现代酶学课件

甘油醛－3－磷酸脱氧酶、核酶等证实： “酶分子整体构像尚未发生变化之前，活性部 位构像已开始松散。
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二、功能酶学
者 三 问都十题基是亿，因蛋对也是白只碱遗质基 是传（ 的 解生信决酶 序物w息了） 列秀w的遗。 全w-携部 传即.专b带使 搞 信b心i者人 清 息o做o.，库们，生co而把解的物m生约决问命十了题活万基。动因个的基的执因序行列的
1 2 3
物模选在用板具分定印抽分有子印迹提子选印迹分法。择迹分子从分性（子聚-单生子和合的m体印o物功物聚复lwe迹能中c合秀合wu技单除l过物aw-术r体掉程周.专包i，印bm，围括b心p使迹这发ri如oi两分做n个生o下t者子.i聚化n生c内g发。o合合）容物m生反物就：互应就是补；叫制反印备应迹某；分一化子合或
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酶的定向进化
酶分子的定向进化被认为是“一场达尔文做梦也没有想到的进化革命，是再 设计生命世界的开端”。
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对一些酶在砷酸盐解毒途径、抗辐射性、生物合成途径、对映体选择性、抗体 库以及DNA结合位点等方面定向进化的可喜结果，令众多相关科学家为之振奋。可 见，进化能发生在自然界，也能发生在试管中。它与合理设计互补，将会使分子生 物学家更加得心应手地设计和裁剪酶分子，将使蛋白质工程显示出更加诱人的前景。
略，
重点介绍：
核酶、抗体酶、模拟酶、印迹酶、有机相
酶反应（低水介质中的酶反应）、组合生物催
化等。
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核酶与抗体酶
分子印迹酶
生非物水w酶 组秀w介的 合w-质.专化 生b中b心学 物i的o做修 催o酶.生饰 化c反o物m应
没酶有的酶化就学没本有质生生命蛋核!物白酸w秀质ww-.PR专酶b酶b心i((opr做irobo.ot生ceziyonm物meen)zyme)
酶的研究不仅深刻影响生命科学，而且刺激和促进了 化学和药物的研究，成为灵感的源泉。
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聚乙二醇 （PEG）
以PEG为活化剂，活化反应在温和的碱性条件下进行，产物 与酶分子上氨基产生交联反应。
ab、、P修E饰G活反化应反琥应珀生酸酐物w秀ww-.专bb心io做o.生co物m
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产物
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分子印迹酶
分 子 印 迹 技 术 起 源 于 免 疫 学 的 发 展 。 20 世 纪 40 年 代 Pauling认为抗原物质进入体内，蛋白质或多肽就会以抗 原为模板分子进行分子自我组装，并折叠形成抗体。
进化酶 (evolved enzyme)
杂合酶 (hybrid enzyme)
肽酶 (pepzyme)
模拟酶 ( enzyme mimics)
抗体酶 (abzyme) 合成酶 (synzyme) 印迹酶 (imprinting enzyme)
(chemical enzyme)
核酶 (ribozyme, RNase)
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组合生物催化
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组合生物催化（Combinatorial Biocatalysis）是酶催 化，化学催化和微生物转化在组合化学中的应用，即通过
对对分性的库先复子。。导杂，因化的连此合天续组物然的合的产生生生转物物物化进催催物w产行化化秀w生修或能w-库饰化在.专（和学很bb心见由酶广io图简催的做o）单化范.生c。的增围o物m组结加内合构了高生单衍效物元生地催创物产化建的生能新多新够的样型
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分子印迹酶
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分子印迹模拟抗体酶对羟酸酯的催化水解
现代酶学
袁勤生教授
华东理工大学生物工程学院
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现代酶学的主要内容
分功酶生子能工物w酶酶程秀w学学w-.专bb心io做o.生co物m 酶的应用工程
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酶是生物催化剂 (Biological Catalyst)
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4、酶构像与功能的关系
酶分子活性部位具有严格的刚性结构，近
年（生来运在大普动整遍性量体认） 实 构为验 像生除证 的物刚实 变w秀w性，化w-外酶 之.专b，活前b心i还性，o做o.有部并生co一位与物m定的活程构性度丧像的失变同柔化步性发。。
酶的定向进化
中药酶转化
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酶的化学修饰
酶的化学修饰 (enzyme modification) 主要指用化学 或分子生物学方法对酶分子进行改造。
面发修生了饰质酶的在变稳生化定物。性w秀、w抗w-.原专b性b心、io做o半.生衰co期物m及酶学性质等方
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抗体酶
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抗体酶
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晶体 结构已搞清，这得益于NMR方 法及多标法和多维技术的发展。
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2、动态结构的研究
点酶法（和与”u，s）了关底已，解键物达加酶。的生毫上的酶反物w秒计秀动的应w（w-算态动速.专mb机变态度b心s）i等化变目o做o级.工是 化 前生co和具物酶非采m微即学常用妙可研快“停级观究，留察的测酶难定 的动态结构变化。
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一、分子酶学
d有a5t截a100、b至0a多结n2生k0个构中0物2w酶已年研秀w的w有-在究.专结b的Bb心构ri8oo做0oo，.0k生c0其ho多物ma中v个e大n结p部构ro分中te的i，n
择），在体外改造酶基因，并定向选择（或 筛选）出所需要的突变酶。
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酶分子的体外定向进化原理
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酶与酶工程的类型
化学修饰酶 (chemical modification enzyme)
生物酶（蛋白质酶） 蛋白质工程酶 (protein engineering enzyme)
酶 与 酶 工 程
物 (biological enzyme) 生物w秀ww-.专bb心io做o.生com 化学酶（非蛋白酶）
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天然酶和修饰每体内半衰期对比
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3、结构与功能的关系
研链基究基因结的团突构核的变生与心化技物w秀功局学术ww-能面修，.专b的之饰从b心i关一方理o做o.系。法论生co物一过，上m 直去现可是常在以酶用采任学侧用意 改变酶分子中任一氨基酸。
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用三氯均嗪活化肝素分子上羟基，然后和酶分子上氨基反应生 成修饰酶
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天然酶和修饰酶的Km对比
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结果，形成的聚合物内保留有与印迹分子形状、大小完 全一样的孔穴，也就是说印迹的聚合物能维持相对印迹 分子的互补性，因此，该聚合物能以高选择性重新结合 印迹分子
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分子印迹酶
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修饰酶的抗原性变化
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抗体酶
抗体酶是一类具有催化活性的免疫球蛋白，其可变区被
赋多合择达性予反十的了应过余内酶、渡种酯的闭态，反属环类如应性反生似氧、，映物物化酰w故、秀还胺w也有原键w被机-反的.专称酯b应生为，b心、成i催碳o做酰反o化酸.基应生抗酯co转等体水物m移。。解反它反应催应化、、地立金反体属螯应选 半抗原 可合成自然界中不存在的酶
一个基因可以表达蛋白质的数目大于1，细 菌为1.2～1.3，酵母为3，人高达10。因此10万 个基因可以表达蛋白质上百万。
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三、酶工程
些其物主特、酶要点植酶的是物工的化利 、程化学是 用 动生学反现 酶 物物修w应代 、 ）秀饰ww。生 含 作-及.专物 酶 为b固b心技 细 生定io做o物术 胞化.生c重催起酶o物m要化或技组剂细术成来胞－完部（－成分微从某，生
脱氧核酶 (deoxyribozyme, DNase)
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酶的应用
药用酶
应用酶药工用程酶制生剂生物，w物国秀w催内w-化外.专b已b心有io7做o0.0生余co种物m
剂型三种：口服、针剂、外用
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二、功能酶学
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功能酶学
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酶的定向进化
制界不酶，进需的人化要定为机事向地 制先进创 （了化生造 随解属物w特 机酶于秀w殊 突的蛋w-.专的 变空白bb心进 、间质io做化 基结的o.生c因条构非o物m重件和合组，催理和模化设自拟作计然自用，选然机它