基因工程在生化方面的問題

Question

請問各位大大以下幾個問題:
1.基因工程在抗生素生產中的應用
2.基因工程在胺基酸和維生素生產中的應用
3.基因工程在生物製品製造中的應用
4.基因工程在新藥研究中的應用

小弟本身已詳細去找過，但還無法理解，煩請各位大大幫我一下~謝謝

Answer 1

1.自一九七四年基因工程在細菌的使用宣佈成功、分子生物工程的開展不過十年，美國威斯康辛大學、孟山多公司等產官學單位相繼投入基因轉殖作物的發展。華盛頓大學、孟山多公司與比利時團隊爭先恐後的在一九八三年發表抗抗生素的煙草與花卉基轉作物，有助於作物抵抗病毒傳染。
延續著前期綠色革命主角DDT的使命，分子生物學與基因工程在育種工程的初鳴也是以抵抗作物天敵為最初嘗試的手段。以比利時與孟山多公司兩個團隊當年的發表為例，兩者皆是成功的創造可以抵抗抗生素卡那黴素（kanamycin）的煙草與牽牛花基轉作物。不同於動物的生理分子機制，抗生素原本是以不會傷害動物身體為原則、用來抑制病菌生長的藥物，卻會傷害一般植物與病菌類似生理分子機制的生長，於是這些基轉作物便可以在施以抗生素、抑制植物病菌與雜草的環境下生存。
2. 胺基酸
　　蛋白質的組成成分—胺基酸，在食品工業中具有廣泛的用途 (表九)，可以用作助鮮劑 (味精)、抗氧化劑和營養補充劑。目前，全世界每年的胺基酸產量超過五十萬噸，年銷售額三十多億美元，其中麩胺酸的產量占胺基酸總產量的一半以上。
表九 胺基酸在食品工業中的用途




胺基酸
用途

丙胺酸 (Ala)
增鮮劑

天鬥冬胺酸 (Asp)
增鮮劑、增甜劑

半胱胺酸 (Cys)
生產麵包、抗氧化劑

麩胺酸 (Glu)
增鮮劑

甘胺酸 (Gly)
增甜劑

組胺酸 (His)
抗氧化劑

離胺酸 (Lys)
食品添加劑

苯丙胺酸 (Phe)
增甜劑
　　胺基酸的大規模工業化生產，主要有蛋白質降解和微生物發酵兩種方法。用於大規模發酵生產胺基酸的高產菌株一般是由以下兩種方法獲得：
(1) 利用傳統誘變技術改良棒狀細菌的野生株，這種方法雖然隨機性很大，但依靠簡便靈敏的篩選模型，可從野生菌中分離出大量高產突變株，其中相當多的突變株目前仍在發酵工業中廣泛應用。
(2) 利用DNA重組技術建構高產工程菌，相對傳統誘變技術而言，其優點是：第一，能特異性地高效表現胺基酸生物合成途徑中的限速步驟控制基因；第二，能將胺基酸的生物合成控制在細菌的最佳生長階段；第三，能將棒狀桿菌有效的胺基酸生物合成和分泌系統移殖到易於培養控制且生長迅速的其他細菌 (如大腸桿菌) 中。
　　目前，胺基酸工程菌的建構方面的研究主要集中在以下三方面：
(1) 藉助於基因轉殖與表現技術，將胺基酸生物合成途徑中的限速基因導入生產菌中，應用增加基因劑量或更換表現調控元件，強化其在受體菌中的表現。導入的限速酶基因既可以是生產菌自身的內源基因，也可以是來自非生產菌 (如大腸桿菌) 的外源基因。
(2) 採取類似的方法，強化表現胺基酸輸出系統的關鍵基因，或者降低某些基因產物的表現速率，最大限度地解除胺基酸及其生物合成中間產物對其生物合成途徑，可能造成的反饋抑制。
(3) 將一種完整的胺基酸生物合成操縱子導入另一種胺基酸的生產菌中，建構能同時合成兩種甚至多種胺基酸的工程菌。
3.相關製藥技術上，微生物所目前在在慢性肝炎、肝硬化，和肝癌基因工程治療藥物上有不少成果，包括以HBV病毒特選月生月太與人源gp96融合蛋白藥物以及第一代和第二代高純度人工復合干擾素(consensus interferon modified,CIM)與集成干擾素。
微生物所並宣稱，該技術因具有更高受體結合之親和力，並且比現有干擾素具有更高的生物穩定性，同時，其純化技術經細胞實驗證明，療效比美國Amgen的
復合干擾素高出2～5倍，達到1*1012單位/mg。
在健康食品應用開發上，樓曉東舉出了包括人超氧化梅（hSOD）基因克隆與表達技術，不僅可大規模用於hSOD量產，其活性因子並可避免某些異種SOD可能引起的過敏反應，同時可用於早產兒氧中毒症的解毒藥及治療關節炎等炎症的非類固醇類消炎藥。
此外，還包括木聚糖梅研發與應用、珍稀藥用絲狀真菌培養技術、以及可廣泛應用於食品、醫藥、化妝品的海藻糖開發及應用。
4.中央研究院生醫所所長陳垣崇當選本屆中研院院士，他是全球第一個發現罕見疾病「龐貝症」遺傳機轉的學者，他研發的新藥已進入第三期臨床試驗，台灣可望參與；他在生醫所也繼續帶領糖尿病、年輕人高血壓、早發性乳癌等常見疾病的基因研究，目前進行基因鑑定的基礎工作。
新生兒發生龐貝症的機率近四萬分之一，估計台灣每年約有十個新生兒罹患這種遺傳疾病，最快一年內，台灣就可以參與跨國性的酵素新藥第三期臨床試驗，如果新藥上市，患者每星期靜脈注射一次酵素，即可治療這種罕見疾病。

Answer 2

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