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会计学或在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团(物质),特别是具有生物相容性的物质,进行共价(ɡònɡjià)连接,从而改变酶的结构和性质。生物体中存在的酶分子(fēnzǐ)修饰酶分子中的某些基团在其他酶的催化下,可共价结合(jiéhé)或脱去,引起酶分子构象改变而调节其活性,此类酶称为共价修饰调节酶。酶的共价(ꞬònꞬjià)修饰方式磷酸化/去磷酸化是是高等动植物酶化学修饰的主要形式(xíngshì)细菌主要是核苷酰化形式(xíngshì)。/1.2.酶分子修饰(xiūshì)的目的基础(jīchǔ)酶学研究上人为(rénwéi)地改变天然酶的一些性质,创造天然酶所不具备的某些优良特性甚至创造出新的活性,来扩大酶的应用领域。2.酶分子(fēnzǐ)的修饰方法2.1.酶辅因子的置换(zhìhuàn)修饰置换(zhìhuàn)修饰过程等价(děngjià)同荷置换举例(jǔlì)2.2.大分子结合(jiéhé)修饰大分子的非共价(ꞬònꞬjià)修饰能与酶非共价地相互作用而有效地保护酶,既能通过氢键固定在酶分子表面,也能通氢键有效地与外部水相连,通过调节酶的微环境,保护酶的活力。有些(yǒuxiē)来自嗜热菌的酶具有较高稳定性,其原因正是由于保护性大分子(如肽和聚胺)发挥作用的结果。酶的多聚体或酶聚合体的活力和稳定(wěndìng)性比单体高就是这个原因。用抗体来稳定(wěndìng)酶。有些抗体能在蛋白质开始伸展的部位或被蛋白酶水解的部位起作用,因而起到稳定(wěndìng)作用。α-淀粉酶与其抗体的复合物在70℃半衰期为16h,而天然(tiānrán)酶仅为5min。抗体保护的酶还有抗氧化酶、抗有机溶剂、抗低pH、抗自溶、抗蛋白酶等作用。Taqase优点:抗体制备简单任何(rènhé)一种酶都有它相对应的抗体,制备亦较简单、迅速。所以,用抗体稳定酶的方法较普遍。缺点:制备(zhìbèi)抗体花费较多,解决的办法是用微生物来生产。最近报告表明,已经成功地由大肠杆菌生产具有完整功能的重组抗体片段,而且用同一种微生物既能生产目的蛋白又生产其抗体的可能性。在医学上要解决酶—抗体复合物在体内的抗原性。目前采用降低抗体分子的大小制造嵌合抗体大分子的共价(ꞬònꞬjià)修饰聚乙二醇修饰超氧物歧化酶(SOD),不仅(bùjǐn)可以降低或消除酶的抗原性,而且提高了抗蛋白酶的能力,延长了酶在体内的半衰期,从而提高了酶药效。日本学者将聚乙二醇连到脂肪酶、胰凝乳蛋白酶上所得产物溶于有机溶剂,在有机溶剂存在下能够有效地起作用。嗜热菌蛋白酶在水介质中通常催化肽链断裂,但用聚乙二醇共价修饰后,其催化活性显著改变,在有机溶剂中催化肽键合成,已用于制造合成甜味剂。PEG:HO-CH2-CH2-(OCH2CH2)nCH2CH2-OH/PEGbinds2-3watermoleculesperrepeatunitPEG/water‘shield’canreduceactivityofprotein,butgenerallytheincreasedcirculationtimemakesupforthisPEGylatedmicrospheres:Blockcopolymerlocalizesataqueous/polymerinterfacesUnmodifiedPLGAparticlest1/2=13.6min.PEGblockcopolymerparticlest1/2=270min(4.5hr)Alteredbiodistribution:highbloodavailabilityandreducedspleen/liveruptakeNoPLGAparticlesremaininginbloodafter12hrs重组(zhònꞬzǔ)白介素(rIL-2)用大分子PEG修饰后,半衰期延长10倍天冬酰胺酶(ASP)用于白血病的治疗PEG修饰后半衰期从24小时增加到357小时FDA1994年批准(pīzhǔn)用于急性淋巴细胞性白血病治疗Protein-PolymerBioconjugatesDisadvantagesofIFNtreatmentPegylatedIFNaPeginterferonalfa-2aPeg-IFN-2abloodlevelsdonotfluctuate粒细胞集落刺激因子(G-CSF)用于治疗中性粒细胞减少症美国Amgen公司研制的PEG修饰长效G-CSF,是在重组(zhònꞬzǔ)人G-CSF的N端Met残基上共价结合了20kD的PEG,于2002年1月获FDA批准酶CharacterizationofthePEGylatedproteins.(A)SDS–PAGEcharac