生物化学与生物医药化学

酶的定向进化、合成生物学

定向进化通过反复变异与筛选，利用模拟自然选择的实验循环改进生物分子。

直觉直觉：核心思想

定向进化通过反复变异与筛选，利用模拟自然选择的实验循环改进生物分子。

探索示意模型；它用于说明概念，不能替代实验依据。

定义: 核心概念

典型循环包括构建变体库、表达、筛选或选择目标性质，并将改良序列用于下一轮。合成生物学将元件与线路组合成设计系统。

定向进化可采用易错PCR、重组或组合突变；筛选速度和通量往往比文库规模更重要。

例题: 应用概念

筛选1000个变体，其中10个达到预定活性阈值，保留比例是多少？

解答

保留比例为 $10/1000=0.01$ ，即1%。这只是筛选统计，并不证明入选变体在最终应用中表现良好。

\text{library}\rightarrow\text{screen/select}\rightarrow\text{improved variant}\rightarrow\text{next round}

每轮以选择放大变异。景观隐喻解释了改良变体为何可能陷入局部最优而远离全局最优。

合成生物学结合标准化元件、自动化与定量表征；当设计不足时再用定向进化调节元件与通路。