酶的化学修饰基本原理及修饰酶的基本性质
酶分子的化学修饰
作用： （1）提高酶活力 （2）增加酶的稳定性 （3）降低抗原抗体反应
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根据修饰分子的大小和对酶分子的作用方式，可分为 大分子的非共价修饰和大分子的共价修饰两类。
（1）大分子的非共价修饰 使用一些能与酶非共价地相互作用而又能有效地保护
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二、酶化学修饰的基本要求：
决定化学修饰成败的关键是修饰的专一性， 尽量少破坏必需基团，得到高的酶活力回 收。为此，有时需要通过反复试验来确定。
选择修饰剂 选择酶反应条件 反应的专一性
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三、酶分子化学修饰的主要方法
（一）酶分子的主链修饰 （二）酶分子的侧链基团修饰 （三）酶分子的化学交联修饰 （四）酶分子的大分子结合修饰 （五）酶分子的亲和标记修饰 （六）酶分子的基因修饰 （七）与辅助因子相关的修饰
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侧链基团修饰的主要作用
1.探测酶和蛋白质的必须氨基酸残基的性 质和数目。
2.用于酶蛋白的纯度的分析与鉴定
3.探索酶蛋白作用的化学机理
4.用于酶蛋白分子的固定化
（三）酶分子的化学交联修饰 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
概念：既可以酶分子内部亚基之间，也可 以在分子与分子之间。
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（二）酶分子的侧链基团修饰
概念：采用人工方法使酶蛋白的氨基酸残基的侧 链基团与修饰剂发生化学反应，从而改变酶分子 的性质和功能的修饰方法称为侧链修饰基团。
选择性修饰试剂必须要与多肽链中某—种特定的 氨基酸残基侧链基团发生化学反应，并形成紧密 共价结合。酶分子中经常被修饰的氨基酸残基侧 链基团有：巯基、氨基、羧基、咪唑基、羟基、 酚基、胍基、吲哚基、硫醚基及二硫键等。
酶的化学修饰
酶化学修饰的基本原理
3．抗蛋白水解酶 酶分子的基本结构是蛋白质，所以易受蛋
白酶的攻击而遭破坏。蛋白酶一般是作用于某 些特定氨基酸残基之间的酰胺键，修饰这些氨 基酸残基，可以阻止蛋白酶对这些酰胺键的攻 击。另外，交联于酶分子上的大分子修饰剂能 产生空间障碍，阻止蛋白酶接近攻击点，起到 “遮盖”敏感键的作用。
三、酶化学修饰方法的设计
酶化学修饰的基本原则都是充分利用修 饰剂所具有的各类化学基团的特性，直接或 经过一定的活化过程后与酶分子上的某种氨 基酸残基产生化学反应。
设计酶化学修饰方法时 的注意事项
a. 对修饰剂的要求 在选择修饰剂时一般要求修饰剂有较大的分子
量，良好的生物相容性和水溶性，修饰剂分子表面 有较多的反应活性基团，与氨基酸残基形成的共价 键稳定，容易鉴定 。
酶改造的两个水平
基因水平：有目的的改变基因中的核苷酸顺序， 从而改变酶的氨基酸顺序，以期获得化学结构更 为合理的酶蛋白。这是蛋白质工程的研究内容。
蛋白质水平：人们用化学法或酶法对已合的酶 的结构进行改造，一方面是切除部分肽链和置换 某些氨基酸，另一方面是使酶分子中的某些氨基 酸残基与一些化学试剂反应，加上一些特定的基 团，即酶的化学修饰。由于后一方面技术较为简 单，容易见效，所以这方面的工作做得最多。
高碘酸氧化法
由于反应产物A不稳定，所以用四氢硼钠还原成稳定产物B。用四氢硼钠还原 的反应比较激烈，对酶活性影响较大，因此可在酶与右旋糖酐之间加一个手臂来 减少酶的失活，如加一个联苯胺。
四、修饰剂及修饰反应
1．糖及糖的衍生物
（1）右旋糖酐及右旋糖酐硫酸酯 右旋糖酐是由α -葡萄糖通过α -1,6-糖苷键形
成的高分子多糖，具有较好的水溶性和生物相容性， 可用作代血浆。右旋糖酐硫酸酯是右旋糖酐分子中 的羟基与硫酸成酯而得。多糖链上的双羟基结构经 活化后可与酶分子上的自由氨基结合。双羟基的活 化除溴化氰法外，还有高碘酸氧化法。高碘酸能通 过氧化邻双羟基结构而将葡萄糖环打开，形成的高 活性醛基与酶分子上的氨基反应，使右旋糖酐和酶 共价结合。
第三章酶的化学修饰
第三章酶的化学修饰第一节酶的分子修饰一、酶的化学修饰原因1、稳定性2、酶反应的最适条件3、酶的专一性4、米式常数过大5、临床应用的特殊要求6、酶种类的限制改变酶特性有两种主要的方法：1)通过分子修饰的方法来改变已分离出来的天然酶的活性。
2)通过基因工程方法改变编码酶分子的基因而达到改造酶的目的。
二、酶分子修饰通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰。
即在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团（物质），特别是具有生物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。
三、酶分子修饰的意义⏹提高酶的活力⏹增强酶的稳定性⏹降低或消除酶的抗原性⏹研究和了解酶分子中主链、侧链、组成单位、金属离子和各种物理因素对酶分子空间构象的影响化学修饰效果举例用纤维蛋白的专一性单克隆抗体修饰尿激酶，使其溶血栓性提高了100倍。
用乙醛酸修饰胰凝乳蛋白酶的表面氨基，形成亲水性的α－NHCH2COOH后，该酶对60℃热处理的稳定性增高了1000倍。
超氧化物歧化酶(SOD)、L-谷氨酰胺酶、L-天门冬酰胺酶、尿酸酶等用PEG(聚乙二醇)修饰后，完全消除了酶的抗原性和免疫原性，减慢了它们在动物血液循环中被清除的速度，酶的活力可以保存15％-45％。
四、酶化学修饰的基本原理1、如何增强酶天然构象的稳定性与耐热性修饰剂分子存在多个反应基团，可与酶形成多点交联。
使酶的天然构象产生“刚性”结构。
2、如何保护酶活性部位与抗抑制剂大分子修饰剂与酶结合后，产生的空间障碍或静电斥力阻挡抑制剂，“遮盖”了酶的活性部位。
3、如何维持酶功能结构的完整性与抗蛋白水解酶酶化学修饰后通过两种途径抗蛋白水解酶：A 大分子修饰剂产生空间障碍阻挡蛋白水解酶接近酶分子。
“遮盖”酶分子上敏感键免遭破坏。
B 酶分子上许多敏感基团交联上修饰剂后，减少了受蛋白水解酶破坏的可能性。
4、如何消除酶的抗原性酶蛋白氨基酸组成的抗原决定簇，与修饰剂形成了共价键。
酶的化学修饰
第五章酶分子的化学修饰主要内容：●酶的活性中心●酶化学修饰的目的●酶化学修饰的原理●酶化学修饰的设计●酶化学修饰的应用第一节酶的活性中心（active site）一、活性中心的概念P12酶的必需基团(essential group): 与酶活性有关的基团酶的活性中心(active center): 由必需基团构成的与酶催化活性有关的特定区域.酶的必需集团在一级结构上并不互相毗邻，往往分散在氨基酸系列中，甚至分布在不同肽链上。
当肽链盘曲、折叠形成空间结构时，互相隔离的必需基团彼此靠近，集中在酶分子表面而形成具有三维结构的特定区域。
该区域能与底物结合并发挥催化作用，故称酶的活性中心(active center)活性部位（active site）。
对于结合酶来说，辅酶或辅基参与酶活性中心的组成。
活性中心的重要化学基团——7种氨基酸出现的频率最高：Lys、Asp、Glu、Cys、His、Tyr和Ser（兰天果拌猪肉丝）。
某些功能基团（氨基、羧基、巯基、羟基和咪唑基）是酶的必需基团。
图释左图：丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪唑基右图：天冬氨酸和谷氨酸的羧基、赖氨酸的氨基、酪氨酸和丝氨酸的羟基。
二、活性中心的共性P12(1)活性部位只占酶分子很小的一部分（1-2%）。
(2)活性部位是一个三维实体(entity)(3)活性中心位于酶分子表面的疏水性裂缝中。
(4)活性中心构象不是固定不变的（诱导契合）(5)酶与底物通过盐键、氢键、范德华力和疏水作用等次级键结合。
1．The active site takes up a relatively small part of the total volume of an enzyme.左图：肌球蛋白模型。
只显示出α-碳原子，红的为血红素，绿的是两种关键的组氨酸残基。
右图：来自胞质热激蛋白的ATP酶片段的结构图。
ADP（红的）位于两个结构域（黄和蓝的）之间的裂缝中。
酶的化学修饰名词解释是什么
酶的化学修饰名词解释是什么酶是生物体内一类催化剂。
它们是由蛋白质组成的，能够加速生物化学反应的速度，但反应本身不会被改变。
酶的活性与其分子结构密切相关，而化学修饰则是指通过改变酶的分子结构来调节其活性或功能的方法。
在这篇文章中，我们将探讨酶的化学修饰的概念、方法和应用。
一、酶的化学修饰是什么？酶的化学修饰是指通过引入化学基团或小分子到酶的分子结构上，从而改变酶的活性、稳定性或选择性的过程。
化学修饰可以发生在酶的氨基酸残基上，如蛋白质N-或C-端基团，也可以直接作用于酶的辅助因子上。
这些修饰可以是酶天然产生的，也可以是人工合成的，用于改善特定酶的性质或开发新的催化功能。
二、常见的化学修饰方法1. 脱氨基修饰：通过酶的氨基酸残基上的脱氨酶催化作用，去除酶中的氨基基团（如酰胺基、酮基等），从而改变酶的电荷分布和立体结构，进而调节酶的催化活性。
例如，氨基酸的去乙酰化可以通过脱乙酰化酶来实现。
2. 硫醇修饰：利用巯基（-SH）在酶分子中的反应活性，可通过脱氧剂（如巯基还原酶）的作用，降低或增加酶中硫醇含量，从而改变酶的三维结构和活性。
硫醇修饰还可以通过反应性硫醇试剂与酶中的巯基反应，如巯基化合物或含硫醇的小分子，来调节酶的性质。
3. 糖基化修饰：通过酶的氨基酸残基与糖分子发生酯键或糖苷键的形成，将糖基连接到酶分子上，从而改变酶的电荷分布和溶解度，以及与其他分子的相互作用。
糖基化修饰常见于糖基转移酶催化的反应过程中，如糖基转移酶可将糖基转移至酶分子的特定氨基酸残基上。
4. 磷酸化修饰：磷酸添加到酶的氨基酸残基上，通过调节酶的电荷分布和构象来改变酶的活性和功能。
磷酸化修饰对于调控细胞信号传导和调控酶的催化活性具有重要作用。
它可以通过激酶催化磷酸化反应，或者通过磷酸酯酶催化去磷酸化反应，来实现。
三、酶的化学修饰的应用1. 工业应用：通过化学修饰可以改善酶的催化效率、稳定性和选择性，从而提高酶在工业上的应用价值。
名词解释酶的化学修饰
名词解释酶的化学修饰酶的化学修饰是指酶在细胞内经过一系列化学反应，导致其分子结构发生变化，从而改变其生物学活性的过程。
这种修饰过程可以发生在酶的分子内部或表面，并且可以引起酶的活性增加、降低或改变。
以下是对酶的化学修饰的几种主要类型的解释：1.磷酸化磷酸化是一种常见的酶修饰方式，是通过将磷酸基团添加到酶的分子上而实现的。
磷酸化可以影响酶的活性、调节酶的底物特异性、改变酶的分子大小和电荷分布等。
例如，在糖原磷酸化酶的修饰中，磷酸化可以使其活性增加，促进糖原分解为葡萄糖的过程。
2.乙酰化乙酰化修饰是在酶的分子上添加乙酰基团的过程。
这种修饰通常影响酶的活性中心，改变酶对底物的亲和力和催化效率。
例如，在乙酰化转移酶的修饰中，乙酰化可以增加酶对乙酰基团的转移能力，从而促进脂肪酸的合成。
3.甲基化甲基化修饰是在酶的分子上添加甲基基团的过程。
甲基化可以影响酶的活性、调节酶的底物特异性和稳定性。
例如，在组蛋白甲基转移酶的修饰中，甲基化可以影响染色体的结构和基因表达水平。
4.糖基化糖基化是在酶的分子上添加糖链的过程。
糖基化可以改变酶的分子大小、调节酶的溶解性和稳定性、保护酶免受细胞外酶的降解等。
例如，在免疫球蛋白糖基转移酶的修饰中，糖基化可以调节抗体的抗原特异性，影响免疫应答的效果。
5.硫化硫化修饰是在酶的分子上添加硫原子或硫基团的过程。
硫化修饰通常发生在某些金属蛋白酶中，可以影响酶的活性中心和底物特异性。
例如，在胱氨酸蛋白酶的修饰中，硫化可以使其对底物的催化效率提高数百倍。
6.肽化肽化修饰是通过将肽键添加到酶的分子上而实现的。
肽化可以改变酶的分子大小、调节酶的底物特异性和溶解性等。
例如，在胰岛素原的修饰中，肽化可以使其转化为有活性的胰岛素，从而调节血糖水平。
7.氧化还原氧化还原修饰是通过改变酶分子上的氧化态或还原态的硫基团、氮基团或碳基团来实现的。
这种修饰可以影响酶的活性、调节底物特异性、改变酶对氧化剂或还原剂的敏感性。
化学修饰酶的原理
化学修饰酶的原理宝子，今天咱们来唠唠化学修饰酶这个超有趣的事儿。
你想啊，酶就像是身体里或者生物界的一个个小工匠，它们每天忙忙碌碌地催化各种化学反应。
但是呢，有时候这些小工匠也有自己的小脾气，或者说它们的能力还有提升的空间。
这时候，化学修饰酶就登场啦。
酶其实是一种蛋白质，就像盖房子用的小砖头一样，有着独特的形状和结构。
化学修饰酶呢，就像是给这些小砖头进行装修。
比如说，我们可以给酶加上一些化学基团，这就好比给小砖头刷上一层漂亮的漆或者贴上一个小贴纸。
那为什么要这么干呢？一方面呢，这可以改变酶的稳定性。
就像给一个小物件加上一层保护膜一样。
没修饰之前，酶可能在一些不太友好的环境里就容易“生病”，比如说温度稍微高一点或者酸碱度有点变化，它就不好好工作了。
但是经过化学修饰之后呢，它就变得坚强多啦。
就像给一个娇弱的小娃娃穿上了一层铠甲，能在更复杂的环境里蹦跶啦。
那这个化学修饰具体是怎么进行的呢？这就涉及到各种各样的化学反应啦。
就像不同的魔法咒语一样。
比如说，我们可以通过酰化反应，把酰基这个小魔法基团加到酶上面。
这一加呀，酶就像被施了魔法一样，它的性质就发生了改变。
还有磷酸化反应呢，就像给酶加上了一个闪闪发光的小标记，这个小标记会让酶的行为变得不一样。
在生物体内呢，这种化学修饰也是很常见的。
细胞就像一个小小的王国，酶就是这个王国里的小工人。
细胞有时候会根据自己的需求，对酶进行化学修饰，来调节整个细胞的运转。
比如说，当细胞需要快速合成某种物质的时候，它就会对相关的酶进行修饰，让这些酶加把劲干活。
不过呢，化学修饰酶也不是随随便便就能成功的。
就像我们打扮自己一样，要是搭配不好，可能就会适得其反。
如果化学修饰的程度太大或者选择的化学基团不合适，可能会让酶变得不认识自己原来的工作了，甚至完全失去工作能力。
这就像给小砖头贴了太多东西，结果把砖头原本的功能都给破坏了。
总的来说，化学修饰酶就像是一场奇妙的魔法之旅。
我们通过各种化学手段，去改变酶这个神奇的小生物分子，让它能更好地为我们服务，不管是在医疗领域，帮助我们对抗疾病，还是在工业领域，制造出各种各样有用的东西。
酶的化学修饰
第四节 酶的亲和修饰
• 亲和标记：
• 又称专一性的不可逆抑制主要指的是修饰 剂具有与底物相类似的结构，对酶活性部 位具有高度的亲和性，能对活性部位的氨 基酸残基进行共价标记。
• 亲和试剂作为底物类似物应具有的条件： 1）在酶不可逆失活以前，亲和试剂要与酶形 成可逆的复合物 2）没有反应性的竞争性的配体存在 3）试剂的体积不能过大，防止空间障碍的产 生 4）修饰产物稳定，有利于分析
• 酶的化学修饰（chemical modification）： 酶的化学修饰（chemical modification）： • 通过化学基团的引入或除去，使蛋白质共价
结构发生改变。
• 酶选择性化学修饰： • 描述肽链侧链基团被化学试剂专一性地修饰。 描述肽链侧链基团被化学试剂专一性地修饰。
二、酶化学修饰的目的
第三章 酶的化学修饰
酶作为生物催化剂，其高效性和专 一性是其他催化剂无法比拟的，但是天 然酶的半衰期短，不稳定性等问题限制 了它的应用，如何延长半衰期，提高酶 的稳定性，降低抗原性等越来越引起人 们的关注了。酶的化学修饰是可以从分 子的水平上来改造酶，弥补天然酶缺陷 的一种重要的手段。
一、酶化学修饰的概念
1. 研究酶的结构与功能的关系。（50年代末） 研究酶的结构与功能的关系。（50年代末） 2. 人为改变天然酶的某些性质，扩大酶的应用范 围。（70年代末之后） 围。（70年代末之后） 1）提高酶的生物活性（酶活力）。 2）增强酶的稳定性（热稳定性、体内半衰期）。 3）消除抗原性（针对特异性反应降低生物识别能 力）。 4）产生新的催化能力。
②化学修饰数据的分析
•
化学修饰的时间进程分析 根据获得的 时间进程曲线，可以了解修饰残基的性质 和数目、修饰残基与蛋白质生物活性之间 的关系等，实际是通过测定蛋白质的失活 速度常数的测定。大多实验中，修饰剂远 远多于被修饰的残基，可认为是假一级反 应，然后用残余活力的对数对时间作图， 得出失活常数。
酶的化学修饰
酶的化学修饰第一节酶的分子修饰一、酶的化学修饰原因1、稳定性2、酶反应的最适条件3、酶的专一性4、米式常数过大5、临床应用的特殊要求6、酶种类的限制改变酶特性有两种主要的方法：1)通过分子修饰的方法来改变已分离出来的天然酶的活性。
2)通过基因工程方法改变编码酶分子的基因而达到改造酶的目的。
二、酶分子修饰通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的某些特性和功能的技术过程称为酶分子修饰。
即在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团（物质），特别是具有生物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。
三、酶分子修饰的意义⏹提高酶的活力⏹增强酶的稳定性⏹降低或消除酶的抗原性⏹研究和了解酶分子中主链、侧链、组成单位、金属离子和各种物理因素对酶分子空间构象的影响化学修饰效果举例用纤维蛋白的专一性单克隆抗体修饰尿激酶，使其溶血栓性提高了100倍。
用乙醛酸修饰胰凝乳蛋白酶的表面氨基，形成亲水性的α－NHCH2COOH后，该酶对60℃热处理的稳定性增高了1000倍。
超氧化物歧化酶(SOD)、L-谷氨酰胺酶、L-天门冬酰胺酶、尿酸酶等用PEG(聚乙二醇)修饰后，完全消除了酶的抗原性和免疫原性，减慢了它们在动物血液循环中被清除的速度，酶的活力可以保存15％-45％。
四、酶化学修饰的基本原理1、如何增强酶天然构象的稳定性与耐热性修饰剂分子存在多个反应基团，可与酶形成多点交联。
使酶的天然构象产生“刚性”结构。
2、如何保护酶活性部位与抗抑制剂大分子修饰剂与酶结合后，产生的空间障碍或静电斥力阻挡抑制剂，“遮盖”了酶的活性部位。
3、如何维持酶功能结构的完整性与抗蛋白水解酶酶化学修饰后通过两种途径抗蛋白水解酶：A 大分子修饰剂产生空间障碍阻挡蛋白水解酶接近酶分子。
“遮盖”酶分子上敏感键免遭破坏。
B 酶分子上许多敏感基团交联上修饰剂后，减少了受蛋白水解酶破坏的可能性。
4、如何消除酶的抗原性酶蛋白氨基酸组成的抗原决定簇，与修饰剂形成了共价键。
酶分子修饰和改造
三、酶化学修饰的基本原理
1．增强酶天然构象的稳定性与耐热性
• 酶与修饰剂交联后，使酶的天然构象产生“刚性”，不易 伸展打开，从而增强酶的热稳定性。
2．保护酶活性部位与抗抑制剂
• 大分子修饰剂与酶共价交联后，其产生的空间障碍或静电 斥力能有效地阻挡抑制剂对酶的进攻，同时“遮盖”保护 酶活性部位，使抑制剂和酶结合的难度增加，使酶的抗抑 制剂能力增强。
三、举例
3.1 ①线性分子HO-CH2-(CH2-O-CH2)n-CH2-OH； ②具有良好的生物相容性和水溶性； ③在体内无毒性、无残留、无免疫原性； ④末端活化后可与酶产生交联； ⑤覆盖在酶分子表面形成疏松的亲水外壳，导致流体动力学 发生改变。
（一）叠氮法
七、酶修饰方法
1．酶分子侧链基团的化学修饰 2．有机大分子对酶的化学修饰 3．蛋白质类及其他
第二节 酶分子侧链基团的化学修饰
一、几种重要的修饰反应
1.酰化及其相关反应 修饰剂：乙酰咪唑、二异丙基氟磷酸、丹磺酰氯、硫代三氟 乙酸乙酯、O-甲基异脲等。 修饰残基：氨基、羟基、酚基、巯基等。
2．烷基化反应
• 将PEG的末端羟基转化为叠氮基，然后与酶反应。 ⑴PEG甲氧甲酰甲酯制备
⑵PEG酰肼制备
⑶PEG羧甲基叠氮化物制备
⑷活化PEG与酶交联
•
（二）琥珀酸酐法
• 用二溴代琥珀酸酐在温和碱性条件下将PEG活化， 经减压浓缩得活化PEG，可与酶分子上氨基交联。
（三）三氯均嗪法
• PEG经三氯均嗪法活化后，用石油醚抽提或减压蒸 馏，制得活化PEG。
一、概念
• 利用水溶性大分子与酶结合，使酶的空间结构发 生某些精细的改变，从而改变酶的特性
酶工程5化学修饰
二、修饰反应的条件 ——修饰反应应尽量在酶稳定 条件下进行，并尽量不破坏酶 活性必需基团，修饰率高，活 力回收要高
（一）pH与离子强度：
——pH决定了酶分子中反应基团的解 离状态，酶的解离状态不同，其反应 性能也不同；另一方面，有些修饰试 剂在不同pH下，与同一种基团反应可 以形成不同的产物。离子强度对修饰 反应也有重要影响。
—反应条件的改善和酶寿命的延长导致生
产工艺的技术革新和改进。
——大多数的化学修饰的目的在 于人为地改变天然酶的某些性质， 创造天然酶所不具备的某些优良 特性甚创造出新的活性，扩大酶 的应用范围。
——酶经过修饰后，会产生各种各样 的变化，概括起来有：
—１提高生物活性（包括某些在修 饰后对效应物的反应性能改变） —２增强在不良环境中的稳定性； —３针对特异性反应降低生物识别能 力，解除免疫原性； —４产生新的催化能力。
①热稳定性
——一般来说，经过化学修饰的酶，热稳 定性有较大的提高。
——主要是由于修饰试剂的多个功能基团 与酶分子的多个功能基团相互交联增加 了酶分子构象的稳定性。
天然酶和修饰酶的热稳定性比较
酶
腺苷脱氢酶
修饰剂
右旋糖苷
残留酶活(%) 处理条件 (℃/时间) 天然酶 修饰酶 37/100min 70 100
（三）酶的大分子修饰作用 ——非共价修饰 ——共价修饰
大分子非共价修饰
——利用一些大分子试剂通过与酶非共价相互 作用，对酶进行有效的保护 ——例如聚乙二醇、右旋糖苷等通过氢键固定 于酶分子的表面，同时又有效地与外部水相连， 从而保护酶的活力；一些多元醇、多糖、多聚 氨基酸、多胺等能通过调节酶的微环境来保护 酶活力；另外一些蛋白质可以通过相互作用， 排除分子表面的水分子，降低介电常数，使酶 的稳定性增加。
对酶促反应化学修饰调节特点的叙述
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酶的化学修饰基本原理及修饰酶的性质特点
【摘要】酶是高效生物催化剂，在工业、医学、科研等领域有着非常广泛的应用，尤其在工业生产中创造出巨大的经济效益。
但由于酶是蛋白质，稳定性差且在生物体内具有较大的免疫原性，因而严重制约了其应用。
对酶分子进行化学修饰是提高其稳定性的方法并且能够降低在生物体内的免疫原性，能够扩大其应用范围，极大地改善酶本质的不足。
简要介绍酶的化学修饰基本原理及修饰酶的性质特点。
1 酶的化学修饰的基本原理
酶分子的化学修饰就是在分子水平上对酶进行改造，包括对酶分子主链结构的改变和对其侧链基团的改变。
前者是分子生物学层次上的修饰，即在己知酶的结构与功能盖系的基础上，有目的地改变酶的某个活性基团或氨基酸残基，从而使酶产生新的性状，又称理性分子设计，理性分子设计主要应用于改造酶的底物特异性．催化特性以及热稳定性,Shaffer等通过将天冬氨酸转氨酶的Val39、
Lys41、Thr47、Ash69、Thrl09和Ash297突变为酪氨酸转氨酶所对应的Lcu、Tyr、Ile、Leu、Set和Ser，修饰酶对Phe的活性增加3个数量级，而对Asp的活件没有影响，然而，由于酶的结构、功能和作用机制没自完全了解，而且仅仅把氨基酸序列的同源性作为氨基酸取代的标准，加上氨基酸取代后有可能导致没构想的改变，所以，并非所有理性分子设计都能取得预期效果，这就严重制约了理性分子设计的应用。
1. 1功能基团的修饰
酶分子可离解的基团如氨基(NH2)、羧基(～COOH)、羟基（OH)、巯基(sH)、咪锉基等都可用来修饰。
脱氨基作用可改善酶的稳定性，消除酶分子表面的氨基酸的电荷，酰化反应，可改变侧链羟基性质。
这些修饰反应，可稳定酶分子有利的催化活性现象，提高抗变性的能力。
1.2用表面活性剂对酶进行化学修饰
除糖基修饰外，也有人用表面活性剂对酶进行化学修饰。
表面活性剂的亲水部分与酶连在一起，而亲油部分伸向有机溶剂，从而提高了酶在有机溶剂中的溶
解度和分散度。
Ken，chiMogi和Milsatoshi Nakajima发现表面活性剂HLB值和脂肪酸功能团部都显著影响酶的活性和产物的量。
在有机溶剂中表面活性剂的疏水基团数目越多时对酶的修饰效果越好
1.3酶分子内和分子间的交联
双功能试剂如二异硫氰酸脂、戊二醛可与酶分子中或分子间肽链的两个游离氨基分别发生反应使它们交联起来，增加酶的稳定性和活性回收率。
1.4酶与高分子化合物结合
某些高分子化合物如蛋白质、多糖、聚乙二烯(PEG)等可以与酶结合，增加酶的稳定性，如淀粉酶在65℃时半衰期为25min，当与葡萄糖结合后，半寿期延长至63 min
1.5用化学衍生法修饰酶
随着分子生物学的进展，目前已能用多种方法随机突变产酶基因DNA，再与合适的载体(细菌)进行表达，并且构建了突变基因库来改进传统的筛选方法(将所有的细菌分别从琼脂板上取出再移至含营养液的板上培养繁殖，产生大量酶后再进行催化实验)。
Pleltner等引用组台法制备并筛选化学衍生化的枯草溶菌RL 酶。
利用该酶与硫甲磺酸试剂(MTS)反应的定量、快速以及几乎不发生变性的特点，将酶中的3个关键活性位点分别与7种MTS试剂在96孔平板上分别进行组合衍生化，并按标准酶活力测定方法快速测定它们作为脂肪酸计酰胺酶的催化活性，初步得到分别具有最佳脂酶及酰胺酶的改良催化剂
2 修饰酶的性质特点
2.1 增强酶的稳定性
尹亮等利用PEG6000修饰SOD、发现修饰酶在70℃下保温3h后活性残余率比天然SOD高37.2%。
Gomez等利用壳聚糖修饰酵母蔗糖酶，发现修饰酶在65℃、0.05mol发现修饰酶在65℃、0.05 mol／L的pH5．0HAc—NaAc缓冲液中的半衰期为5 h．而人然酶在相同条什下的半哀期为5 min；同时，修饰酶蛋白变性剂的抵抗能力也有所提高．在30℃、0 05 mol/l到6 mol／I．尿素的pH5.
0 HA-NaAc缓冲液中保温120 min后，大部分酶基本上已经没有活力，而修饰酶还有50％的活力，化学修饰酶稳定性提高的原因，可能是由于修饰剂共价连接
于酶分子后，使酶天然构象产牛一定的刚性，不易伸展失活，并减少丁酶分子内部基团的热振动．从而使酶的热稳定性得到提高。
2.2 降低甚至消除酶的免疫原性
Hafsat等利用右旋糖汁修饰L-天门冬酰胺酶Ⅱ．发现修饰酶对用天门冬酰胺酶免疫活性的兔抗血清的结合能力明显弱于天然酶。
舒薇等利用m—PEG修饰木瓜凝乳蛋白酶，发现随着酶的修饰程度的上升．术瓜凝乳蛋白酶的免疫原性逐渐下降甚生完全消除。
目前认为，蛋白质的免疫原性是由于其分子上的抗原决定簇决定的，而抗原决定簇大多数有亲水氨基酸组成。
用线性亲水性高分子物质(如右旋糖苷m-PEG等)与蛋白质表面的非必要基团共价偶连形成一种屏蔽，将暴媒的抗原决定簇部分或全部屏蔽起来而不被识别，从而可降低甚至消除其免疫原性。
2.3 延长酶在生物体内的半衰期
尹亮等利用PEG6000修饰SOD，发现在人工胃液和人工肠液中保温3 h后，修饰酶活性残余率分别比天然酶高32.1％和17.4％。
Sherwood等利用右旋糖苷修饰羧肽酶G和精氨酸酶．发现羧肽酶G在正常小鼠体内的半衰期从3.5 h延长到17 h，精氮酸酶从1.4 h延长到12 h；在发病的小鼠体内两者的半哀期分别从7 h和12.5 h 延长副18 h雨J17h。
由于免疫原性的解除，药用酶注人体内后不会通过免疫反应而被清除；偶联大分子长链在蛋白质分于表面产生空间位阻，减弱各种水解酶对其的降解，从而可有效延长在体内循环系统中的保存时间。
3.4 提高酶的活力
Jene等用mPEG修饰的过氧化氢酶在有机溶剂内溶解性提高，在二氯乙烷中，其酶活性是天然酶的200倍；在水溶液中，其酶活是天然酶的15-20倍，而几mPEG修饰的酶比PEG修饰的酶活力更高。
酶化学修饰后活力提高的原因可能是亲水大分子的引入与蛋白质分子的氨基酸基团形成氧健，使维持蛋白质高级结构的氢键受到部分破坏，亚基肽链结构趋于松散，使底物分子容易进入活性中心，反应的活性能进一步降低，从而导敛酶活性的提高。
参考文献：
[1] 伍志权、黄卓烈、金昂丹酶分子化学修饰研究进展[J] 华南农业大学，生命科学学院2007,18（9）
[2] 刘春叶，王亚明，唐辉酶的固定化及化学修饰[J] 昆明理工大学生化学院 1004-275X
（2002）05-0029-03
[3] 张松平，王平化学修饰-提高酶催化性能的重要工具[J] 中国科学院过程工程研究所1672-3678（2006）01-0004-05。