抗体酶及其应用
抗体酶是具有催化性质的抗体，它同时具备抗体和酶的特征，可催化多种化学反应，如酰基转移、酯水解、酰胺水解、重排反应、光诱导反应、氧化还原分应、金属螯合反应等。用人工方法合成的抗体酶，可作为研究酶作用机理的有力工具，用于催化大量天然酶不能催化的立体专一性反应，更为开发具有高度选择性的药物指明了方向。本文对抗体酶的研究开发思路和历史、催化反应类型、制备方法及发展前景作了综述。
关键词抗体酶过渡态类似物催化反应
抗体酶是具有催化性质的抗体。1986年，Lerner和Schultz [1] 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 ~10 mol/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。抗体酶同时具备了抗体和酶的特征，应用前景十分广阔。
一、抗体酶设计的研究思路及历史过程
1946年，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。他指出，酶通过某种方式与高能、短寿命的过渡态结合而起催化作用。这个过渡态构型中某些键在形成，另一些键在断裂，存在时间极短，半衰期约为10 ~10 s，实际中极难捕获。同时，Pauling又指出酶和抗体的根本不同在于前者选择性的结合一个化学反应的过渡态，而抗体则是结合一个基态分子。
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。
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P．C．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，并将这类具有催化能力的免疫球蛋白称为抗体酶或催化抗体。
二、抗体酶催化的反应
抗体酶可催化多种化学反应，包括酰基转移、酯水解、酰胺水解、重排反应、光诱导反应、氧化还原分应、金属螯合反应等。[2]
1、酰基转移反应
生物体内蛋白质合成是一个复杂的过程。氨基酸在掺入肽链之前必须进行活化以获得额外的能量，这一活化过程即是酰基转移反应。1986年，Tramonatano等研制成功首例酰基转移酶抗体。目前，该抗体酶的研制已接近实用阶段。Jacolson等设计了一个中性磷酸二酯作为反应过渡态的稳定类似物，得到的单克隆抗体可以催化带丙氨酰酯的胸腺嘧啶3’-OH基团的氨酰化反应，反应速度为5.4×10 (mol/ L ）?min ，比无催化反应的速度提高了10 倍。这
使新型tRNA的合成工作获得突破性进展。
2、水解反应
目前，抗体酶能够催化生物体内两类水解反应：酯水解和酰胺水解。
2.1、磷酸酯水解反应
磷酸酯键是自然界最稳定的键之一，它的水解是对抗体酶的挑战。Janda等利用稳定的五配位氧代铼络合物A模拟RNA水解时形成的环形氧代正膦中间物，产生了一种单抗G12，可以催化水解磷酸二酯键。它的催化速度常数（Kcat）=1.53×10 s , 米氏常数(Km)=240μmol/L。
2.2、酰胺水解反应
蛋白质的水解均属于酰胺水解。B.L.Iverson等用CoⅢ—三乙烯酰胺—肽复合物作为半抗原，得到能特异性的切割Gly-Phe之间肽键的抗体酶。这意味着，随心所欲的切割肽段成为可能，蛋白质一级结构的测定将会变得十分简单。
3、重排反应
Claisen重排是有机化合物异构化的一种重要形式，生物体内一些化合物在光照下会发生Claisen重排。Jackson等研制的分支酸异构化抗体酶表现出高度的立体专一性，只能催化以（-）—分支酸为底物的反应，而对（+）—分支酸无作用, 其活化熵接近于零。这一研究表明抗体可以诱导底物的构象，呈现有利于重排的状态。
Katherine等发现抗体酶1F7具有分支酸异构化催化活性，于是将该抗体的编码基因克隆，在缺乏分支酸异构酶的Saccharromyces cerevisiae 菌株中扩增表达，产生催化效率60%~70%的抗体酶。这一表达系统的成功研制使得运用基因工程手段对第一代抗体酶进行改造成为可能。
4、光诱导反应
光诱导反应包括光聚合反应和光裂解反应。这两类反应在植物体内显得尤为重要。DNA的修复也涉及到光诱导反应，Cochran对胸腺嘧啶二聚体光解进行研究，发现天然光复活酶的活性中心是色氨酸，由此找到相应的抗体酶IgG15F1—3B1，此抗体的转换数（T.N.）和光复活酶相近。Balan研究了光聚合反应的抗体酶，通过诱导法，得到的抗体酶催化效率虽不高，但也使反应速度提高了2.5倍。
5、氧化还原反应
氧化还原反应在生物体内十分广泛，主要是呼吸链的一系列反应。在溶液中，氧化态黄素与还原态黄素的电位差是206mV。Shokat认为可以根据氧化态和还原态在形状上的不同（氧化态为平面状，还原态为曲面状）构制能与氧化态结合的抗体，通过特异性结合，使氧化态稳定，从而使标准还原电位差扩大。据此设想，Shokat制得了对氧化态Km=8mmol/L，对还原态Km=300nmol/L的抗体，使标准电位差变为-342mV，由此，黄素还原态的还原范围相应扩大，一些原来无法按其还原的物质（即标准还原电位差大于抗体酶催化的黄素标准还原电位差）得以还原。这意味着抗体酶可以使热力学上原来无法进行的氧还反应得以进行。
6、金属螯合反应
金属螯合反应对于辅酶、辅因子和酶的结合来说意义重大。P.G.Schultz等用N-甲基卟啉诱导产生的抗体可以催化平面状卟啉的金属螯合反应，例如，它不仅可以催化Zn 和卟啉的螯合，还可以催化Co 、Mn 和卟啉的螯合。如果以原卟啉Ⅸ或次卟啉Ⅸ作为底物则不表现催化活性，说明该抗体酶对其中某些金属卟啉具有很高的亲和力。由此，人们可以研制抗体—血红素复合物为催化剂催化氧化还原反应和电子传递反应。
7、磺酸酯闭环反应
Lerner等人用脒基离子化合物作为半抗原产生的抗体酶（17G8）可以催化磺酸酯化合物的闭环反应
三、抗体酶的制备方法制备抗体酶的方法有拷贝法、引入法、诱导法、化学修饰法和基因工程法等，这里重点介绍前三种。
1、拷贝法
拷贝法主要根据抗体生成过程中抗原-抗体互补性来设计的。该法操作步骤简单，对于来源紧张的酶来说可用生产单克隆抗体的方法来大量生产，不足之处是这类抗体酶需要筛选，具有一定的盲目性。过程如下：免疫动物
免疫动物并单克隆化
抗酶抗体
已知酶（抗原）
2、引入法
此法借助基因工程和蛋白质工程方法将催化基因引入到已有底物结合能力的抗体的抗原结合位点上。具体来说，可以采用寡核苷酸定点诱变技术将特定的氨基酸残基引入抗原结合部位使其获得催化功能，也可以采用选择性化学修饰的方法将人工合成的或天然存在的催化基因引入到抗原结合部位。例如：P.G.Schultz 等人使用可裂解亲和标记物将巯基的柄状亲和基团引入到抗2,4—二硝基苯酚（DNP）的单抗MOPC315的抗原结合位点，得到的抗体酶对含有DNP与香豆素的羧酸酯的水解反应催化效率高二硫苏糖醇6×10 倍。具有原酶活性的抗体（抗体酶）
筛选
单克隆的抗抗体
3、诱导法
本法即用设计好的半抗原，通过间隔链与载体蛋白（如牛血清白蛋白等）偶联制成抗原，然后采用标准的单克隆技术制备、分离、筛选抗体酶。其中的半抗原也就是过渡态类似物。它是根据推测设计的，毕竟一般反应的过渡也只是理论推测，未在结构上予以阐明。过程如下：
载体蛋白
过渡态类似物（半抗原）
偶联体（抗原）
免疫动物并单克隆
抗体酶
四、抗体酶的发展前景[3]
1、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”。Lerner还提到，将具有立体专一性的抗体酶应用于制药工业，将有助于解决对映体拆分的难题。随着制备抗体酶新方法的不断发展，抗体酶的催化反应的范围将进一步拓宽特别是对那些天然酶不能催化的反应，则可研制抗体酶来进行催化。其次，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。这是酶工程的一个全新领域。例如：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，成为针对性强、药效高的药物，于是生产高纯度立体专一性的药物成为现实。又如：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。
抗体酶还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。另外，抗体酶的固定化已获得成功，将大大地推进工业化进程。
2、存在的问题
尽管抗体酶研究取得了很大进展，离开实际应用仍有一段距离。首先是催化效率问题：目前所得的大部分催化抗体的反应速度加强只能是中等水平的，比酶催化低2—3个数量级；因此，如何提高抗体酶的催化效率是个挑战。其次是筛选问题：目前的筛选方法只能筛选库中有用抗体的一小部分；一般是通过对半抗原结合力的大小来筛选的，而不是通过催化活性来筛选，可是对半抗原亲和力最大的不一定是最好的催化抗体——相信正在开发的catELISA法能够解决这一问题。还有抗体酶专一性、底物抑制、催化基团最适装配等问题都亟待人们去攻克。抗体酶是抗体与酶结合的产物，它的发展有赖于抗体与酶的结构的深入研究，特别是对酶作用机制的深入研究——这一方面还有待人们努力
抗体酶应用简介
时间：2011-02-24 11:03:27 来源：作者：点击：54次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.1984年列那(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.根据这个猜想列那和苏尔滋(P．C．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或催化抗体.
抗体酶具有典型的酶反应特性；与配体(底物)结合的专一性,包括立体专一性,抗体酶催化反应的专一性可以达到甚至超过夭然酶的专一性；具有高效催化性,一般抗体酶催化反应速度比非催化反应快104～108倍,有的反应速度已接近于天然酶促反应速度；抗体酶还具有与天然酶相近的米氏方程动力学及pH依赖性等.
将抗体转变为酶主要通过诱导法、引入法、拷贝法三种途径.诱导法是利用反应过渡态类似物为半抗原制作单克隆抗体,筛选出具高催化活性的单抗即抗体酶；引入法则借助基因工程和蛋白质工程将催化基因引入到特异抗体的抗原结合位点上,使其获得催化功能,拷贝法
主要根据抗体生成过程中抗原-抗体互补性来设计的.博莱克(Pollack)等以硝基苯酚磷酸胆碱酯作为半抗原诱导产生单抗,经筛选找到加快水解反应1.2万倍的抗体酶.
抗体酶可催化多种化学反应,包括酯水解、酰胺水解、酰基转移、光诱导反应、氧化还原分应、金属螯合反应等.其中有的反应过去根本不存在一种生物催化剂能催化它们进行,甚至可以使热力学上无法进行的反应得以进行.
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.立本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
人教版高中生物选修一专题四《酶的研究与应用》知识点归纳
专题四酶的研究与应用 探讨加酶洗衣粉的洗剂效果 一、实验原理 1．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶，其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。 2．碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。 3．在本课题中，我们主要探究有关加酶洗衣粉的三个问题： 一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有什么不同； 二是在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好。 三是添加不同种类的酶的的洗衣粉，其洗剂效果有哪些区别。 二、实验步骤 1．探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤的效果的不同 ①在2个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。 ②取2块大小相等的白棉布，用滴管在每块白布上分别滴上等量的墨水，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。 ③将2个烧杯分别放入同等温度的温水中，保温5分钟。 ④称取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份，分别放入2个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。 ⑤观察并记录2个烧杯中的洗涤效果 2.探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件 ①在3个编号的烧杯里，分别注入500mL清水。 ②取3块大小相等的白棉布，用滴管在每块白布上分别滴上一滴食用油、鸡血、牛奶，分别放入烧杯里，用玻璃棒搅拌。 ③将3个烧杯分别放入50摄氏度的热水、沸水和冰块中，保温5分钟。 ④称取5克加酶洗衣粉3份，分别放入3个烧杯中，用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。 ⑤观察并记录3个烧杯中的洗涤效果。 3．探究不同种类的加酶洗衣粉洗涤的效果 污染物蛋白酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉复合酶洗衣粉普通洗衣粉 油渍 汗渍 血渍 观察并记录四种洗衣粉分别洗涤三种污染的洗涤效果。 三、注意事项 1．变量的分析和控制 影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量，衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等。在这些因素中，水温是我们要研究的对象，而其他因素应在实验中保持不变。选择什么样的水温进行实验需要实验者根据当地一年中的实际气温变化来确定水温，通常情况下，冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水温，因为这4个水温是比较符合实际情况的，对现实也有指导意义。 2．洗涤方式和材料的选择。
抗体酶的研究及其应用
抗体酶的研究及其应用 郝文杰生物化学与分子生物学 201421191526 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转变，特别是自然界不存在的高效催化剂，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。本文就催化抗体的结构、性质、产生方法、筛选方法、酶学特征及应用进行了综述。 关键词：抗体酶；催化；高度选择性；催化剂；实用价值；结构 抗体酶是具有催化性质的抗体。从1883年Payen和Personz发现第一个酶以来，自从1986年Schultz和Lerner首次证实由过渡态类似物为半抗原，通过杂交瘤技术产生的抗体具有类似酶的催化活性以来，直至20世纪80年代初期，整整一个半世纪，发现的酶已经超过了4000种[1]。1986年，Schultz和Lerner 同时在《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。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。抗体酶这种兼具抗体和酶的性质的崭新物质，它集生物学、免疫学、化学于一身，它的发现打破了只有天然酶才有的分子识别和加速催化反应的传统观念，为酶工程学开创了新的领域，同时也为验证天然酶的催化机制，进行酶的人工摸拟，以及研究天然酶催化作用的起源提供了很好的帮助。抗体酶的应用前景是十分广阔又充满希望的。 1.抗体酶的发展历史 抗体酶(abzyme),又称催化抗体(catalytic 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,它既具有相应的免疫活性,又能像酶那样催化某种化学反应[2]。1946年,Linus Pauling阐明了酶的催化实质,同时指出稳定的反应过渡态类似物可以竞争性抑制酶活性的实质。酶之所以具有催化活力是因为其和反应的过渡态(底物激活)发生特异性结合,形成酶-底物复合物,大大降低了反应的活化能,从而加速了反应速率。酶产生的生物局限性是酶催化高效性无法普遍化的局限因素,突破限制就能人为地控制酶的产生。高等动物的免疫系统为我们提供了方便[3]。1969年,Jencks提供免疫诱导产生抗底物基态的抗体,该抗体具有类似酶的催化活性,这个抗体酶设想的提出,使得任何一个化学反应构造一个专一性催化酶成为可能。然而在抗体酶的研制中遇到了两个问题:1.底物基态瞬间存在,无法提取。根据Pauling的酶的竞争抑制实质,可以构造过渡态的稳定类似物作为实际抗原。2.抗原在分子量上有一定的要求,所以一般将类似物作为半抗原接到适当载体上构成抗原。1975年,Kohler和Milstein 发明了具有历史意义的单克隆技术,使抗体酶的获得成为可能。1986年,美国Scripps Clinic研究所的R.A.Lerner等宣布研制成功首例对羧酸酯水解具有催化活力的抗体酶。同年,加州大学的P.Schultz等宣布单克隆的MOPC167抗体可以催化对硝基苯氧基羧基胆碱的水解。抗体技术的发展经历了三个阶段,一是通过免疫动物产生血清多克隆抗体;二是细胞工程阶段,即用杂交瘤技术产生单克隆抗体;三是利用基因工程途径表达和改造抗体。
固定化酶的研究进展
固定化酶的研究进展 固定化酶是20世纪60年代发展起来的一项新技术。最初主要是将水溶性酶与不溶性体结合起来，成为不溶于水的酶衍生物，所以曾叫过“水不溶酶”和“固相酶”。但是，后来发现，也可以将酶包埋在凝胶内或置于超滤装置中，高分子底物与酶在超滤膜一边，而反应产物可以透过膜逸出。在这种情况下，酶本身仍是可溶的，只不过被固定在一个有限的空间内不能再自由流动。因此，用水不溶酶或固相酶的名称就不再恰当。在1971年第一届国际酶工程会议上，正式建议采用“固定化酶”的名称[1]。 一固定化酶的发展历程[1] 酶参与体内各种代谢反应，而且反应后其数量和性质不发生变换。作为一种生物催化剂，酶可以在常温常压等温和条件下高效地催化反应，一些难以进行的化学反应在酶的催化作用下也可顺利地进行反应，而且反应底物专一性强、副反应少等优点大大促进了人们对酶的应用和酶技术的研究。近年来，酶被人们广泛应用于食品生产与检测、生物传感器、医药工程、环保技术、生物技术等领域。 1916年美国科学家NELSON和GRIFFIN最先发现了酶的固定化现象；直到20世纪50年代，酶固定化技术的研究才真正有效地开展；1953年，德国科学家GRUB-HOFER 和SCHLEITH首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化，然后将淀粉酶、胃蛋白酶、羧肽酶和核糖核酸酶等与上述载体结合制备固定化酶；到20世纪60年代，固定化技术迅速发展；1969年日本千畑一郎利用固定化氨基酰胺酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸，是世界上固定化酶大规模应用的首例；在1971年的第一届国际酶工程会议上，正式建议使用固定化酶(mimobilizedenzyme)这个名称。我国的固定化酶研究开始于1970年，首先是中国科学院微生物所和上海生化所的酶学工作者同时开始了固定化酶的研究工作 二固定化酶的特点[2] [3] 固定化酶具有许多优点：极易将固定化酶与底物、产物分开；可以在较长时间内进行分批反应和装柱连续反应；在大多数情况下，可以提高酶的稳定性；酶反应过程能够加以严格控制；产物溶液中没有酶的残留，简化了提取工艺；较水溶性酶更适合于多酶反应；可以增加产物的收率,提高产物的质量；酶的使用效率提高，成本降低。但是，固定化酶也有其不足之处，如固定化时，酶活力有损失；增加了固定化的成本，工厂开始投资大；只能用于水溶性底物，而且较适用于小分子。 三固定化酶固定化方法[3] [4] 由于所固定的酶或细胞的不同，或者固定的目的及固定用的载体的不同，使固定化方法大相径庭。根据固定的一般机理，可将之分为如下几种方法。酶的固定化方法有：
高中生物选修一人教版专题四酶的研究与应用(练习题)答案不全
专题四酶的研究与应用 一、选择题 1.酶的固定方法不包括( )。 A.将酶吸附在固体表面上 B．将酶相互连接起来 C．将酶包埋在细微网格里D．将酶制成固体酶制剂，如加酶洗衣粉中的酶 2.下列关于酶制剂的叙述错误的是( )。 A．酶制剂是包含酶的制品 B．包内酶和包外酶均可用于制成酶制品 C．酶制品的生产包括酶的生产、提取、分离纯化和固定化等 D．固定化细胞不属于酶制剂 3.如果反应物是大分子物质，采用那种方法催化受限制( )。 A．直接使用酶B．使用化学方法结合的酶C．使用固定化细胞D．用物理吸附法固定的酶 4. 关于固定化酶的叙述不正确的是 ( )。 A．既能与反应物接触，又能与反应物分离 B．固定在载体上的酶可被反复利用 C．可催化一系列反应 D．酶的活性和稳定性受到限制 5.下列关于酶的叙述中正确的是( )。 A．酶都提取于动植物细胞 B．酶制剂能够重复利用 C．果酒和果汁能够用酶制剂澄清 D．酶固定后称为酶制剂 6.对配制海藻酸钠溶液的叙述不准确的是( )。 A．加热使海藻酸钠溶化是操作中最重要的一环B.海藻酸钠的浓度涉及固定化细胞的质量 C．海藻酸钠的浓度过高，易形成凝胶珠 D．海藻酸钠的浓度过低，形成凝胶珠内包埋细胞过少 7．目前，日用化工厂大量生产的酶制剂，其中的酶大都来自 A．化学合成 B动物体内 C植物体内D微生物体内 8．高果糖浆生产需要的酶是 A．葡萄糖异构酶 B．蔗糖酶 C．麦芽糖酶 D．果糖酶 9．将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快的一项是 A．CO2的释放 B．丙酮酸的氧化 C．葡萄糖的利用 D．ATP的形成 10．下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是 A．琼脂糖 B．醋酸纤维素 C．聚丙烯酰胺 D．聚乙烯树脂 二、非选择题 11．在固定化细胞技术中，从操作角度考虑，__________________方法更容易；_________ 方法对酶活性的影响小；如果想将微生物的发酵过程变成连续的酶反应，应选择___________ 方法；如果反应物是大分子，应选择_________________________方法。 12．凝胶珠的颜色是________________；形状是_________________。 13．利用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液，（填有或无）气泡产生：（填有或无） 酒精产生。 14.酵母菌与人们的日常生活密切相关，也是现代生物技术研究常用的模式生物，生物兴趣小 组对此进行了下列研究。请你根据他们的研究内容回答酵母细胞的固定化问题：（1）在制备固定化酵母细胞过程中，溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温，才能加入已活 化的酵母菌，原因是。
酶固定化技术研究进展
酶固定化技术研究进展 选题说明 酶作为一种生物催化剂，具有高催化效率，高选择性，催化反应条件温和，清洁无污染等特点，其卓越的催化效能，令普通无机催化剂难以望其项背，因此酶的工业化使用一直是广受社会关注的课题，但天然酶稳定性差、易失活、不能重复使用，并且反应后混入产品，纯化困难，使其难以在工业中更为广泛的应用。此外，分离和提纯酶以及其一次性使用也大大增加了其作为催化剂的成本，严重限制了酶的工业推广。在此条件下，固定化酶的概念和技术得以提出和发展，并成为近些年酶工程研究的重点。酶的固定化，是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内，仍能进行其特有的催化反应，并可回收及重复使用的一类技术。通过固定化，可以解决天然酶的局限性，实现酶的广泛运用。 基于对于酶的工业化使用和固定化酶的兴趣，我通过互联网和数据库信息检索的方式对酶的固定化技术发展状况进行了初步探索，并对目前的研究成果进行了简要的概括。希望能使大家对这一领域有所认识。 检索过程说明 1，检索工具和数据库 1.1，百度搜索引擎 1.2，Google搜索引擎 1.3，中国期刊全文数据库 1.4，万方数据系统 1.5，重庆维普中文科技期刊数据库 2，检索过程简述
首先，我选择了使用百度和Google搜索引擎进行关键词检索，都得到了浩繁的搜索结果，所的信息主要是百科简介和企业广告信息，介绍较为浅显陈旧，可利用性较差，但可以用于简单的信息了解，在搜素过程中，尝试使用了布尔检索规则如“固定化酶and应用”、高级检索和结果中检索的检索方式，以减小数据量。也尝试了Google学术搜索，得到了很多有用信息。运用维普中文科技期刊数据库搜素“题名或关键词”为“固定化酶”的相关资料得到655条，搜素“题名或关键词”为“固定化酶应用”的相关资料得到72条，检索关键词搜素“题名或关键词”为“固定化酶研究”的相关资料得到4条. 万方数据系统搜索主题词"固定化酶",得到相关资料1024条，搜索“固定化酶技术应用”得到相关资料23条.。中国期刊全文数据库中检索“固定化酶技术”得到相关资料2604条，搜索“固定化酶技术应用”得到相关资料742条 关键词 酶固定化载体制备研究应用 酶固定化技术研究进展 提要： 固定化酶有许多优点，尤其是稳定性和可重复使用性使其在许多领域得到广泛应用。固定化酶技术是一门交叉学科技术。目前已得到长足的发展。本文重点介绍了固定化酶制备的传统方法和近些年出现的一些新方法，同时对酶在一些性能优良的栽体上的固定进行了综述。 正文： 一，传统的酶固定化方法
最新专题4酶的研究和应用知识点
专题4 酶的研究与应用知识点 课题1 果胶酶在果汁生产中的作用 由水果制作果汁要解决两个主要问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。 1、植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分有纤维素和_果胶_。并且两者不溶于水，在果汁加工中，既影响出汁率，又使果汁浑浊。 2、果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶的作用是能够将果胶_分解成可溶性的_半乳醛酸，瓦解植物的细胞壁及胞间层，并且使果汁变得澄清。 3、果胶酶是一类酶总称，包括_果胶分解酶、多聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶_等。 4、酶的活性是指酶催化一定化学反应的的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。在科学研究与工业生产中，酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减小量或产物的增加量来表示。 5、影响酶活性的因素包括：温度、PH、酶的抑制剂等。 （二）．实验设计 〔设计一〕探究温度对酶活性的影响 当酶处于最适温度或最适pH时，酶的活性最高；若温度过高、过酸或过碱，则导致酶变性失活。在一定范围内，果肉的出汁率和果汁的澄清度与果胶酶的活性成正比。 此实验的自变量是温度_；根据单一变量原则，你应确保各实验组相同的变量有_PH 底物浓度底物量实验器材酶的用量等等_。 〔设计二〕探究PH对酶活性的影响 探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。 〔设计三〕探究果胶酶的用量 探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变。实验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可。需要注意的是，反应液的pH必须相同，否则将影响实验结果的准 旁栏思考题 1．为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？ 提示：将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。 2．在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？ 提示：需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。 3．A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？B同学呢？ 提示：A同学将温度或pH作为变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。B同学对于变量的处理应该与A 同学相同，只是观察因变量的角度不同。 4．想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？ 提示：果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。 5．当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？ 提示：温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。 实验变量与反应变量(如表) 课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 1、酶绝大多数是蛋白质，少数为RNA；酶具有生物催化作用；酶具有高效性、专一性特点，但易受 温度、PH、表面活性剂等因素的影响。 （1）加酶洗衣粉是指含酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶四类。普通洗衣粉中含磷，含磷的污水排放可能导致微生物和藻类大量繁殖，造成水体污染，加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠，使洗涤剂朝无磷的方向发展，减少对环境的污染。（2）脂肪酶可以将脂肪分解成甘油和脂肪酸，蛋白酶可以将蛋白质分解成多肽，然后在肽酶作用下分解成氨基酸；淀粉酶可以将淀粉分解成可溶性麦芽糖和葡萄糖，纤维素酶可以将纤维素分解成葡萄糖，以达到去污的目的，因此，蛋白类纤维织物（羊毛、蚕丝等）不能用加酶洗衣粉来洗涤。 （3）应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹容易从衣物上脱落。 （4）.衣物的洗涤，不仅要考虑到洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。 （5）加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗衣粉朝低磷无磷的方向发展，减少对环境的污染。 2、实验设计遵循原则：是单一变量原则、对照原则和等量原则，比如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对 衣物污渍的洗涤效果有何不同时，用控制使用不同种类洗衣粉为变量，其他条件完全一致；同时普通洗衣粉处理污渍物与加酶洗衣粉处理污渍物形成对照实验。 3．不同种类的酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果 （1）实验原理：不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有专一性，所以对不同污渍的洗涤效果不同。 4、比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同
抗体酶及其应用前景
抗体酶及其应用前景 徐应容，党曦俻,石莹，周烨，顾昱晓 摘要：催化抗体也叫抗体酶，是具有催化活性的免疫球蛋白.由于它兼具抗体的高度选择性和酶的高效催化性，因而催化抗体制备技术的开发预示着可以人为生产适应各种用途的，特别是自然界不存在的高效催化剂，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.综述了催化抗体研究的最新进展，讨论了该领域目前存在的问题，提出了解决这些问题的可能办法。 1．概念介绍： 1.1关于抗体： 当人体（以及其它高等动物）受到外来抗原的刺激时，其免疫系统会根据抗原的特点（抗原表面决定簇）产生特定抗体。一般来说，一种抗原可以刺激产生108种抗体，并且所产生的抗原均具备极高的特异性，即与抗原强烈结合。 1.2关于酶： 首先，酶催化具有两个特征，即高催化效率和高选择性。关于酶的催化机制，已有许多假说，但在众多观点中最有影响的是，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。他指出，酶通过某种方式与高能、短寿命的过渡态结合而起催化作用。这个过渡态构型中某些键在形成，另一些键在断裂，存在时间极短，半衰期约为10 ~10 s，实际中极难捕获。 1.3二者对比：
抗体和酶的根本不同在于前者是结合一个基态分子，并且抗原与抗体结合后会发生沉淀，一般条件下不会自动分离，而抗体选择性的结合一个化学反应的过渡态，帮助反应顺利进行，在完成反应后的瞬间与生成物迅速分离 2.背景知识： 1946年，Pauling用过渡态理论阐明了酶催化的实质，后经过Jencks等人的探索，他们发现，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；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。 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P．C．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，并将这类具有催化能力的免疫球蛋白称为抗体酶（abzyme）或催化抗体（catalyticantibody）。 3.抗体酶的制备 3.1抗体酶的制备原则 实现抗体向酶转变的关键是抗原能诱导已具有酶活性的抗体。要使抗体具备催化活性即要使其具备酶的特征，为使抗体具有酶的结构，就必须在抗原的结构上进行改造。而抗体设计的原则就是酶的催化机制，故免疫学原理以及过渡态理论是抗体酶设计的主要依据。 酶－底物、抗体－抗原的结合模式是相近的，即均具有高亲和力和空间结构及电荷分布上的互补特性。但上述两种结合对象不同，由于抗体仅仅与低能结构结合，所以通常情况下抗体不具备催化活性。
最新固定化酶制备及应用的研究进展
固定化酶制备及应用的研究进展
固定化酶制备及应用的研究进展摘要：本文主要从分析酶单独应用中的不足、酶的固定化载体、固定化方法等方面介绍了固定化酶制备中的研究进展情况，并且从医药、食品、环保、化学工业、能源等方面其在其中的新应用出发，对固定化酶在新领域中的应用作了综述，给固定化酶研究的发展前景进行了展望，并且指出了今后酶固定化研究的主要方向是多酶的固定化及制备高活性、高负载、高稳定性的固定化酶。 关键字：酶；酶的固定化；载体；酶固定化应用领域 酶是重要的生物催化剂，具有专一性强、催化效率高、无污染、反应条件温和等特点，在制药、食品、环保、酿造、能源等领域都得到了广泛的应用。但在实际应用中，酶也存在许多不足，如大多数的酶在高温、强酸、强碱和重金属离子等外界因素影响下，都容易变性失活，不够稳定；与底物和产物混在一起，反应结束后，即使酶仍有很高的活力，也难于回收利用，这种一次性使用酶的方式，不仅使生产成本提高，而且难于连续化生产；并且分离纯化困难，也会导致生产成本的提高等。固定化酶（immobilized enzyme）这个术语是在1971 年酶工程会议上被推荐使用的。随着固定化技术的发展，出现固定化菌体。1973年，日本首次在工业上应用固定化大肠杆菌菌体中的天门冬氨酸酶，由反丁烯二酸连续生产L-天门冬氨酸。固定化酶技术为这些问题的解决提供了有效的手段，从而成为酶工程领域中最为活跃的研究方向之一。本文将从酶生
物催化剂固定化载体、固定化方法和技术及固定化酶的应用等几个方面出发，归纳和综述这些方面近年来的研究进展。 1酶固定化的传统方法 关键在于选择适当的固定化方法和必要的载体以及稳定性研究、改进。 1.1 吸附法 吸附法是利用物理吸附法，将酶固定在纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等载体上的固定方式。显著特点是：工艺简便及条件温和，包括无机、有机高分子材料，吸附过程可同时达到纯化和固定化；酶失活后可重新活化，载体也可再生。但要求载体的比表面积要求较大，有活泼的表面。 1.2包埋法 包埋固定化法是把酶固定聚合物材料的格子结构或微囊结构等多空载体中，而底物仍能渗入格子或微囊内与酶相接触。这个方法比较简便，酶分子仅仅是被包埋起来，生物活性被破坏的程度低，但此法对大分子底物不适用。 1)网格型 将酶或包埋在凝胶细微网格中，制成一定形状的固定化酶，称为网格型包埋法。也称为凝胶包埋法。 2)微囊型 把酶包埋在由高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶。由于形成的酶小球直径一般只有几微米至几百微米，所以也称为微囊化法。
高中生物选修一专题四酶的研究和应用知识点
资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除 只供学习与交流 高中生物选修一 4.1果胶酶在果汁生产中的作用 1.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，果胶酶能将果胶分解 成可溶性的半乳醛酸，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使果汁变得澄清。 2.果胶酶是一类酶总称，包括果胶分解酶、多聚半乳糖醛酸酶、果胶酯酶等。 3.酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶活性的高低可以用在一定条 件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。在科学研究与工业生产 中，酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减小量或产物的增加量 来表示。 4．影响酶活性的因素包括温度、PH、酶的抑制剂等。 5.在〔探究温度对酶活性的影响〕的实验设计中，自变量是温度；根据单一 变量原则，应确保各实验组相同的变量（无关变量）有：底物的量及浓度、 酶的用量和浓度、混合物的pH、水浴时间、实验器材等等。只有这样才能保 证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。在实验中将果泥和果胶酶分 装在不同的试管中恒温处理，保证了底物和酶在混合时的温度是相同的。 6.在〔探究PH对酶活性的影响〕的实验中，只须将上述实验的温度梯度改成 pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。此实验中不同的pH梯度之间进行相互对照。 7.在〔探究果胶酶的用量〕的实验中，果胶酶的用量是建立在最适温度和最 适pH基础之上的。此时研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变。实验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可。 8.果胶酶将果胶分解为可以通过滤纸的小分子物质，因此苹果汁的体积大小 反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。 4.2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 1.加酶洗衣粉是指含酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶四类。 2.普通洗衣粉中含磷，污水排放可能导致水体富营养化，使微生物和藻类大 量繁殖造成水体污染。加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量， 使洗衣粉朝低磷无磷的方向发展，减少对环境的污染。 3.应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。前者能将血渍、奶渍等含有大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹容易从 衣物上脱落，所以蛋白类纤维织物（羊毛、蚕丝等）不能用加酶洗衣粉来洗 涤。脂肪酶可以将脂肪分解成甘油和脂肪酸；淀粉酶可以将淀粉分解成可溶 性麦芽糖和葡萄糖，纤维素酶可以将纤维素分解成葡萄糖，以达到去污的目 的。 4.衣物的洗涤不仅要考虑到洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本 等因素。 5.实验设计要遵循单一变量原则、对照原则和等量原则，比如探究普通洗衣 粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，自变量是不同种类的洗 衣粉，其他条件应完全一致；同时等量的普通洗衣粉与加酶洗衣粉处理相同
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。那么，适当的抗体也就能够以一种方式与真正的酶反应物结合．成为“酶家族”中新成员，去催化正常情况下由酶来完成的化学反应。 1986年以后，抗体酶研究进入一个新的阶段。这一年的12月，R．A．Lerner和P．G．SChutz两个小组同时在《科学》(Science)杂志上报道，他们已成功地得到了具有酶活性的抗体酶。SChutz等人认为对硝基苯酚磷酸胆碱酯（PNPPC）作为相应羧酸二酯水解反应的过渡态类似物，推测用这个类似物作为半抗原诱导产生的单克隆抗体可能对羧酸二酯的水解反应有催化活性。通过对单克隆抗体的筛选，找到了一株MOPC167单抗，后来又找到一株抗体酶T15,经证明该催化反应的动力学行为满足米氏方程。[3] Lerner等人，从金属肽酶的研究成果中得到启发，合成了一个含有吡啶甲酸的膦酸酯类似物为半抗原诱导产生一个单抗6D4，用来催化不含吡啶甲酸的相应羧酸酯化合物的水解反应，使反应加速近1000倍，并表现出底物专一性和对介质pH的依赖性等。[3]
纳米材料固定化酶的研究进展_高启禹
?综述与专论? 2013年第6期 生物技术通报 BIOTECHNOLOGY BULLETIN 酶的固定化方法和技术研究是酶工程研究的重点之一，其核心是如何将游离的酶通过一定的方式与水不溶性的载体相结合，同时保持酶的催化活性和催化特性。固定化酶的概念自1953年由德国科学家Gubhofen ［1］提出以来，先后经过了实验室研发到工业化生产的重大转折，并建立了传统的固定化酶的基本方法，如包埋法、交联法、吸附法和共价结合法［2］。近年来，随着结构生物学、蛋白质工程及材料科学的不断发展，在酶的固定中出现了一些新型载体和新型技术，从而使酶在负载能力、酶活力和稳定性等方面获得了极大提高，且降低了酶在工农业应用中的催化成本。这些载体和技术包括交联酶聚集体、“点击”化学技术、多孔支持物和最近的以纳米粒子为基础的酶的固定化［3］。纳米材料作为 收稿日期：2012-11-27基金项目：河南省科技厅科技攻关项目（112102210299），河南省教育厅自然研究计划项目（2011A180026）作者简介：高启禹，男，硕士，讲师，研究方向：酶与酶工程；E -mail ：gaog345@https://www.360docs.net/doc/ec5292797.html, 纳米材料固定化酶的研究进展 高启禹1 徐光翠2 陈红丽1 周晨妍1 （1.新乡医学院生命科学技术学院 河南省遗传性疾病与分子靶向药物重点实验室培育基地，新乡 453003； 2.新乡医学院公共卫生学院，新乡 453003） 摘 要： 纳米材料在蛋白酶及核酶的固定化研究领域进展迅速，主要包括各种磁性纳米载体及非磁性纳米载体。目前在固定化纳米载体的特性、固定化方法及固定化效果上已进行了广泛探讨。综述以纳米载体的研究现状为基础，分析纳米载体固定化酶的应用前景及纳米载体固定对酶学性质的影响，并对该技术的研究进行介绍和展望。 关键词： 纳米材料 固定化酶 磁性载体 非磁性载体 核酶 Research Progress of Nanoparticles for Immobilized Enzymes Gao Qiyu 1 Xu Guangcui 2 Chen Hongli 1 Zhou Chenyan 1 （1. College of Life Science and Technology ，Xinxiang Medical University ，Henan Key Laboratory of Hereditary Disease and Molecular Target Drug Therapy （Cultivating Base ），Xinxiang 453003；2. College of Public Health ，Xinxiang Medical University ，Xinxiang 453003） Abstract: Immobilization of protease and ribozyme by nanometer carrier are researched as a more useful means, including of the magnetic nanoparticle and nonmagnetic nanoparticles. Currently, the types of immobilized carrier and methods and results of nanoparticles are discussed. In this paper, we describe the current application of immobilized enzyme by nanocarrier, the effect of nanoparticles matrix to enzymatic properties and the prospect of application for the above mentioned technology were introduced, and the direction of the development of nanoparticles immobilization of enzyme was analyzed. Key words: Nanoparticle cartie Immobilized enzymes Magnetic nanoparticles Non magnetic nanoparticles Ribozyme 酶固定化的新型载体，能够体现良好的生物相容性、较大的比表面积、较小的颗粒直径、较小的扩散限制、有效提高载酶量及在溶液中能稳定存在等优点［4］。固定化的微粒状态根据纳米材料物理形态的差异性可分为纳米粒（包括纳米球、纳米囊）、纳米纤维（包括纳米管、纳米线）、纳米膜及纳米块等。目前，用于酶固定化的纳米形态以纳米粒（Nanoparticles，Nps）最为常见，纳米粒通常指粒子尺寸在1-1 000 nm 范围内的球状或囊状结构的粒子。而用于酶固定的纳米载体材料有磁性纳米载体、非磁性纳米载体等［5］。但是，在进行相关固定化设计时，仍然需严格遵循固定化酶的主要任务，即一方面要满足应用上的催化要求；另一方面又要满足在调节控制及分离上的非催化要求。
抗体酶的催化反应及应用前景
抗体酶的催化反应及应用前景 摘要：抗体酶又叫催化抗体，兼具抗体的高度选择性和酶的高效性，可人为生产适应各种用途的，特别是自然界不存在的高效催化剂。本文主要讲解了抗体酶催化反应的催化特征、催化反应类型及其应用前景。 1.抗体酶的概述 抗体酶又叫催化抗体，兼具抗体的高度选择性和酶的高效性，可人为生产适应各种用途的，特别是自然界不存在的高效催化剂。 2.抗体酶的催化反应 2.1.抗体酶的催化特征 与天然酶的催化特性相比，抗体酶有自己的一些特点。 2.1.1能催化一些天然酶不能催化的反应 抗体酶的多样性决定了抗体酶的催化反应类型多样性；催化抗体的构建，表明可通过免疫学技术，为人工酶的设计和制备开辟一条新的、实用化的途径。这种利用抗原-抗体识别功能，把催化活性引入免疫球蛋白结合位点的技术，或许可能发展成为构建某种具有定向特异性和催化活性的生物催化剂的一般方法。 2.1.2有更强的专一性和稳定性 抗体酶作为一种具酶和抗体双重功能的新型大分子用作分子识别元件，具有优于酶和抗体的突出特点。因为配体底物与抗体酶的活性部位结合后，会立即发生催化反应，释放产物，所以每一次分子反应之后，抗体的分子识别位点都可以再生，这就使催化抗体能够作为一种可以连续反复使用的可逆性分子。 2.1.3催化作用机制不同 酶催化机制是“锁钥学说”（Lock and Key）及“诱导契合学说”（Induced-Fit）；而抗体酶的催化剂至目前还没有完全搞清楚。Janda曾提出“识别开关”或“诱饵开关”（Bait and Switch）机制，即抗体将底物“钓进”抗体结合部位，然后使其与抗体结合，打开底物转化为反应过渡态的“开关”，导致共价键断裂，形成产物，还有待研究。 2.2抗体酶的催化反应类型 迄今为止，获得的抗体酶已能成功地催化五种类型以上的酶促反应和几十种类型的化学反应。下面是一些比较常见的抗体酶的催化反应。
抗体酶及其应用
进展评述 抗体酶及其应用 杨玉社 胡增建 嵇汝运 陈凯先 (中国科学院上海药物研究所200031) 摘要 生物学家一项惊人的发现:人体防御体系的武装2抗体,也能象酶那样起作用,这些被称作抗体酶的研究成功将会引起21世纪生物技术的一场革命。本文介绍抗体酶的结构、制备方法、催化特征、应用及其发展前景。 关键词 抗体酶 外酶 过渡态类似物 催化作用 酶是自然界经过数百万年进化而发展出来的生物催化剂,它能在极其温和的条件下高效专一地催化某些化学反应。所以对任何一个我们感兴趣的通常化学反应(如药物合成中的关键反应步骤)设计一种象酶那样的高效催化剂是科学家们梦寐以求的。抗体酶研究成功[1,2]以来,科学家设计制造酶的梦想正在逐渐变成现实。 酶和抗体的本质差别在于酶是和反应过渡态(激发态分子)选择结合的催化物质而抗体是和基态分子选择结合的催化物质,它们识别底物的机理是相同的。抗体的多样性赋予它几乎无限的识别能力。如果能以激发态的分子为半抗原激发免疫系统产生抗体,那么这种抗体反过来可能催化经过此过渡态的化学反应。但激发态的过渡态分子不可能作为抗原来产生抗体。但对某一特定的酶催化的化学反应,人们可以合成一种稳定态的分子,它在带电性能,几何形状与反应过渡态分子结构类似,这种稳定态分子称为过渡态类似物。用这种过渡态类似物作为半抗原,诱导产生抗体,这样产生的抗体又能识别反应过程中真正的过渡态,该抗体具有酶摧化反应的基本特征,可能成为一种具有酶活性的抗体。 自1986年抗体酶宣告成功一来,迄今为止抗体酶已成功地催化了所有六种酶促反应和数十种类型的常规反应。这包括羧酸酯、碳酸酯、磷酯酯、肽键、烯醇醚和糖苷键的水解,酰胺的形成和水解,酯交换、内酯化、消除反应,C laisen重排反应:D iels2A lder反应、光分解和聚合、顺反异构化、脱羧、环氧化反应等[3]。抗体酶在治疗方面也展现出灿烂的前景。 1 抗体的结构[4] 抗体和酶一样是大分子蛋白质,由2条相同的轻链(大约2500D)和2条相同的重链(大约5000D)组成,见图1。轻链由VL(可变区)和CL(不变区)组成,重链也由V H(可变区)和CH(不变区)组成。重链和重链及重链和轻链之间通过二硫键相连。此外重链还有一连接枢扭。抗体的结合部位由6个超变区组成。对同类型抗体CL和CH部分氨基酸的序列相同,然而VL和V H是非常专一的。可变区大约由110个氨基酸组成,至少可产生108个不同抗体,它是抗体多样性的基础。Fab片断由轻链和重链V H及CH1组成。抗体2抗原复合物是借助范得华力,疏水作用,静电作用及氢键作用而形成。 杨玉社 男,34岁,博士,从事抗菌药物、抗肿瘤药物及相关领域研究。 1996211225收稿
肌炎皮肌炎
多发性肌炎和皮肌炎 【概述】 多发性肌炎(polymyositis，PM)和皮肌炎(dermatomyositis，DM)是一类病因尚不清楚，以四肢近端肌肉受累为突出表现的特发性炎性肌病(idiopathic inflammatory myopathies，IIM)。我国PM/DM的发病率尚不十分清楚，国外报告的发病率约为0.6 1/万，女性多于男性，且DM比PM更多见(1)。 【临床表现】 1.症状和体征 PM主要见于成人，儿童罕见。DM可见于成人和儿童。PM/DM常呈亚急性起病，在数周至数月内出现对称性的四肢近端肌肉无力，仅少数患者(特别是DM)可急性起病。PM/DM常伴有全身性的表现，如乏力、厌食、体重下降和发热等。 (1)骨骼肌受累的表现 对称性四肢近端肌无力是本病的特征性表现，约50％的患者可同时伴有肌痛或肌压痛。上肢近端肌肉受累时，可出现抬臂困难，不能梳头和穿衣。下肢近端肌受累时，常表现为上楼梯和上台阶困难，蹲下或从座椅上站起困难。PM/DM患者远端肌无力不常见，但在整个病程中患者可有不同程度的远端肌无力表现。随着病程的延长，可出现肌萎缩。约一半的患者有颈屈肌无力，表现为平卧时抬头困难，头常呈后仰。眼轮匝肌和面肌受累罕见，这有助于与重症肌无力鉴别。 (2)皮肤受累的表现 DM除了肌肉受累外，还有特征性的皮肤受累表现。皮肤病变可出现在肌肉受累之前，也可与肌炎同时或在肌炎之后出现。DM常见的皮肤病变包括： 眶周皮疹(heliotrope rash): 这是DM特征性的皮肤损害，发生率约为60%～80%。表现为上眼睑或眶周的水肿性紫红色皮疹，可为一侧或双侧，光照加重。这种皮疹还可出现在两颊部、鼻梁、颈部、前胸V形区和肩背部(称为披肩征)。 Gottron疹：出现在关节的伸面，特别是掌指关节、指间关节或肘关节伸面的红色或紫红色斑丘疹，边缘不整，或融合成片，常伴有皮肤萎缩、毛细血管扩张和色素沉着或减退，偶有皮肤破溃，发生率约80%。此类皮损亦可出现在膝关节伸面及内踝等处，表面常覆有鳞屑或有局部水肿。这是DM另一特征性的皮肤损害。●甲周病变：甲根皱襞处可见毛细血管扩张性红斑或瘀点，甲皱及甲床有不规则增厚，局部出现色素沉着或色素脱失。?“技工手”：在手指的掌面和侧面皮肤过多角化、裂纹及粗糙，类似于长期从事手工操作的技术个人手，故名“技工手”。还可出现足跟部的皮肤表皮的增厚，粗糙和过度角化，此类患者常常血清抗Mi-2抗体阳性。?其他皮肤粘膜改变：皮肤血管炎和脂膜炎也是DM较常见的皮肤损害；另外还可有手指的雷诺现象、手指溃疡及口腔粘膜红斑。部分患者