分子酶学(Enzymology)

参考书：
1. 袁勤生主编， 现代酶学，华东理工大学出 版社，2001
2. 姜涌明主编，分子酶学导论，中国农业大 学出版社，2000
3. 王镜岩等主编，生物化学（第三版），高 等教育出版社，2002
酶可以说是一切生命活动的序幕——化 学变化，酶决定机体的化学变化。
酶学无论从理论上讲或是从应用上讲， 都是现代生物学领域的人不能不涉足的一 门科学。
建立一个可靠快速的测活方法 酶原料的选择 酶的提取 酶的提纯 酶纯度的鉴定
建立一个可靠和快速的测活方法
可靠性表现在专一、灵敏、精确、简便 测活方法是否经济 测活方法越简单，纯化所需等待时间越短，失
活越少 一个好的测活方法的建立，就是整个纯化工作
成功的一半。
酶提取方法的选择
生物材料的破碎
The transition state: a high energy fleeting moment. Bond being broken
Benkovic, S.J. (1992) “Catalytic antibodies”, Annu. Rev.Biochem., 61:29-54.
A general procedure for generating catalytic antibodies.
人工酶 人工合成的具有催化活性的蛋白 质或多肽。
模拟酶 利用有机化学合成的一些比酶结 构简单得多具有催化功能的非蛋白质分 子。
克隆酶和突变酶
克隆酶 用基因工程技术生产的酶
突变酶 用基因定位突变技术修饰天然酶 基因，然后用基因工程技术生产该突变 基因的酶，被称为突变酶。
酶蛋白 蛋白酶 蛋白质酶 Ribozyme Deoxyribozyme 核糖酶（核酶） 核酸酶 单纯酶 单体酶 结合酶 寡聚酶 恒态酶 调节酶 组成酶 诱导酶 胞内酶 胞外酶
Antibodies having catalytic activities can be generated
The concept of inducing antibodies with catalytic potentials rooted in Pauling’s transition state theory (1940s);
酶提取方法的选择
抽提液由以下几部分组成
离子强度调节剂 KCl NaCl 蔗糖
pH缓冲剂
各种 Buffer
源自文库度效应剂
甘油 二甲基亚枫(DMSO)
蛋白酶抑制剂
PMSF DIFP
抗氧化剂
DTT 巯基乙醇
重金属络合剂
机械（匀浆）法 适合动物、植物、微生物
超声波法 破碎细胞和细胞器的有效手段， 细菌 酵母
冻融法
细胞胞液结成冰晶，使细胞壁涨破，效率不高
渗透压法 最温和的方法，如红血球破壁，不适于细菌及植物
酶消化法 利用酶解作用，使细胞壁崩解破碎
可加入蛋白酶抑制剂如PMSF（苯甲基磺酰氯）、 EDTA、还原剂DTT（二硫苏糖醇）等，保护目的酶。
并证明具有蛋白质。（不负载任何活性基团的脲
酶蛋白质结晶 。
30年代
胃蛋白酶
pepsin
胰蛋白酶
trypsin
胰凝乳蛋白酶 chymotrypsin
结晶并进行了动力学探讨，确立了酶的化学本质
推动了蛋白质研究。
对于酶和生物催化剂概念的认识
Ribozyme 抗体酶 探针酶 人工酶 模拟酶 克隆酶和突变酶
二、当前研究重点
1．现在人们相继弄清了溶菌酶、蛋白 酶、羧肽酶等结构及作用机理，当前对 机理方面的研究还不断进行。
2．酶工程 （酶的制备、改造与应用）
化学酶工程（初级酶工程）： 自然酶、化学修饰酶、固定酶、人工酶、
模拟酶的研究、利用 生物酶工程（高级酶工程）
克隆酶 、 突变酶 、抗体酶
三、酶的分离纯化
探针酶
既保持高度反应性，又能在DNA中任意选定的区域内进 行切割。
EDTA gFe(II)gX
探针酶 X为探针
EDTAg Fe(II) gEB EB与DNA能任意结合，所以在
DNA上的切点是随机的。
探针酶与限制性内切酶比：
a. 切点不够准确。
b. 有较大的灵活性，可在任意位置上切割。
人工酶 模拟酶
William Jencks predicted the existence of such antibodies in 1969;
Richard Lerner and Peter Schultz generated such catalytic antibodies in 1986;
Catalytic antibodies have been generated catalyzing various chemical transformations, ranging from simple hydrolysis to reactions that lack physiological counterparts or even are normally disfavored.
抗体酶发展前景
它是研究酶作用机理的有利工具，在抗体酶的研 究过程中，可以直接观察到过渡态理论设计抗体酶 起到的作用，为酶的过渡态理论的正确性提供了有 利的实验证据。
抗体酶可以直接作为药物，进入组织，达到治 疗效果。它们可能象限制性内切酶切割DNA分子一 样，任意切割多肽链，用于治疗艾滋病和各种癌症。
分子酶学 (Enzymology)
About Myself Wang Xiao-Yun (王晓云） Professor,Ph.D. in Department of Biochemistry and Molecular Biology, College of Life Science Tel: 2656-8430 Office: 6#430
Enzymology
第一节 酶的分离纯化与活性测定 第二节 酶的结构与功能 第三节 酶促反应动力学 第四节 变（别）构酶、同工酶
第一节 酶的分离纯化与活性测定
一、概述 Ferment－－（酵素） Enzyme－－在酵母中（希腊文）
1926年 美国“独臂学者”Sumner用全能的
右手，花了9年时间，从刀豆中提出了脲酶结晶，