抗体酶

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抗体酶

抗体酶的研究，为人们提供了一条合理途径去设计适合于市场需要的蛋白质，即人为地设计制作酶。它是酶工程的一个全新领域。利用动物免疫系统产生抗体的高度专一性，可以得到一系列高度专一性的抗体酶，使抗体酶不断丰富。随之出现大量针对性强、药效高的药物。立体专一性抗体酶的研究，使生产高纯度立体专一性的药物成为现实。以某个生化反应的过渡态类似物来诱导免疫反应，产生特定抗体酶，以治疗某种酶先天性缺陷的遗传病。抗体酶可有选择地使病毒外壳蛋白的肽键裂解，从而防止病毒与靶细胞结合。抗体酶的固定化已获得成功，将大大地推进工业化进程。
其它名称反应可逆二烯合成 [4+2]环加成二烯 dienes 亲二烯体 dienophiles
环己烯衍生物
R
O C R(H) W CO2R(H) CN NO2
（吸电子基）
有利因素:
G
OR NHR
（给电子基）
Diels-Alder反应机理
G W + G G
六员环过渡态协同机理
G
G W

W
2、抗体结合位点化学修饰法：抗体酶和酶一样也可以用化学修饰法加以改造。对抗体酶进行结构修饰的关键是找到一种温和的方法在抗体结合位置或附近引入具有催化功能的基团。游离巯基就是适合的基团之一，它具有高亲核性，易于氧化，及能通过二硫化物进行交换反应或亲电反应而选择性修饰的特点
3 . 引入辅助因子法
结果按这种设想所得到的抗体不仅使酯的水解速度增加了103～104倍，而且还具备专一性、 pH依赖性及被抑制剂抑制等酶的基本特性。抗体酶的催化活性虽然仍比天然酶小，但这意味着可按人的意愿来设计和生产具有已知结合专一性的蛋白质，在理论上和实践上均有重要意义。美国已将抗体酶技术商品化，在第一批具有应用价值的抗体酶中有与蛋白酶相似的抗体，可在特定的氨基酸序列上切割蛋白质，从而建立具有各种专一性的切割蛋白质抗体酶库，就像限制性核酸内切酶库一样供研究者选用。

抗体酶

抗体酶综述陈璇【摘要】抗体酶是一类以过渡态类似物，为半抗原，可诱导免疫系统产生具有类似天然酶催化活性的免疫球蛋白。

抗体酶既具有抗体的高效选择性，又能像酶那样高效催化化学反应，开创了催化剂研究的崭新领域。

本文从抗体酶的发展历史、作用原理、制备、应用及研究展望多个角度进行综述。

【关键词】抗体酶；发现史；作用原理；制备；现状及应用前景抗体酶抗体酶(abzyme)，又称催化抗体(cat·alytic antibody)，是指通过一系列化学与生物技术方法制备出的具有催化活性的抗体，它除了具有相应免疫学性质，还类似于酶，能催化某种活性反应。

抗体与酶相似，它们都是蛋白质分子．酶与底物的结合及抗体与抗原的结合都是高度专一性的，但这两种结合的基本区别在于酶与高能态的过渡态分子相结合，而抗体则与抗原(基态分子)相结合。

抗体与天然酶相比，最大的优点在于抗体的种类是巨大的，免疫系统可以拥有10 种抗原特异性不同的抗体分子。

制备成功的抗体酶不但能催化一些天然酶能催化的反应，而且还能催化一些天然酶不能催化的反应。

抗体酶的发现早在l948年，美国斯坦福大学荣誉退休化学教授l』_波林(LinusPaulin'f)就提出过渡态理论(transition state theory) [2]。

这一理论认为，酶之所以具有催化能力，是因为它与反应分子(底物)的牢固结合的方式，有利于反应中的过渡态(transition state)的结构。

而这种结构会迅速重新排列成该反应的产物。

任何有利于过渡态，而不是其它可能的结构的因素，都能加快化学反应速度。

1 969年，布兰戴斯大学生物化学家w ·詹克斯(w ·Jenks)进一步发展了这一理论。

他和几位美国科学家认为，如果波林的观点是正确的话，那么利用某一反应过渡态的模拟物作为免疫原，则会得到催化该反应的抗体。

这种抗体能特异地识别化学反应的过渡态，并利用其结合能降低反应的活化能。

抗体酶及其应用2016年

抗体酶及其应用左摘要：抗体酶（abzyme），又叫催化抗体（catalytic antib）,是具有催化活性的免疫球蛋白。

自1986年成功获得抗体酶后，相关研究激增。

但由于抗体酶的催化效率低，制备困难，研究热情渐渐消退。

一开始的研究目的主要是工业应用，但抗体酶催化效率太低而放弃了。

现有的研究主要集中在抗体酶在临床医学方面的应用，因其具有高特异性、长半衰期、低免疫源性和高可塑性。

关键词:抗体酶催化抗体免疫球蛋白1.抗体酶的出现抗体酶就是有催化活性的抗体。

抗体指机体的免疫系统在抗原刺激下，由B淋巴细胞或记忆细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。

鲍林(Pauling) 在1946 年用过渡态理论阐明了酶催化的实质，即酶之所以具有催化活力是因为它能特异性结合并稳定化学反应的过渡态(底物激态)，从而降低反应能级。

1984年Lerner设想可以通过对过渡态类似物产生抗体，抗体会诱导底物进入过渡态，使反应进行。

根据这个设想，Lener和P. C. Schultz分别独立地证明：对所酸酯水解的过渡态类似物产生的抗体有催化相应羧酸酯和碳酸酯的反应。

这种有催化活性的抗体被命名为抗体酶（abzyme）或催化抗体（catalyticantibody）。

2.抗体酶的制备我们简单地把抗体酶的制备分为生物学方法和化学方法(Figure 1)。

Figure 1抗体酶制备化学方法就是设计反应的过渡态类似物，把类似物作为半抗原，连接到恰当的载体上，形成抗原，通过动物免疫作用产生抗体，再筛选。

生物学方法主要有两种，一种是用酶做抗原，筛选出与酶特异性结合的抗体，用该抗体作为抗原，再产生能和底物过渡态结合的抗体。

相当于把酶拷贝了一份。

所以又称之为拷贝法。

另一种是用酶的抑制剂做抗原，产生的抗体可能和底物结合。

另外还有一些方法，如定点突变蛋白设计抗体；化学修饰抗体；抗体基因组合文库法等等。

3.抗体酶的应用随着研究的深入，尽管抗体酶的催化效率(k cat/K M)不断提高，但是抗体酶的催化效率（102-104 M-1s-1）远低于天然酶（106-108 M-1s-1）（Xu et al. 2004; Rao and Wootla2007）。

抗体酶

抗体的精细识别使其能结合几乎任何天然的或合成的分子抗体酶催化反应的介质效应

酯解反应中介质效应：抗体酶在有机溶剂中具稳定性。脱羧反应中介质效应：有机溶剂引起脱羧反应速率增加。
ห้องสมุดไป่ตู้

酰基转移反应中介质效应：在疏水溶剂中，活性较高。
抗体酶的制备

将抗体转变为酶可通过诱导法、拷贝法、引入法、化学修饰法等途径。
1999年，Okamoto报道多克隆的抗体酶41s-2-L能够特异识别艾滋病病毒gp41的一段十分保守的氨基酸序列并将其降解。 2010年，Haggag阐明了DNA酶的抗体酶中分子模型中结构和功能之间的关系。如今，抗体酶已经在新肿瘤药物的开发，手性药物的拆分，毒品的戒除，复杂天然产物的合成方面显示出巨大的潜在价值
Thank you！

用酶作为抗原免疫动物得到抗酶的抗体，再将此抗体免疫动物并进行单克隆化，获得单克隆的抗抗体。对抗抗体进行筛选，获得具有原来酶活性的抗体酶。

引入法

用基因工程方法改造和制备全新的抗体酶是一种很有前途和发展潜力的抗体酶制备方法。将催化基因引入到特异抗体的抗原结合位点上，也可以针对性地改变抗体结合区的某些氨基酸序列，以获得高效的抗体酶。
—— 洪维剑, 蔡发国, 朱丽如. 抗体酶研究的新进展[J]. 饲料研究, 2009,(10)
1) 存在的问题及解决策略：问题1：目前, 抗体酶技术工业化面临的最大困难是生产出的一些抗体酶的底物专一性、反应选择性和催化效率不如天然酶。抗体酶催化活性较低的可能原因是：
1.设计出的半抗原与真实过渡态之间总会存在细微的差别； 2.抗体酶的结合位点易受底物抑制和环境因素的影响； 3.同一种类的不同细胞产生的抗体酶的活性有差异，多数特异性的抗体酶并不是单一的分子种类,这使得抗体酶的分离纯化较为困难。 4.抗体酶多为鼠源性的单克隆抗体, 在诱导中机体内可能会产生抗催化抗体的蛋白, 使抗体酶失活。

抗体酶

1986年Schultz以对硝基苯酚磷酸胆碱酯（PNPPC）作为相应的羧酸二酯的过渡态类似物。诱导产生的抗体酶使水解反应速度加快12000倍。
抗体酶
抗体酶（Abzyme）或催化抗体（Catalytic antibody)是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物。
本质上是一类具有催化活力的免疫球蛋
过渡态理论

过渡态理论认为，酶与底物的结合经历了一个易于形成产物的过渡态，实际上是降低了反应所需的活化能。
与反应过渡状态结合作用
在酶催化的反应中，与酶的活性中心形成复合物的实际上是底物形成的过渡状态，酶与过渡状态的亲和力要大于酶与底物或产物的亲和力。
抗体酶设想
1969年Jencks根据抗体结合抗原的高度特异性，与天然酶结合底物的高度专一性相类似的特性，在过渡态理论的基础上首先提出设想：
10.1 模拟酶
11.1.1 模拟酶的概念
模拟酶又称人工酶或酶模型，是在分子水平上模拟酶活性部位的形状、大小及其微环境等结构特征，以及酶的作用机制和立体化学的一门学科，是从分子水平上模拟生物功能的一门边缘学科。
模拟酶是20世纪60年代发展起来的一个新的研究领域，是仿生高分子的一个重要的内容。
–酶的作用机制：过渡态理论
–对简化的人工体系中识别、结合和催化的研究
• 超分子化学
– 主-客体化学：主体和客体在结合部位的空间及电子排列的互补
– 超分子：该分子形成源于底物和受体的结合，这种结合基于非共价键相互作用，当接受体与络合离子或分子结合形成稳定的，具有稳定结构和性质的实体，形成超分子 – 功能：分子识别、催化、选择性输出
白，在
其可变区赋予了酶的属性。它是利用现代生物学与化学的理论与技术交叉研究的成果，是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物。

抗体酶知识讲解

抗体酶
第七章抗体酶 Chapter 7 Abzyme
第七章抗体酶
一概述二机制三制备四应用
一、抗体酶的发现与研究思路
酶的催化机理是降低活化能。
1946年,诺贝尔奖二次得主美国化学家Linus Pauling 提出酶催化反应的过渡态理论。
在酶催化的反应中，与酶的活性中心形成复合物的实际上是底物形成的过渡状态，
基因工程的技术使得建立抗体基本的组合，并根据需要构建适当序列的基因片段已成为可能。利用抗体库技术，在将来也许有可能绕开免疫，产生完全由基因工程构建的全新抗体酶。
（3）拷贝法
用已知酶作为抗原免疫动物，通过单克隆技术，制得抗该种酶的抗体。再以此种抗体免疫动物，再次采用单克隆技术，经筛选与纯化，就可获得具有原来酶活性的抗体酶(因为抗原与该抗产生的抗体具有互补性，经过上述两次拷贝，就把酶的活性部位的信息翻录到抗体酶上，使该抗体酶能高选择性地催化原酶所催化的反应)。
寻找过渡态类似物作为半抗原产生的抗体
可能具有酶活性
以稳定的过渡态类似物作为半抗原，诱导与其互补构像的抗体，这样产生的抗体就能识别反应过程的真正过渡态，该抗体即有酶催化反应的基本特征，可能成为一种
具有酶活性的抗体。
半抗原：能与对应抗体结合出现抗原-抗体反应、又不能单独激发人或动物体产生抗体的抗原。它只有反应原性，不具免疫原性，又称不完全抗原。
2、有更强的专一性和稳定性抗体的精细识别使其能结合几乎任何天然的或合成的分子
抗体酶催化反应的介质效应
酯解反应中介质效应：抗体酶在有机溶剂中具稳定性。脱羧反应中介质效应：有机溶剂引起脱羧反应速率增加。酰基转移反应中介质效应：在疏水溶剂中，活性较高。

抗体酶

抗体酶的研究，为人们提供了一条合理途径去设计适合于市场需要的蛋白质，即人为地设计制作酶。它是酶工程的一个全新领域。构建有别于天然功能酶的新酶类，是酶工程研究的又一前沿领地。
2013-11-13
拷贝法
用已知酶作为抗原免疫动物，通过单克隆技术，制得抗该种酶的抗体。再以此种抗体免疫动物，再次采用单克隆技术，经筛选与纯化，就可获得具有原来酶活性的抗体酶 (因为抗原与该抗产生的抗体具有互补性，经过上述两次拷贝，就把酶的活性部位的信息翻录到抗体酶上，使该抗体酶能高选择性地催化原酶所催化的反应)。这种方法对自然界来源稀少的紧缺酶，不失为一种有价值的有潜力的方法。
2013-11-13

既然过渡态分子难以捕获，而过渡态类似物是能够模拟一个酶催化反应过渡态的结构的稳定物质，于是人们就设想，只要寻找到与反应中决定性步骤的相应酶紧密结合的酶竞争性抑制剂，就等于发现了过渡态类似物；还有一种思路，就是这种类似物也能根据化学反应机制推测设计出来。然后，以过渡态类似物为半抗原，利用哺乳动物的免疫系统，诱导与其互补构象的抗体产生，这种抗体即具有催化活性——这就是 1969 年Jencks 提出的，他发展了 Pauling 的理论；接着， Kohler 和Milstein 于 1975 年发明了具有历史意义的单克隆技术，使抗体酶的生产成为可能。
2013-11-13
诱导法
诱导法是选择适当的化学模型物与载体蛋白连接后给动物免疫，通过杂交瘤技术筛选和分离单克隆抗体（所得抗体催化效果的好坏很大程度上取决于化学模型物的设计）。
2013-11-13
基因工程法
对于已经获得的单抗，分析其氨基酸序列和相应基因的碱基序列，将抗原结合部位的基因换上编码有催化作用的氨基酸的基因，这就是基因工程法制备抗体酶的主要内容。为可能。利用抗体库技术，在将来也许有可能绕开免疫，产生完全由基因工程构建的全新抗体酶。

抗体酶的综述

抗体酶的综述摘要：催化抗体也叫抗体酶，是具有催化活性的免疫球蛋白，通过改变抗体中与抗原结合的微环境，并在适当的部位引入相应的催化基团，所产生的具有催化活性的抗体。

高中的时候学生物时简单的理解抗体就是说把抗原打到动物体内，动物必定要产生一种物质消灭抗原叫抗体，这个抗体就是抗体酶，所谓抗体酶，说白了就是有催化活性的抗体。

抗体酶自1986年研制成功以来,在生物学、化学、医学、制药等诸多学科中发挥着重要的作用,它开创了催化剂研究和生产的崭新领域.抗体酶的研究深化了对酶本质的认识,丰富了酶的种类,是酶学研究的一大进步。

导言：抗体酶是具有催化活性的免疫球蛋白,它既具有抗体的高效选择性,又能像酶那样高效催化化学反应,开创了催化剂研究的崭新领域正文：抗体酶是具有催化活性的免疫球蛋白,它既具有抗体的高效选择性,又能像酶那样高效催化化学反应,开创了催化剂研究的崭新领域.本文从抗体酶的作用机理、设计与制备、应用领域、存在的问题和研究展望等多个角度进行综述.抗体酶或催化抗体是一种新型人工酶制剂，它是依据对酶分子催化反应机制的理解，结合免疫球蛋白的分子识别特性，应用免疫学、细胞生物学、化学和分子生物学等技术制备的具有高度底物专一性及特殊催化活力的新型催化抗体。

1946年，鲍林(Pauling)用过渡态理论阐明了酶催化的实质，即酶之所以具有催化活力是因为它能特异性结合并稳定化学反应的过渡态(底物激态)，从而降低反应能级。

1969年杰奈克斯(Jencks)在过渡态理论的基础上猜想：若抗体能结合反应的过渡态，理论上它则能够获得催化性质。

抗体酶的利用价值：从抗体酶的实践看出，抗体酶是研究酶作用机理的有力工具。

酶抑制剂的研究支持了Pauling过渡态理论，但它只能提供作用过程中结合专一性的信息，不能给出结合后发生催化反应以及结合与催化之间的关系。

抗体酶实验则弥补了这一缺陷。

除了基础理论研究的价值，抗体酶的应用前景也令人鼓舞。

Lerner指出，若将催化水解反应的抗体酶研究深入下去，极有可能得到一种新型蛋白酶，这种抗体酶在医学上可用来专一破坏病毒蛋白质及清除体内“垃圾”。

抗体酶在生物催化领域的应用

制备方法:(1)过渡态类似物的构建:由于准确的过渡状态很难确定或合成, 因此, 制备抗体酶使用的半抗原是过渡态类似物, 这一步是关键。(2)抗原的制备:将人工设计并构建的过渡态类似物(半抗原), 用化学方法与载体蛋白相连成完全抗原, 然后免疫动物。(3)利用单克隆抗体筛选技术制备抗体酶, 这种杂交瘤细胞能够产生单一的抗体, 又能在细胞培养条件下快速繁殖,可以大量制备单一抗体。
抗体酶可催化趋向性反应及非趋向性反应, 后者可能分为两种情况:一是在放热分解反应中控制反应构象, 使多产物反应转变为单产物生成为主的反应;另一种情况是降低反应中过渡态能障。但抗体酶缺少天然酶的韧性或扭曲性, 没有天然酶所具有的底物去稳作用, 而可能只起稳定过渡态的作用。
LICME
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
经筛选和纯化就可获得具有原来酶活性的抗体酶。因为抗原与该抗原产生的抗体具有互补性, 经两次拷贝, 就把酶的活性部位的信息翻录到抗体酶上了, 使该抗体酶活性中心的空间结构与原酶的形状完全一致, 保证了对同底物的特异性。
LICME
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
（3）抗体结合部位修饰法
将催化基团或辅助因子引入到抗体的抗原结合部位，一般可采用两种方法: 即选择性化学修饰法和基因工程定点突变法。
抗体结构 LICME
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
二.抗体酶的作用原理
抗体酶是生物体受抗原诱导产生的具有催化能力的抗体, 其在结构上与抗原高度互补并能与之特异结合。通过设计化学反应过渡态或中间体类似物作为半抗原, 诱导机体产生抗体, 产生的抗体能特异性地识别过渡态分子, 降低反应的活化能, 达到催化反应的目的。抗体酶和所有的抗体一样, 都是由两条轻链和两条重链构成, 抗原与轻链和重链的可变区特异性结合, 因此可变区的氨基酸的排列顺序决定了抗体分子的特异性, 其本质是一类具有催化活性的免疫球蛋白, 可变区赋予其酶的属性, 所以也称为催化抗体

酶工程催化抗体

——催化抗体-半抗原复合物的高分辨结构证明，抗体能够把经过天然酶进化而出现的活性部位结构会聚到一起。
•30
Schultz小组制备了水解甲基对硝基苯基碳酸酯的抗体48G7与其半抗原 p-硝基苯基-4-羧丁基磷酸酯的复合物的晶体，并对其进行了X-射线衍射分析，发现抗体结合部位的共有模块含有碱性残基，它能与磷酸氧发生静电相互作用产生所谓氧阴离子洞 (Oxyanion hole)。
抗原具有较强的免疫原性；催化抗体与半抗原的亲和力：一般认为结合常数
Ki应小于10-6mol/L，容易获得高效催化抗体；诱导羧酸酯、酰胺水解的催化抗体，可以利用具
有四面体结构的过渡态类似物作为半抗原；半抗原的设计应考虑催化反应的环境与反应机制。
•10
自从抗体酶制备成功以来，迄今已成功地开发出天然酶所催化的六种酶促反应和数十种类型的常规反应的抗体酶。
•13
抗体酶的出现，意味着有可能出现简单有效的方法，从而人们可凭主观愿望来设计蛋白质。
——这一发现是利用生物学与化学成果在分子水平上交叉渗透研究的产物。由于抗体酶对于多学科展示了较高的理论和实用价值，已引起科学界广泛的关注。
•14
抗体
抗体是由B细胞受抗原刺激后所分泌的蛋白质
结合区：抗体分子上有两个抗原结合区
•28
结构和动力学数据都说明抗体酶的水解机理与丝氨酸蛋白酶极为相似。抗体酶结合部位含有一个Ser-His二体结构，靠近结合抗原的磷原子，这与丝氨酸蛋白水解酶的电荷中继系统 Ser-His-ASP成分中的二个相似。
•29
抗体结合部位中还含有Lys残基，用于稳定负氧离子形成和识别底物的疏水口袋。
抗体酶：20世纪80年代以来出现的一种具有催化活性的蛋白质，是利用生物学和化学的成果在分子水平上交叉渗透研究的产物；其本质上是免疫球蛋白，只是在其易变区被赋予了酶的属性，因此抗体酶又称为催化抗体（Catalytic Antibody)。

抗体酶

过渡态与反应物的能阶之差称为活化能。
获得活化能的多少与反应的速- 度成正比。
过渡态理论
过渡态理论认为，酶与底物的结合经历了一个易于形成产物的过渡态，实际上是降低了反应所需的活化能。
-
与反应过渡状态结合作用
在酶催化的反应中，与酶的活性中心形成复合物的实际上是底物形成的过渡状态，
酶与过渡状态的亲和力要大于酶与底物或产物的亲和力。
-
拷贝法
用酶作为抗原免疫动物得到抗酶的抗体，再将此抗体免疫动物并进行单克隆化，获得单克隆的抗抗体。
对抗抗体进行筛选，获得具的抗原特异性标志独特型是单克隆的，其抗原决定簇位于V区
酯酶催化反应的过渡态类似物设计(方框内为半抗原)
-
用一个带有电荷的半抗原作为免疫原，在免疫进化过程中诱异抗体结合部位的一个氨基酸残基带有互补的电荷，使其具有酸、碱或亲核催化的能力。
Janda等根据此原理，以带电的半抗原1为诱导，得到7个能催化和半抗原1结构类似的底物3水解的单克隆，而结构相同但不带电的半抗原2(作为比较)却未得到有催化活性的单克隆。
用过渡态类似物诱导的抗体所催化的反应并非该类似物本身，而是与其相似的另一种反应。
-
抗体酶的特性
一种对酶促反应过渡态特异的抗体结合了酶与抗体的优点，既可以起酶促催化作用，又可以起抗体的选择性和专一性结合抗原的作用。
1、能催化一些天然酶不能催化的反应有许多化学反应还没有已知酶催化进行抗体的多样性决定了抗体酶催化反应类型多样性抗体酶可以根据需要人工裁制
化学修饰法对抗体进行化学修饰，使抗体与催化基团相连。
-
诱导法
设计半抗原选择合适的反应过渡态类似物作为化学模型物
用设计好的半抗原，与载体蛋白（如牛血清白蛋白）偶联制成抗原；将此抗原进行免疫，使宿主针对抗原产生抗体。

抗体酶简介及医学上的应用

抗体酶简介及医学上的应用谢祚宜2013级学号1131702027摘要：抗体酶又称催化性抗体，是具有催化活性的免疫球蛋白，在其可变区赋予了酶的属性，是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物，它可促进许多用普通化学方法很难完成，或者天然酶尚未能催化的新奇化学转变，对生物学、化学和医学等多种学科有重要的理论意义和实用价值。

在医学、工业、农业等众多领域具有广泛的应用前景和潜在的应用价值。

该文综合介绍了抗体酶研究的历史过程、催化抗体的结构、性质、催化的反应类型、抗体酶的制备以及在医学领域的应用及研究进展。

关键词:抗体酶; 应用1．抗体酶的发现与定义抗体与酶(指P酶)本质上都是蛋白质, 都能与相应的抗原或底物特异性结合, 差别在于酶是能与反应过渡态选择结合的催化物质, 抗体是和基态紧密结合的物质。

抗体酶(abzyme)又称催化抗体(catalytic antibody), 是一类集抗体高度特异性与酶高效催化活性于一身的蛋白质分子。

1986年，Schultz和Lerner同时在美国《Science》周刊上发表了他们各自独立领导的研究组对抗体酶的研究报告，并将之命名为Abzyme。

Abzyme 本质为免疫球蛋白( Ig ) ，只是在易变区被赋予了酶的属性，故又被称为催化抗体( Catalytic antibody) 。

抗体有极高的亲和力，解离常数在10-4～10-14mol /L，这与酶相似，但无催化活力。

酶的催化机制在于它能结合底物产生过渡态，降低能垒，改变化学反应的速度。

抗体酶显示出在许多领域的潜在应用价值，包括许多困难和能量不利的有机合成反应，前药设计，临床治疗，材料科学等多个方面。

抗体酶的结构与抗体分子相似, 不同之处在于其可变区除了具有抗原特异的结合能力外, 还被赋予了酶的催化活性, 因此本质上抗体酶是一类具有催化活性的免疫球蛋白。

早期的抗体酶结构类似于免疫球蛋白, 含有两条轻链和两条重链, 每条链都含有不变区和可变区。

抗体酶

酯酶催化反应的过渡态类似物设计(方框内为半抗原)
a
24
用一个带有电荷的半抗原作为免疫原，在免疫进化过程中诱异抗体结合部位的一个氨基酸残基带有互补的电荷，使其具有酸、碱或亲核催化的能力。
Janda等根据此原理，以带电的半抗原1为诱导，得到7个能催化和半抗原1结构类似的底物3水解的单克隆，而结构相同但不带电的半抗原2(作为比较)却未得到有催化活性的单克隆。
化学修饰法对抗体进行化学修饰，使抗体与催化基团
相连。
a
20
诱导法
设计半抗原
选择合适的反应过渡态类似物作为化学模型物
用设计好的半抗原，与载体蛋白（如牛血清白蛋白）偶联制成抗原；将此抗原进行免疫，使宿主针对抗原产生抗体。
产生抗体的脾脏细胞与骨髓瘤细胞相融合，得到的杂交瘤细胞既能产生抗体又能在体外培养；
a
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拷贝法
用酶作为抗原免疫动物得到抗酶的抗体，再将此抗体免疫动物并进行单克隆化，获得单克隆的抗抗体。
对抗抗体进行筛选，获得具有原来酶活性的抗体酶。
a
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酶反应有两个主要的特征：
高催化效率、高选择性
1946年，Pauling用过渡态理论阐明酶催化的实质
酶之所以具有催化活力是因为它能特异性结合并稳定化学反应的过渡态(底物激态)，从而降低反应能级。
a
7
过渡态理论
过渡态理论是解释酶催化原理的经典理论。
对任何化学反应，反应物在变为产物之前，必须获得一定的能量，成为活化态或称过渡态。过渡态处于最高能阶上。
7、光诱导反应
8、氧化还原反应
9、脱羧反应
10、顺反异构化反应
a
18
抗体酶的特性