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
制备方法
• 1、杂交瘤技术 • 经体内免疫后再进行细胞融合是制备抗体酶的一种传统方法。 杂交瘤技术的基本原理是用不能在培养液中生长的但能产生抗 体的脾脏细胞，与能在培养液中生长的骨髓瘤细胞进行融合， 融合得到的杂交细胞既能产生抗体又能在体外培养，通过选择 培养，以获取能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞。再把这些细胞 单克隆化，即繁殖成母体的同一细胞或形成菌落。这些菌落能 够产生单一均匀的抗体，可用于进行单克隆抗体的扩大生产。 对这些菌落用酶联免疫吸附法等方法加以筛选。该制备方法的 关键是要有合适而稳定的过渡态模拟物作半抗原，以产生与过 渡态高度亲和的抗体酶。由于大多数反应过渡态类似物的分子 量较低，即所谓的半抗原，他们本身免疫原性很弱，必须与某 种载体偶联才能表现免疫原性。本方法所得到的抗体酶的催化 能力的高低，在很大程度上取决于化学模型物的设计，现在应 用的设计策略包括：诱导和转化设计，反应免疫，“潜过渡态” 半抗原设计等等。
• 2、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。抗体酶和酶一样也可以用化学修饰的方法加 以改造。对抗体酶进行结构修饰的关键，是找到一种吻 合的方法在抗体结合位置或附近引入酶的催化基 空间排布恰到好处，就能产生高活力的抗体酶。为提高 抗体酶的催化能力，可采用邻近效应，静电催化，应变， 功能团催化等方法，在抗体结合位点引入催化基团。基 因工程定点突变法是利用位点专一性突变引起抗体结合 部位氨基酸的改变，能在抗体结合部位换上有催化作用 的氨基酸，进而改变抗体酶的催化效率。目前，定点突 变的方法己成为提高抗体酶活性的一种常规方法。
• 3、克隆免疫反应因子的基因 • 通过PCR技术克隆出全套免疫球蛋白的可变位点 使它们随机地将基因的轻重链结合，这些含上利用了免疫因子的多样性， 通过这种方法我们可从上百万种可能性中选择 抗体酶。[1]
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
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。
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
（二）在前药设计中的应用
抗体酶38C2 是根据I 型缩醛酶的烯胺机理, 通过反应免疫方法得到 的。通过位于底物结合部位疏水口袋的活性赖氨酸残基 , LYS, 抗体酶 38C2 可催化醇醛缩合, 逆醇醛和逆Michael 反应, 以及接受宽范围的底 物, 因而可用作为前药的激活剂。Shabat 等设计了一种全新的前药释放 系统, 利用有次序的逆醛醇缩合和逆Michael 反应可除去前体药物中的保 护基, 释放出活性药物。这种策略已成功地用于喜树碱(Camptothecin), 阿霉素(Doxorubicin), 依托泊甙(Etoposide等抗肿瘤药以及降血糖药胰岛 素(Insulin)的前药设计(如图)。
抗体酶在生物催化领域的应用
LICME
演讲内容
简介 作用 原理
问题及 展反应
抗体（antibody）：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。
酶（enzyme）：具有生物催化功 能的高分子物质。
B.基因工程定点突变法
随着基因工程技术的发展。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。 对于已产生的单抗，分析抗体结合部位的氨基酸顺序或对 应的碱基顺序，然后通过对抗体酶结合部位氨基酸对应的 基因序列进行定点突变，在抗体结合部位加上有催化作用 的氨基酸，进而改变抗体酶的催化效率． 这就是基因工 程法生产抗体酶的原理。
六.一种催化甲状腺素脱碘的抗体酶
3 , 5 , 3′, 5′-四碘甲状腺原氨酸又称甲状腺素(T4)。在人和 动物体中, 它对机体的生长发育、基础代谢与脑和器官的形成发挥 重要调节功能, 这主要通过其降解产物3 , 5 , 3′-三碘甲状腺原氨 酸(T3)和受体的相互作用来完成。生物体内的T3 主要由T4 在脱碘 酶催化下脱碘产生,这个转变主要由含硒的碘甲状腺原氨酸脱碘酶 同源家族来完成。其中I 型碘甲状腺原氨酸脱碘酶(DI)起主要作用 , 缺乏DI 将导致严重的甲状腺疾病。研究发现I 型脱碘酶的酶学性 质、催化机制、空间结构和生理功能等进行了系统研究, 证实它为 一种分子量27 ku 的含硒酶, 含有一个硒代半胱氨酸催化基团, 能催 化T4 降解为T3 和rT3 。研究表明, 若将硒代半胱氨酸突变为其它 氨基酸, 则酶的活性几乎全部丢失。 本文以脱碘酶的结构和初步催化机制为基础, 采用单克隆抗体 技术和化学修饰法制备了一种新的具有脱碘作用的抗体酶, 并对其 动力学性质进行了研究。
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。
抗体酶在生物催化领域的应用
研究目的及方法
目的是模拟体内一族重要的含硒酶，即甲状腺素脱碘酶，制备 催化甲状腺素脱碘的含硒抗体酶。用杂交瘤技术制备出抗甲状腺 素的单克隆抗体 4C5 ，再用化学修饰法将催化基团硒代半胱氨酸 引入到抗体的抗原结合部位，得到含硒抗体酶 Se-4C5 ，通过 RIA 方法测定抗体酶活力。
方法及步骤
抗原的制备、纯化和 半抗原连接量的测定
抗体酶能催化酯水解反应，Oxy-Cope重排反应等多种反应，而在 抗体催化的反应中，研究最广泛的是酯水解反应，所以在这里只介 绍一下酯水解反应的原理。酯水解反应的过渡态是带负电荷的四面 体结构。以 MOPCI67 催化碳酸脂水解为例说明。首先通过化学合成 过渡态磷酸脂的类似物-硝基苯磷酰胆碱脂，利用过渡态类似物作为 半抗原，并将其与牛血清蛋白偶合，制成抗原注入动物体内，动物 体的血液中就会产生可以和过渡态碳酸脂特异性结合的抗体 MOPCl67 ，然后采用单克隆技术分离纯化出 MOPCI67 。在抗体催化 碳酸脂反应中，MOPCI67 和过渡态碳酸脂结合后，提高了反应物过 渡态的稳定性，降低了反应的活化能，从而加速了水解反应的进程 。
Step 1
Step 2
抗甲状腺素单克隆 抗体细胞株的制备
腹水的制备和纯化
Step 3
Step 4
抗体性质测定
硒氢化钠的制备Leabharlann Step 5 Step 6
含硒催化抗体的制备及硒含量测定
催化脱碘作用和T3含量测定
Step 7
结果
抗体酶 Se-4C5 有明显的催化甲状腺素脱碘活性，其最大酶活力为 270 U；含天然脱碘酶的肾脏匀浆液的Km(T4)比催化抗体的高6倍多, 而 催化抗体Se-4C5的Km(DTT)和Vm分别比含脱碘酶的肾脏匀浆液的高 3.6 倍和8倍；6-丙基-2-硫代尿嘧啶(PTU)对Se-4C5的催化有抑制作用；二硫 苏糖醇(DTT) 是Se-4C5的竞争性抑制剂。首次制备出有天然脱碘酶活性 的抗体酶 ,催化机制属于双底物乒乓反应机制。
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
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。
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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
第八章核酶和抗体酶
大肠杆菌得4、5sRNA前体可被RNA亚基剪切,但如 果当蛋白质亚基存在时,则剪接速度可加快几百倍以上。 另外,RNA亚基对3’端带CCA顺序得前体tRNA比对3’ 端CCA顺序缺失得前体tRNA得裂解效率更高,但当有 蛋白质亚基存在时,则剪接这两类前体tRNA得效率几 乎相同,这说明蛋白质亚基决定着RNaseP全酶对不同 底物得剪接效率,可能对RNA亚基功能起着某种调控 作用。
DNA就是双股核酸,而且其分子量非常巨大, 因此无法自由卷绕成特定构象,都只就是形成 长长得双螺旋结构。
1982年,切赫(Cech)发 现四膜虫前体rRNA得自我剪接
1983年,阿尔特曼(Altman)发现核 糖核酸酶P得RNA部分具有催化能力。
1989年,二者获得诺贝尔化学奖
一、切赫:四膜虫rRNA前体得自我剪接实验
又如,白血病就是造血系统得恶性肿瘤,目前尚缺少有效得治 疗方法。核酶得发现,尤其就是锤头状核酶,为白血病得基 因治疗带来了新得希望。近些年,在国外得一些国家已经在 小白鼠体内得到较好得效果。
基因工程中得工具酶
基因工程中得工具酶: ------主要包括用于DNA和RNA分子得切割、连接、
聚合、逆转录等相关得各种酶类。
第八章核酶和抗体酶
RNA
碱基配对原则:
A —— U(T) G —— C
至于RNA得分子结构,就其化学组成上看,也就是由四种核苷 酸组成得多聚体。她与DNA得不同,
首先在于以U代替了T,其次就是用核糖代替了脱氧核糖,
此外,还有一个重要得不同点,就就是绝大部分RNA以单链形式 存在,但可以折叠起来形成若干双链区域。在这些区域内,凡互 补得碱基对间可以形成氢键(图)。但有一些以RNA为遗传物质 得动物病毒含有双链RNA。
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)。
•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)。
酶工程抗体酶
1969年Jencks在酶反应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。 1984年Lerner进一步推测：以过渡态类似物作为半抗 原，则其诱发出的抗体即与该类似物有着互补的构象， 这种抗体与底物结合后，即可诱导底物进入过渡态构 象，从而引起催化作用。根据这个猜想，Lerner和 schultz分别领导各自的研究小组独立地证明了：针对 羧酸酯水解的过渡态类似物产生的抗体，能催化相应 的羧酸酯和碳酸酯的水解反应。 1986年美国《Science》杂志同时发表了他们的发现， 并将这类具催化能力的免疫球蛋白称为抗体酶。
（1）催化效率。抗体酶催化反应的范围十分广泛，而且
还在不断拓展。但至今只有少数的抗体酶获得实际应用， 绝大多数的抗体酶还远未达到实用阶段。其中催化效率是 抗体酶能否实现实用的关键因素，因为它直接关系到反应 时间是否合理、反应的收率是否可以被人们接受。从目前 的情况来看，与酶的催化速度相比较，大部分抗体酶的反 应速度要低2～3个数量级。 （2）抗体酶的筛选。目前的筛选方法一般是通过对半抗 原亲合力的大小进行筛选，而不是通过催化活性的大小来 进行，此时的问题是，与半抗原的亲和力最大的抗体却不 一定是最好的抗体酶。 （3）抗体酶的专一性。从经济观点出发，与酶催化一样， 抗体酶的专一性在一些情况下却是一个明显的缺陷，因为 在这些情况下，人们不得不需要不同的抗体酶来催化每一 个底物或每一个反应，因此，开发能催化多种底物的抗体 酶显然是应用研究所追求的一个重要目标。
3.抗爱滋病毒(HIV)
HIV通过其核衣壳蛋白gpl20与T淋巴细胞CD4分子结合
而侵染Th细胞，摧毁人体免疫系统，破坏免疫防御功能， 患者并发症或肿瘤而死亡。Sudhir Paul研究小组利用蛋 白质工程方法制作出抗体酶，它能水解HIV的gpl20上编 号为421—433的一小段肽序列。
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
25
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
26
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
第7章--抗体酶
三、抗体酶的制备
1.拷贝法 用已知的酶作为抗原对动物进行第一次免疫, 获得抗酶抗体;再用抗酶抗体作为抗原进行第 二次免疫获得抗抗体,抗抗体实际上就是具有 原来酶活性的抗体酶。
酶
第一次免疫
抗体酶
第二次免疫
拷贝法制备抗体酶
抗酶抗体
2. 诱导法
用设计好的半抗原，通过与载体蛋白（如 牛血清白蛋白）偶联制成抗原。然后对动物 进行免疫，取免疫动物的脾细胞与骨髓瘤细 胞杂交，杂交细胞则分泌单克隆抗体，经筛 选和纯化，得抗体酶。
已 经 到 了 学期 末，作 为小学 的毕业 班，六 年级如 何制定 工作计 划呢？ 下面是 美 文 网 小 编 收集整 理关于 小学毕 业班期 末复习 计划的 资料， 希望大 家喜欢 。 小 学毕业 班期末 复习计 划篇一 一 、学生 情况分 析： 六年 级共有 学生 82人。
两 班 学 生 英 语学习 两极分 化现象 较严重 ，两个 班都有 十几个 学生英 语基础 好，兴
酶的催化在于能结合底物产生过渡态，降 低能障（反应的活化能）。
以过渡态类似物作为半抗原，诱导与其互 补构象的抗体，使其具有催化活性，可观察 到抗体催化相酶又称催化抗体（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白，在其可变区赋 予了酶的属性。
足。
近年来，抗体催化的不同类型的反应越来越 多。已经证明，抗体酶可以反相胶团和固定 化的形式在有机溶剂中起作用，这为抗体酶 的商业应用开辟了前景。完全有理由相信， 抗体酶会在有机合成中发挥越来越大的作用。 具有酯解活力的抗体酶已经用于生物传感器 的制造上。
2. 用于阐明化学反应机制 N-甲基原卟啉由于内部甲基取代而呈扭 曲结构，但由它作为半抗原诱导产生的 抗体可催化原卟啉的金属螯合反应，这 就证明了亚铁螯合酶催化亚铁离子插入 原卟啉的反应过渡态是一个原卟啉的扭 曲结构，平面结构的原卟啉经扭曲后， 才能螯合金属离子。
抗体酶名词解释
抗体酶名词解释抗体酶是一种将抗体和酶分子结合在一起的生物分子，具有抗体和酶双重功能。
抗体酶通常是通过将酶与抗体质粘H合成的人工分子，也可以通过基因工程技术或化学方法制备得到。
抗体酶的结构包括抗体分子的Fc区和酶分子。
Fc区是抗体分子中一段特定序列，可与酶分子结合，使酶与抗体形成复合物。
酶分子通常是具有特定催化功能的酶，如酶能催化底物的转化，从而实现对某种物质的检测或者催化反应。
抗体酶通过结合抗体的特异性与酶的高效催化能力，可以在生物学实验、诊断试剂和治疗药物等方面发挥重要作用。
抗体酶通常用于免疫学研究中的抗原检测和细胞分析。
在抗原检测中，抗体酶可以用于检测细胞表面的特定抗原蛋白，从而了解细胞表达的情况。
在细胞分析中，抗体酶可以标记细胞表面的抗原蛋白，从而使细胞可见，便于定量和分析。
抗体酶还广泛应用于生物医药领域，如癌症诊断和治疗、药物研发等。
通过将抗体酶与荧光标记物或放射性同位素结合，可以使肿瘤细胞或病原体在体内可见，做到早期诊断和定位治疗。
抗体酶的制备方法有多种，常见的方法包括化学交联法、酶底物响应法和基因工程技术。
化学交联法是将活化的酶分子与抗体分子进行交联，使抗体和酶分子结合在一起。
酶底物响应法是将酶与抗体分子激活，使其能结合在一起。
基因工程技术是通过改变抗体或酶的基因序列，使其能够在细胞内高效表达，并在生物体内制备抗体酶。
未来，抗体酶可能在生物医学领域的诊断和治疗中发挥越来越重要的作用。
随着分子生物学和基因工程技术的不断发展，抗体酶的研究将进一步深入，拓宽其应用范围。
同时，还将不断改进抗体酶的制备方法和结构设计，提高其稳定性和选择性，以满足不同应用领域的需求。
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"制备"抗原: 制备"抗原: 制备 设计过渡态类似物 合成半抗原 半抗原- 半抗原-载体
杂交瘤细胞制备: 杂交瘤细胞制备: 免疫小鼠 与骨髓瘤细胞结合 限制性稀释 筛选与半抗原具有 高亲和力的克隆 制备单克隆抗体: 将细胞培养于腹水液或 培养介质中生产单抗 纯化单抗
筛选抗体酶: 筛选抗体酶: 筛选具有催化 性能的单抗
能与过渡态结合的抗体也具有酶的性质 根据Pauling理论 Jencks于1969年预 根据Pauling理论 ,William Jencks于1969年预 Pauling 若能找到对应某反应过渡态的抗体, 言:若能找到对应某反应过渡态的抗体,将其加入 该反应体系中, 该反应体系中,就可观测到这个抗体对该反应的催 化效应.也即: 化效应.也即:抗体若能与某化学反应的过渡态结 则这样的抗体必也能像酶一样, 合 ,则这样的抗体必也能像酶一样,使其活化能降 从而帮助大量反应物分子跨越能障, 低,从而帮助大量反应物分子跨越能障,达到加速 反应的目的. 反应的目的.这就意味着 ,抗体一旦能与过渡态相 结合 ,它就具有酶的性质 ,即在温和条件下高效 专属地催化学反应. 专属地催化学反应.
如愿以偿
在1986年,加利福尼亚实验室的Lerner和 1986年 加利福尼亚实验室的Lerner和 Lerner Schultz 同时报道了成功制备具有催化能力的单 克隆抗体---催化抗体,证实了抗体和酶一样, ---催化抗体 克隆抗体---催化抗体,证实了抗体和酶一样, 能专一催化化学反应的事实.此后, 能专一催化化学反应的事实.此后,抗体酶才从 理论变为了现实. 理论变为了现实. 目前, 目前,抗体酶的研究方向是如何提高酶的效 率以及免疫学中的应用. 率以及免疫学中的应用.
抗体酶与天然酶相比其优势何在? 抗体酶与天然酶相比其优势何在?
(1)抗体酶可以达到专一催化某一底物转化的反应. 抗体酶可以达到专一催化某一底物转化的反应. 抗体酶能催化那些理论上认为非常不利的反应. (2)抗体酶能催化那些理论上认为非常不利的反应. 抗体酶能催化那些天然酶不能催化的反应. (3)抗体酶能催化那些天然酶不能催化的反应. 不仅提供了人工生物催化剂, (4) 不仅提供了人工生物催化剂,而且提供了研究 生物催化过程的新途径. 生物催化过程的新途径.
抗体的种类非常多, 抗体的种类非常多,免疫系统可以拥有上亿 种抗原特异性不同的抗体分子.应用抗体的种类 种抗原特异性不同的抗体分子. 繁多以及抗体酶的可诱导,可改造的特点, 繁多以及抗体酶的可诱导,可改造的特点,有望 能制备出具有治疗和辅助治疗某些疾病和催化某 类具有特殊意义反应的抗体酶. 类具有特殊意义反应的抗体酶.
抗体结构
抗体分子是由两 条轻链(light chain, L链)和两条重链
(heavy chain, H链) H链
通过链间二硫键连 接而成的四肽键结 构.
经蛋白酶水解后分为抗原结合 片段(antigen binding fragment,Fab) 和可结晶片段
(crystallizabefragement,Fc) ;
Peter Schultz
A question:抗Fra bibliotek酶是酶还是抗体 ?
二,抗体酶的结构与机制
什么是酶(enzyme) 什么是酶(enzyme) ? 活细胞产生, 酶——活细胞产生,起生物化学反应催化剂 活细胞产生 作用的蛋白质 蛋白质. 作用的蛋白质. 什么是抗体(antibody,Ab)? 什么是抗体(antibody,Ab)? 抗体——是B细胞识别抗原后增殖分化为浆 抗体 是 细胞所产生的一种蛋白质 蛋白质, 细胞所产生的一种蛋白质,主要存在于血 清等体液中,能与相应抗原特异性地结合, 清等体液中,能与相应抗原特异性地结合, 具有免疫功能. 具有免疫功能. 其本质是一类免疫球蛋白. 其本质是一类免疫球蛋白.
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 1946年,诺贝尔奖二次得主美国化 学家Linus 学家Linus Pauling 提出酶催化反应的 过渡态理论: 过渡态理论:酶催化化学反应的机制在 酶能与高能, 于:酶能与高能,短寿 命的过渡态(激发态) 命的过渡态(激发态)相结合 ,在这 个处于反应底物和产物之间的过渡态构 型中,某些键断裂而另一些键形成, 型中,某些键断裂而另一些键形成,从 而大大降低了化学反应的活化能. 而大大降低了化学反应的活化能.
简言之—— 简言之
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, 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( 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). 学模型物的设计).
基因工程法
对于已经获得的单抗, 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 相应基因的碱基序列, 上编码有催化作用的氨基酸的基因, 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. 工程法制备抗体酶的主要内容. 基因工程的技术使得建立抗体基本的组合文 库,并根据需要构建适当序列的基因片断已成为 可能.利用抗体库技术, 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. 免疫,产生完全由基因工程构建的全新抗体酶.
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 由于ES 过渡态中间物的半衰期很短, 由于ES过渡态中间物的半衰期很短,实践中 很难获得反应的过渡态, 很难获得反应的过渡态,若设计和制备稳定的过渡 态类似物(能够模拟一个酶催化反应过渡态的结构 态类似物( 的稳定物质, 的稳定物质,它能与相应的酶紧密结合而成为该酶 的竞争性抑制剂) 的竞争性抑制剂),以此替代反应的过渡态作为半 抗原,诱导与其互补构像的抗体, 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, 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 化反应的基本特征, 体.
第七章
抗体酶的出现使科学家 设计酶的梦想正逐渐变为现实
问题的提出: 问题的提出:
抗体是目前已知的最大多样性体系, 抗体是目前已知的最大多样性体系,机体 的免疫系统可以产生10 的免疫系统可以产生108-1010个不同的抗体分 子,抗体分子的多样性及其高度精确识别性使 其能结合几乎任何天然的或合成的分子. 其能结合几乎任何天然的或合成的分子. 能否利用抗体的这一特性将抗体开发成象 酶那样的催化剂呢?1986年 Science> 酶那样的催化剂呢?1986年<Science>同时发 表了两篇来自由Lemer Schultz分别领导的两 Lemer和 表了两篇来自由Lemer和Schultz分别领导的两 个研究组发现具有酶催化性质的抗体研究报告. 个研究组发现具有酶催化性质的抗体研究报告.
结合部位的微环境, 结合部位的微环境,并在适当部位引入相应的 催化基团, 催化基团,那就有可能使抗体转变为具有催化 性能的抗体酶. 性能的抗体酶.
制备方法
诱导法
基因工程法
拷贝法
导入法
修饰法
诱导法
采用过渡态的底物类似物诱导
(transition state analogue)
作为酶的抑制剂的过渡态类似物是稳定的, 作为酶的抑制剂的过渡态类似物是稳定的,因此利用 抗体能与抗原特异结合的原理, 抗体能与抗原特异结合的原理,可用过渡态的类似物作为 半抗原来诱发抗体, 半抗原来诱发抗体,这样产生的抗体便能特异的识别反应 过程中真正的过渡态分子! 过程中真正的过渡态分子! 首先设计和制备过渡态的底物类似物, 首先设计和制备过渡态的底物类似物,以它作为半 抗原(hapten),再和载体蛋白质一起免疫动物, ),再和载体蛋白质一起免疫动物 抗原(hapten),再和载体蛋白质一起免疫动物,然后 分出脾细胞,进而和骨髓瘤细胞融合, 分出脾细胞,进而和骨髓瘤细胞融合,选出对半抗原有 高亲和力的克隆,使之在培养介质中生长扩增, 高亲和力的克隆,使之在培养介质中生长扩增,最后选 纯化产生的具有催化活性的单克隆抗体. 择,纯化产生的具有催化活性的单克隆抗体.此法的关 键是要设计和获得适当的过渡态底物类似物作为半抗原. 键是要设计和获得适当的过渡态底物类似物作为半抗原.
位于H 位于H和L链的N-端的可变区是 链的N 抗原的结合位点,由约110 110个 抗原的结合位点,由约110个 氨基酸构成(variable
region,V) .
其中H链含4个超变区段, 其中H链含4个超变区段,L链 个超变区段, 含3个超变区段,加上两条 链的组合,就可产生10 链的组合,就可产生108以 上种抗体分子. 上种抗体分子.
A question: 如何让抗体具有酶活性 ?
三,抗体酶的制备
抗体酶制备的基本原理
按照现代酶学理论,酶首先要和底物结合, 按照现代酶学理论,酶首先要和底物结合,使底物 向过渡态转化, 向过渡态转化,然后再在催化基团的作用下促进底物 进行反应.免疫反应和酶反应十分相似, 进行反应.免疫反应和酶反应十分相似,抗体也能专 一地,高亲和力地与抗原物质结合, 一地,高亲和力地与抗原物质结合,然后再促使抗原 发生各种变化. 发生各种变化.如果能适当地改变抗体中与抗原
抗体酶的作用机制
酶和抗体的本质差别在于:酶是能和反应过渡态 酶和抗体的本质差别在于:酶是能和反应过渡态 (激发 选择结合的催化物质.而抗体是和基态 基态分子选择结 态分子 )选择结合的催化物质.而抗体是和基态分子选择结 它们识别底物的机理是相同的. 合的催化物质 ,它们识别底物的机理是相同的. 如果以激发态的分子为半抗原激发免疫系统产生抗体 , 那么这种抗体就可能像酶一样催化经过此过渡态的化学反应. 那么这种抗体就可能像酶一样催化经过此过渡态的化学反应. 由于在实践中很难获得反应的过渡态, 由于在实践中很难获得反应的过渡态,激发态的过渡态 分子不可能作为抗原来产生抗体, 分子不可能作为抗原来产生抗体,所以对某一特定的酶催化 的化学反应 , 可以合成一种稳定态分子 ,它在带电性能 , 几何形状与反应过渡态分子结构类似. 几何形状与反应过渡态分子结构类似.这种稳定态分子即为 过渡态类似物. 过渡态类似物. 设计和制备稳定的过渡态类似物, 设计和制备稳定的过渡态类似物,以此代替反应的过渡 态作为半抗原诱导产生抗体 ,这样产生的抗体就能识别反 应过程的真正过渡态,该抗体具有酶催化反应的基本特征, 应过程的真正过渡态,该抗体具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.这就是我们所称的抗体酶. 可能成为一种具有酶活性的抗体.这就是我们所称的抗体酶.