Биосенсоры: основы и приложения - Тёрнер Э.
Скачать (прямая ссылка):
как трудно получить чистый и устойчивый препарат фермента in vitro, и,
кроме того, для поддержания его активности необходимы другие компоненты
бактериальной клетки. К их числу относятся кофакторы и продукты
метаболизма клетки-хозяина, восстанавливающие фермент. Предпринимались
попытки восстанавливать фермент электрохимически, однако скорое решение
этой проблемы маловероятно. Альтернатива же состоит в использовании
иммобилизованных целых микроорганизмов вместо очищенного фермента. Такие
микроорганизмы в принципе могут быть улучшены генетическим
манипулированием, о чем свидетельствуют следующие примеры. Содержание в
клетке фермента, необходимого для сенсора, может быть увеличено
настолько, что он будет составлять большую часть клеточного белка.
7-1145
98
Глава 7
Генная инженерия позволяет также создавать микроорганизмы с повышенным
потреблением субстрата (так легче приводить его в контакт с ферментом) и
тем самым улучшить параметры отклика и чувствительность сенсора. Можно
также изменить локализацию в клетке представляющего интерес фермента.
Так, если в бактерии локализовать его в периплазматическом пространстве,
это также облегчит доступ субстрата. Наконец, можно модифицировать гены,
кодирующие стенку используемых микроорганизмов, чтобы последние легче
было прикреплять к поверхности сенсора или чтобы улучшился перенос
электрона к ней. Эта идея представляется несколько умозрительной,
поскольку пока что трудно представить, какие именно генетические
изменения необходимы для достижения желаемого эффекта. Как и в белковой
инженерии, такое применение генной инженерии предполагает предварительное
знание физиологии и генетики конкретного микроорганизма, следовательно,
для этих целей наиболее пригодны хорошо охарактеризованные виды
микроорганизмов, в том числе те, в которые с помощью генной инженерии
вводят и экспрессируют интересующие исследователей гены.
7.4. Выводы
Нет сомнений в том, что генная инженерия будет играть определенную роль в
развитии биосенсоров, как и во многих других областях биотехнологии.
Необходимость коммерческого выпуска этих устройств уже осознана. Однако
биосенсоры с улучшенными с помощью генетических манипуляций
характеристиками, видимо, появятся лишь в сенсорных системах второго
поколения. Финансирование этих исследований будет проводиться за счет
прибыли от тех приборов, которые вскоре появятся на рынке.
ЛИТЕРАТУРА.
1. Adams S.L, Alwine J.C., De Crombugghe В., Postan I. Use of recombinant
plasmids to characterise collage RNAs in normal and transformed chick
embryo fibroblasts. J. Biol. Chem., 254, 4935-8 (1979).
2. Ameyama М., Shinagawa E., Matsushita K., Adachi O. D-Glucose
dehydrogenase of Gluconobacter suboxydans. Solubilisation, purification
and characterization. Agricultural and Biological Chemistry, 45, 851-61
(1981).
3. Barth P. T. RP4 and R300B as wide host range plasmid cloning vehicles.
In Plasmids of medical, environmental, and commercial importance (eds. K.
N. Timmis, A. Puhler). Elsevier, North Holland,
1979.
4. Bolivar F. Molecular cloning vectors derived from the Col El type
prasmid, pMBl. Life Sciences, 25, 807-17 (1979).
5. Brammar W. J. Vectors based on bacteriophage lambda. In Genetic
Engineering (ed. R. Williamson), vol. 3, 53- 80. Academic Press, New
York, 1982.
6. Daibadie-McFarland G" Gohen L W., Riggs A.D., Morin C., Itakura K.,.
Richards J.H. Oligonucleotide-directed mutagenesis as a general and
powerful method for studies of protein functions. Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 79, 6409-13 (1982).
7. Dalton H., Prior S. D., leak D. J., Stanley S. H. Regulation and
Control of Methane Monooxygenase. In Microbial growth on С, compounds
(eds. R. L. Crawford, R. S. Hanson), pp. 75-82. ASM, Washington, 1984.
8. D'Costa E. J., Higgins I. J., Turner A. P. F. Quinoprotein glucose
dehydrogenase and its application in an amperometric glucose sensor.
Biosensors (accepted), 2 (1986).
9. Duine J.A., Frank J. Methanol dehydrogenase: A quinoprotein. In
Microbial growth on Cj compounds (ed. H. Dalton), pp. 31-41. Heyden,
London, 1981.
10. Duine J.A., Frank J., Van der Meer R. Different forms of quinoprotein
aldolase-(glucose-)dehydro-genase. Archives of Microbiology, 31, 27-31
(1982).
11. Kessler C., Neumaier T.S., Wolf W. Recognition sequences of
restriction endonucleases and methy-lases-a review. Gene, 33, 1-102
(1985).
12. Maxam A.M., Gilbert W. Sequencing end-labelled DNA with base specific
chemical cleavages. In
Генная инженерия
99
Nucleic acids, Part 1. Methods in Enzymology 65 (eds. L. Grosman, K.
Moldave), pp. 499- 560. Acad. Press, New York, 1980.
13. Messing J., Vieira J. A new pair of M13 vectors for selecting either
DNA strand of double digest restriction fragments. Gene, 19, 269-76
(1982).
14. Old R. W., Primrose S. B. Principles of genetic engineering (3rd
edn). Blackwell Scientific, Oxford, 1985.
15. Sanger F., Nicklen S., Coulson A. R. DNA sequencing with chain
