662 431 Molecular Biotechnology Application of molecular biotechnology in biocatalysis อ. ดร. วีระ ปิยธีรวงศ์

Slides:



Advertisements
งานนำเสนอที่คล้ายกัน
Strength of Materials I EGCE201 กำลังวัสดุ 1
Advertisements

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.เฉลย ภูมิพันธุ์ มหาวิทยาลัยราชภัฏร้อยเอ็ด
E-COMMERCE WEBSITE Smartzap Co., Ltd.. Company Profile บริษัท สมาร์ทแซป จำกัด ก่อตั้งเมื่อปี 2543 (13 ปี ) ในช่วงยุค Internet เพิ่ง เริ่มต้น เป็นบริษัทที่ดำเนินงานทางด้าน.
John Rawls  John Rawls is the most famous American social contract theorist argued that “Justice is fairness” He Thought human natural have a appropriate.
FORMATION & ENGINEERING USE OF SOILS
THE PARTS OF A FLOWERING PLANT AND THEIR FUNTION.
Set is a basic term in Mathematics. There is no precise definition for term “set”, But roughly speaking, a set is a collection of objects, Things or symbols,
Finite and Infinite Sets, Null set
Texture การประมวลผลภาพแบบดิจิตอล Ian Thomas
INC 551 Artificial Intelligence Lecture 2. Review Environment Action Sense, Perceive Make Decision Agent World Model Deliberative Agent.
จำนวน สถานะ NUMBER OF STATES. ประเด็นที่ สนใจ The number of distinct states the finite state machine needs in order to recognize a language is related.
INTELLECTUAL CAPITAL : IC Group 3: Tipada Subhasean Nongluk Charoeschai Nerisa Wangkarat
Supreeya Wongtra-ngan,MD.,MHPEd. CLINICAL COMPETENCIES  Factual Knowledge  Technical Skill  Problem Solving Skill  Communication Skill  Manners &
Chapter 10 : Finalizing Design Specification
Graphical User Interface charturong.ee.engr.tu.ac.th/CN208
Braille OCR Mobile Application
Human Resource Management
รู้จักกับเทคโนโลยี RFID เบื้องต้น
Marketing to Business.
VARIABLES, EXPRESSION and STATEMENTS. Values and Data Types Value เป็นสิ่งพื้นฐาน มีลักษณะเป็น ตัวอักษร หรือ ตัวเลข อาทิ 2+2 หรือ “Hello world” Value.
อาจารย์ มธ. อธิบายการใช้ โมเดลของ
Chapter 5: Functions of Random Variables. สมมติว่าเรารู้ joint pdf ของ X 1, X 2, …, X n --> ให้หา pdf ของ Y = u (X 1, X 2, …, X n ) 3 วิธี 1. Distribution.
ระบบการจัดเก็บในคลังสินค้า
: Chapter 1: Introduction 1 Montri Karnjanadecha ac.th/~montri Image Processing.
Color Standards A pixel color is represented as a point in 3-D space. Axis may be labeled as independent colors such as R, G, B or may use other independent.
ออโตมาตาจำกัด FINITE AUTOMATA
REGULAR EXPRESSION การบรรยายแบบสม่ำเสมอ
Plant growth, development and differentiation (6 hr)
Gene expression and signal transduction (4 hr)
Bioplastics and Biobased polymeric composites
Positive Accounting Theory
1 Stability studies of amphetamine and ephedrine derivatives in urine อาจารย์ที่ปรึกษา อ. ดร. พัลลพ คันธิยงค์ นางสาวดรุณรัตน์ แก้วมูล รหัสนักศึกษา
Inductive, Deductive Reasoning ผศ.( พิเศษ ) น. พ. นภดล สุชาติ พ. บ. M.P.H.
Course Software Engineering SE Overview and Introduction.
INC341 Steady State Error Lecture 6.
        วงจรดิจิตอลลอจิก 3(2-1-3)
MK380 Marketing Information System
ผศ.ดร.สุพจน์ นิตย์สุวัฒน์
การออกแบบและพัฒนาซอฟต์แวร์ บทที่ 7 การทดสอบโปรแกรม
Modern Management นำเสนอโดย อาจารย์มุกดา ยี่หวา คณะบริหารธุรกิจ.
Basic Principle of Chemotherapy of Infection
Chapter 20 Expert System Chapter 20 Expert System Artificial Intelligence ดร. วิภาดา เวทย์ประสิทธิ์ ภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ คณะ วิทยาศาสตร์
8/3/2014The Realities of software Testing1 Software testing Realities What is the realities of software testing Why does the software testing not complete.
Merchant Marine Training Centre วิชาการเป็นเลิศ เชิดชู คุณธรรม ผู้นำ.
บทที่ 2 งบการเงินพื้นฐาน BASIC FINANCIAL STATEMENTS 2.
July Lecture Side Lecture by Suradet Tantrairatn Lecturer and Researcher Chapter Four June 2010 Definitions, Goals, and Objective.
Merchant Marine Training Centre วิชาการเป็นเลิศ เชิดชู คุณธรรม ผู้นำ.
Enhanced Entity-Relationship Model © Pearson Education Limited 1995, 2005.
Intervention Method for NCD Control กัณหา เกียรติสุต สำนักงานป้องกันควบคุมโรคที่ 6 ขอนแก่น.
Algorithm Efficiency There are often many approaches (algorithms) to solve a problem. How do we choose between them? At the heart of computer program.
วิธีการ Auto ship.
Mini KM.
Within the nucleus lies the chemical called deoxyribonucleic acid (or DNA; ดีเอ็นเอ ). This chemical codes for the characteristics of living things. For.
8 Identifying Market Segments and Targets
STACK ADT By Pantharee S.. Stack Model  A list with the restriction that insertions deletions can be performed in only one position (LIFO)  Push – insert.
1-1: Software Project Management การจัดการโครงงานซอฟต์แวร์ Software Project Management การจัดการโครงงานซอฟต์แวร์ ความหมายการจัดการโครงงาน.
ผู้ให้สัมมนา นายธเนศ เกษศิลป์ รหัส ภาควิชานิติวิทยาศาสตร์
การบริหารการประเมินผลการปฏิบัติงาน Performance Management
การสร้าง WebPage ด้วย Java Script Wachirawut Thamviset.
Dianne J. Hall David B. Paradice James F. Courtney Proceedings of the 34th Hawaii International Conference on System Sciences
ทุนทางปัญญา Intellectual Capital KM743 Session 3.1
วันที่ 3 กรกฎาคม 2555 Forecasting technique การพยากรณ์
Chapter 3 Simple Supervised learning
Chapter 1/1 Arrays. Introduction Data structures are classified as either linear or nonlinear Linear structures: elements form a sequence or a linear.
An Online Computer Assisted Instruction Development of Electronics Devices Subject for Learning Effectiveness Testing By Assoc.Prof. Suwanna Sombunsukho.
Physical Chemistry IV The Ensemble
 Mr.Nitirat Tanthavech.  HTML forms are used to pass data to a server.  A form can contain input elements like text fields, checkboxes, radio-buttons,
Kapi’olani Community College
Natural Selection and Mutation
Year 9 Term 1 Foundation (Unit 1) INTEGERS, ROUNDING AND PLACE VALUE
ใบสำเนางานนำเสนอ:

662 431 Molecular Biotechnology Application of molecular biotechnology in biocatalysis อ. ดร. วีระ ปิยธีรวงศ์

Advantages of enzymes as biocatalysts การเร่งปฏิริยาเคมีความจำเพาะสูง ทำงานที่อุณหภูมิไม่สูง ใช้พลังงานไม่มาก ทำงานได้ตั้งแต่ช่วง pH 2-12 ปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่จะให้ผลิตภัณฑ์เป็นหลัก มี byproducts ออกมาน้อย ไม่มีความเป็นพิษ (ถ้าใช้อย่างถูกวิธี) สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ถูกย่อยสลายโดยธรรมชาติ

Disadvantages of enzymes as biocatalysts การทำงานไม่มีเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง, pH ต่ำหรือสูงจนเกินไป และทำงานในสารละลายอินทรีย์ เอนไซม์บางชนิดจะถูกยับยั้งการทำงานโดยไอออนของโลหะหนัก ถูกย่อยสลายเอนไซม์ proteases เอนไซม์บางชนิดยังมีราคาแพง

Approaches to engineering enzyme activity Rational protein design (computer-aided molecular modeling and site-directed mutagenesis) Directed evolution (random mutagenesis / recombination and screening / selection method) Semi-rational protein design

Applications of enzyme engineering Improving enzyme activity Changing enzyme substrate specificity and selectivity Enhancing enzyme stability Altering enzyme mechanism

Rational protein design (I) Usually requires both the availability of the structure of the enzyme and knowledge about the relationships between sequence, structure and mechanism Using molecular modeling, it has been possible to predict how to increase the selectivity, activity and the stability of enzymes

Rational protein design (II) Amino acid substitutions are often selected by sequence comparison with homologous sequences. Comparison of the three-dimensional structures of mutant and wild-type enzymes are necessary to ensure that a single mutation is really site-directed.

Rational protein design (III) Protein structure Planning of mutants & Site-directed mutagenesis Vector containing mutated genes Transformation in E. coli Protein expression & purification Mutant enzymes

Rational Design Using Site-Directed Mutagenesis (I) Saturation mutagenesis is basically a site-directed mutagenesis protocol adapted to the use of degenerate oligonucleotides (NNN or NNK mutagenic cassettes, with N = A, T, G, C and K = G, T for instance) to introduce a full diversity (the 20 amino acids) at a given position.

Genetic code

Rational Design Using Site-Directed Mutagenesis (II) degenerated codons introduced by PCR; (B) overlap PCR assembly (C) set of degenerated gene fragments (D) cloning into an expression vector.

Examples of enhance thermostability The removal of asparagine residues in α-amylase The introduction of more rigid structural elements such as proline into α-amylase and D-xylose isomerase Addition of disulfide bridges to stabilize hen lysozyme

Directed evolution (I) It mimics the process of Darwinian evolution in the test tube, combining mutagenesis and recombination with selection or screening for improved variants with the desired characteristics. The main advantage is that the enzyme’s properties and functions can easily be engineered even without any knowledge of the structure.

Directed evolution (II) Random mutagenesis of the gene encoding the catalyst or recombination of gene fragments The variants are analysed on the basis of the properties of interest by either screening or selection. The gene(s) encoding the improved variants are identified and then used to parent the next round of directed evolution

Directed evolution (III) The ultimate goal of directed evolution is to accumulate improvements through repetitive rounds of mutagenesis and identification.

Directed evolution (IV)

Random Mutagenesis Using Error-Prone PCR A starting gene is amplified over a million fold in an imperfect copying process that generates uncontrolled errors. The technique is a variation of standard PCR using unbalanced deoxyribo-nucleotides concentrations, high Mg2+ concentration, Mn2+, low annealing temperatures, or a high number of cycles which are all error-triggering factors

Error-Prone PCR (A) gene amplification under error triggering conditions; (B) set of mutated gene fragments; (C) cloning into an expression vector

PCR & ep-PCR

Recombination of gene fragment using Gene Shuffling The recombination of homologous genes harvested from nature. the parental genes have been preselected by natural evolution as functional; hence their progeny has a good chance of containing improved genes due to additive or synergistic combinations. Fragmentation step of the parental genes followed by the random reassembly of parental gene segments

Gene Shuffling DNAse I fragmentation of parental genes; assembly of recombined genes using outer primers; (C) cloning into an expression vector.

Directed evolution of some enzymes