核酶和抗体酶

研究热点：
• 从催化分子内反应的自我剪切ribozyme设计出催化分子间 wk.baidu.com应的ribozyme.
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Ribozyme的固定化
• Ribozyme的固定化已成功，将在医学、工业上获得应用。 • 意义： • 对各种RNA-蛋白质复合物酶的分离鉴定，对许多具有特别
重要生物功能的RNA和蛋白质构成的颗粒体。在自然界将 会发现更多的具有自我剪接或自我剪切的RNA分子和以非 RNA为底物的ribozyme
ii. 引入法
• 将催化基团或辅助因子引入到抗体的抗原结合部位，可采 用选择性化学修饰方法，亦可利用蛋白质工程和基因工程 技术
引入法
引入法举例
iii. 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，应获得具有原来酶活性的抗体酶。
• Ⅰ型IVS：均与四膜虫大核rRNA前体的IVS结构相似、催化自我剪接需 鸟苷（或5′鸟苷酸）和Mg2+参与。
• Ⅱ型IVS ：结构与四膜虫的不同，而与细胞核mRNA前体中的IVS相似。 它催化自我剪接反应不需要鸟苷或鸟苷酸参与，但仍需Mg2+
2．自我剪切ribozyme的分类
• 自我剪切ribozyme, 自我剪切的RNA结构有锤头结构和发夹 结构，其中尖头指出自我剪切的部位。
核酶和抗体酶
内容
• 第一节 ribozyme • 第二节 脱氧核酶 • 第三节 抗体酶
第一节 ribozyme
• 一、ribozyme的发现 • 二．Ribozyme的种类 • 三．Ribozyme研究进展与展望
一、ribozyme的发现
• 80年代初期，美国科罗拉多大学博尔德分校的Thomas Cech和美国耶鲁大学的Sidnery Altan各自独立地发现RNA具 有生物催化功能.从而改变了生物催比剂的传统概念。
• 自我剪接ribozyme：包含剪切与连接两个步骤。
几种能进行自我剪切的RNA结构
3．催化分子间反应的ribozyme的 分类
• 如：L-19IVS具有5种酶活性，可催化多种分 子间反应。
三．Ribozyme研究进展与展望
• 对各种已知ribozyme结构与功能关系的研究。可找出其结 构功能域和必需基团，据此可进行分子改造，以获得分子 更小的、高效的ribozyme
• 为此，T.Cech和S.Altman共同获得了1989年度诺贝尔化学 奖。
二．Ribozyme的种类
• 自然界存在催化分子内反应（incis）的ribozyme(自我剪接 型和自我剪切型)和催化分子间反应(in trans)的ribozyme。
1．自我剪接ribozyme分类
• 自我剪接ribozyme可分为两类：
第一节结束
Ribozyme的发现 Ribozyme的种类
T.Cech和S.Altman
分子内（incis）的ribozyme (自我剪接型和自我剪切型) 分子间 (in trans)的ribozyme
Ribozyme研究进展与展望
第一节结束
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第二节 脱氧核酶
• 一．概念 • 具有酶活性的DNA分子称为脱氧核酶
• 缺点：具有一定的盲目性和偶然性，并且不能产生新酶。
拷贝法示意
五．研究展望
• 1． 研究酶作用机理，获得蛋白质结构与功能间关系的一 般规律。
• 2． 获得一类新型的蛋白酶。 • 3． 催化天然酶不能催化的反应。
第三节结束 酰基转移反应 重排反应
氧化还原反应
抗体酶的催化反应
金属螯和合反应 磷酸酯水解反应
磷酸酯闭环反应
光诱导反应
a.光聚合反应（二聚作用）
b.光裂解反应
制备方法
诱导法 引入法 拷贝法
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第三节 抗体酶
• 一. 概念 • 是一种具有催化功能的抗体分子，在其可
变区赋予了酶的属性。
二. 抗体酶概述
• 酶与抗体的差别：酶是能与反应过渡态选择结合 的催化性物质，抗体是和基态分子结合的催化性 物质。
三. 抗体酶的催化反应
• 1．酰基转移反应
2．重排反应
3．氧化还原反应
4．金属螯和合反应
五．生物学意义
• 三种脱氧核酶的活性： 连接酶活性 金属螯合酶活性 磷酸酯酶活性
第二节结束
概念 结构 催化特性
反应动力学特 征
效率高 高度专一性 活性依赖金属离子 辅助因子
PH值和温度对酶反应速率的影响 激活剂 酶浓度对酶反应速率的影响
生物学意义
连接酶活性 金属螯合酶活性 磷酸酯酶活性
第二节结束
5．磷酸酯水解反应
6．磷酸酯闭环反应
7. 光诱导反应
• a.光聚合反应（二聚作用）
b.光裂解反应
四. 制备方法
• i. 诱导法：即用设计好的半抗原，通过间隔链与载体蛋白 （例如牛血清白蛋白等）偶联制成抗原，然后采用标准的 单克隆抗体来制备、分离、筛选抗体酶。
利用过渡肽类似物制备抗体示意 图
脱氧核酶的结构
• Carmi等通过体外选择技术合成了一种依赖 Ca2+的具有自我切割功能的手枪型二级结构 脱氧核酶分子
三．脱氧核酶的催化特性
• 1．效率高 • 2．高度专一性 • 3．活性依赖金属离子 • 4．其它辅助因子
四．酶促反应动力学特征
• 1．PH值和温度对酶反应速率的影响 • 2．激活剂 • 3．酶浓度对酶反应速率的影响