—xylan xylanohydrolase,EC·3·2·1·8）是一类以内切方式讲解木聚糖分子中的β—1，4—木糖苷键的水解酶类。包括内切β—木聚糖酶、外切β—木聚糖酶和β—木二糖苷酶。其主要水解产物为木二糖和木二糖以上的低聚木糖，还有少量木糖和阿拉伯糖。[1] 木聚糖酶按其序列同源性和疏水族分析属于糖苷水解酶的两个家族，即F家族（10家族）和G家族（11家族），属于同一家族的木聚糖酶催化区域具有同源性，可根据已知家族的酶来推测未知酶的催化特性。F家族的木聚糖酶分子量高，复杂，通常产生较小的聚糖；F家族则具有较高的特异性[4,10]。 木聚糖酶体（xylanosome）是在微生物表面分离到的多酶复合体。[2]这些复合体在半纤维素的降解中起重要作用。现在已知能够产木聚糖酶的微生物包括细菌、真菌、黑曲霉、木霉等。不同来源的木聚糖酶催化特性是有差异的，它们各自有其不同的PH值和最适温度。已证实放线菌和细菌的最适生长和产酶PH 接近于中性；耐碱性杆菌PH值在9—10；而真菌却较适合酸性条件[15]，且能分泌胞外木聚糖酶的水平高于酵母菌[10,11,12]和细菌[2,13]，从而格外引起研究人员的关注。
第28卷第6期 2009年11月 食品与生物技术学报 Journal of Food Science and Biotechnology V ol.28 N o.6N ov. 2009 文章编号:1673 -1689(2009)06-0727-06 收稿日期:2008-02-17 基金项目:河南省科技攻关资助项目(072102220001),江苏省自然科学基金资金项目(BK2007067). 作者简介:刘亮伟(1967-),男,河南长葛人,工学博士,副教授,主要从事微生物酶学理性改造方面的研究。 Email:llw 321@y https://www.doczj.com/doc/838403789.html, F /10木聚糖酶研究进展 刘亮伟1 , 杨海玉1 , 胡瑜1 , 李相前 2 (1.河南农业大学生命科学学院,河南郑州45002;2.淮阴工学院生命科学与化学工程学院,江 苏淮安223001) 摘 要:木聚糖酶广泛应用在食品加工、纸浆漂白、饲料添加剂、工业乙醇的生产,生物转化等领域。相对于G/11木聚糖酶,F/10家族在稳定性、耐酸性和耐碱性方面更有优越性,本文综述了该家族木聚糖酶的相关基因,酶分子空间结构及催化机理等基本特性,特别对热稳定性属性及基因 工程改造其稳定方面进行了详细说明,为进一步进行酶分子改造和应用提供借鉴。关键词:木聚糖酶;热稳定性;空间结构;基因工程中图分类号:Q 55 文献标识码:A A Review of F/10Xylanase LIU Liang -w ei 1 , YANG H a-i yu 1 , H U Yu 1 , LI Xiang -qian 2 (Colleg e of L ife Sciences o f Henan A g riculat rual U niver sity,Zheng zhou 450002,China; 2.H uaiyin Institute of T echno log y ,H uaian 450003,China) Abstract:Xy lanase is w idely used in biotechnolog y related areas,such as food processing,pulp bio -bleaching,anim al feed additive,ethanol pr oduction,bio -conversio n,and so https://www.doczj.com/doc/838403789.html, pared w ith G/11x ylanase,F/10xy lanase is mo re advantageous in thermostability,acidic resistance and alkaliphilic ability.T his manuscript review ed the related genes,enzy me 3D structure,cataly sis mechanism of this family,especially abo ut its therm ostability and g enetic engineering,w hich is useful for further investigatio n of property and deeper usage in industries. Key words:F/10x ylanase,therm ostability,structure,genetic engineering,catalysis m echanism 木聚糖酶(EC 3.2.1.8)水解木聚糖的 -1,4-糖苷键,与自然界中第二大能源物质-半纤维素的降解和五碳糖的循环利用相联系。现在木聚糖酶广泛应用于工业生产中:啤酒酿造、面包烘焙、动物饲料、生物漂白、乙醇生产、生物转化等。由于环境多样性,造成不同生物来源的木聚糖酶在理化特性,结构,催化模式和底物特异性等方面具有多样性。已经发现木聚糖酶分布在5,7,8,10,11,43等家族 的糖苷水解酶中。根据催化结构域的氨基酸组成,大部分木聚糖酶属于F/10和G/11木聚糖酶两大家族。G/11木聚糖酶多为单结构域,相对分子质 量一般小于30000,产物中寡聚糖含量较多,而单糖成分较少,酶最适温度50~60 ,在空间结构上呈 右手半握状 。F/10木聚糖酶则含有较多结构域,不仅有催化结构域,还存在纤维素结合结构域(Ce-l lulo se Binding Domain:CBD),相对分子质量一般
我国基因工程药物的发展现状 以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术在近几十年来的发展中受到了全球科技界和企业界的普遍关注，有许多专家认为21世纪将是生命科学的世纪。现代生物技术之所以能受到各界的重视，一方面是由于现代生物技术发展迅速，用途广泛，生物技术的应用范围已遍及医药、农业、食品、能源、环保等各个领域；另一方面是由于现代生物技术可以解决人类发展所面临的许多难题，如人口膨胀、粮食短缺、资源枯竭、环境污染等。人们越来越认识到了生物技术在全球经济进程中的重要性和必要性。由于生物技术是以生物(动物、植物、微生物、培养细胞等)为基本资源，因此其原料具有再生性，同时生物系统生产产品产生的污染物少，对环境的破坏性很小或几乎没有，重组微生物甚至还可以消除环境中的污染物。 基因工程(genetic engineering )又称基因拼接技术和DNA重组技术。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体 细胞内复制、转录、翻译表达的操作。 基因工程制药的出现是因为，许多药品的生产是从生物组织中提取的，受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若利用基因工程将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物， 不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
一、产业现状及地位 1989年，中国批准了第一个在中国生产的基因工程药物一一重组人干扰素，标志着中国生产的基因工程药物实现了零的突破。重组人干扰素是世界上第一个采用中国人基因克隆和表达的基因工程药物，也是到目前为止唯一的一个中国自主研制成功的拥有自主知识产权的基因工程一类新药。从此以后，中国基因工程制药产业从无到有，不断发展壮大。1998年，中国基因工程制药产业销售额已达到了7.2 亿元人民币。截止1998年底，中国已批准上市的基因工程药物和疫苗产品共计15种。国内已有30余家生物制药企业取得了基因工程药物或疫苗试生产或正式生产批准文号。 根据1997年对全国452从个事生物技术研究、开发和生产的单位进行的通讯调查结果，截止1996年底，中国已有8种基因工程药物和疫苗商品化（包括试生产），1996年基因工程药物和疫苗销售额约为2.2亿元人民币，仅占同期全国医药生物技术产品年销售额21.16亿元人民的10.4%。然而可喜的是，中国基因工程制药产业发展迅猛，年销售额已从1996年的2.2亿元人民币增长到1998年的7.2亿元人民币，年均增长率高达80%预计2000年中国基因工程药物销售额将达到22.8亿元人民币。 基因工程在制药业中具有广阔的发展前景，中国的基因制药行业 已经初具规模，但与世界发达国家存在差距，主要表现在具有自主知识产权的产品较少，产业规模小、经济效益低。基因制药产业面临着历史性的机遇，主要表现在政府支持、资源丰富、基因信息公开、国际交流
学号 1234567 基因工程课程论文 （ 2013 届本科） 题目：基因工程技术发展历史、现状及前景 学院：农业与生物技术学院 班级：生物科学 091 班 作者姓名： X X X 指导教师： XXX 职称：教授 完成日期： 2013 年 3 月 16 日 二○一三年三月
基因工程技术发展历史、现状及前景 摘要：生物学已是现代最重要学科之一，而从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的发展与进步，已成为生物技术的核心。基因工程技术现应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等诸多领域。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程技术及相关领域将成为21世纪的主导产业之一。 关键词：基因工程技术、发展历史、现状、前景 引言 基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说，基因工程是指在基因水平上的遗传工程，它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源遗传物质在其中"安家落户"，进行正常复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。基因工程具有以下几个重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖，能够跨越天然物种屏障，把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中，而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系，这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是，一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增，这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA，而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞-DNA 的技术称为“基因系治疗”，通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何，改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。 一、基因工程技术的发展历史 （一）基因工程发展简述 人类与动物的许多病害都是由单细胞原核生物——细菌引起的。在一段时间，细菌成为人类的第一大杀手，成千上万的生命被其感染吞噬。虽然青霉素以及磺胺类等搞菌药物的出现拯救了无数的生命，但是，好景不长，青霉素使用不到期10年，即在世界上20世纪50年代中期，就发现了严重的细菌抗药性，并且这种抗药性还具有“传染性”，也就是说，一种细菌的抗药性可以传给另一种细菌。
基因工程药物研究与应用新进展 郭小周 生物技术药物(biotech drugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体，以组合化学、药学基因（功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在，世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期，生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域，尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用，生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。 摘要：自20 世纪70 年代基因工程诞生以来,以DNA重组技术为核心的现代生物技术一直是人们研究的热点，本文主要介绍了基因药物的定义、获得途径、一些前沿技术以及基因药物的应用与发展前景。 关键词:生物技术药物基因工程药物基因发展前景 1. 引言 近年来1953年Waston和Crick发现遗传物质DNA的双螺旋结构，给整个生物学乃至整个人类社会带来了一场革命。此后，一系列有关遗传信息即基因研究的成果很快的向应用和开发拓展。1972年，美国斯坦福大学P.Berg博士研究小组使用EcorRⅠ,第一次在体外获得了包括SV40 DNA和λ噬菌体DNA的重组DNA分子。1973年，S.Cohen等将两中分别编码卡那霉素和四环素的抗性基因相连，构建出重组的DNA分子，然后转化大肠杆菌，获得了既抗卡那霉素又抗四环素的转化子菌落，这是第一次成功的基因克隆实验，标志着基因工程的诞生。1977年Boyer首次获得生长激素抑制因
子的克隆，1982年第一个基因工程重组产品——人胰岛素被批准应用，进入市场。迄今为止，已有50多种基因工程药物上市，近千种处于研发状态。基因工程药物已经形成一个巨大的高新技术产业，产生了不可估量的社会效益和经济效益，由于基因药物的出现，可以大大改善人类的生命质量，对于一些重大疾病的治疗将会有新的突破。 2 基因工程 2.1 基因 基因是脱氧核糖核酸（DNA）分子上的一个特定片段。不同基因的遗传信息，存在于各自片段上的碱基排列顺序之中。基因通过转录出的信使使核糖核酸（mRNA），知道合成特定的蛋白质，使基因得以表达。 2.2 基因工程 基因工程是利用重组ＤＮＡ技术，在体外对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出需要的基因产物。 3 基因药物 基因工程药物又称生物技术药物,是根据人们的愿望设计的基因,在体外剪切组合,并和载体DNA 连接,然后将载体导入靶细胞(微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞) ,使目的基因在靶细胞中得到表达,最后将表达的目的蛋白质纯化及做成制剂,从而成为蛋白类药或疫苗。 基因工程药物的本质是蛋白质，生产基因工程药物的方法是：将目的基因连接在载体上，然后将导入靶细胞（微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞），使目的基因在靶细胞中的到表达，最后将表达的目的蛋白质提纯做成制剂，从而成为蛋白类药或疫苗。若目的基因直接在人体组织靶细胞表达，就称为基因治疗。 利用基因工程技术生产药品的优点在于：大量生产过去难以获得的生理活性物质和