文档介绍：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:
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。
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>同时发表了两篇来自由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。
第八节抗体酶 Abzyme
一概述
二机制
三制备
四应用
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:酶催化化学反应的机制在于:酶能与高能、短寿
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,从
而大大降低了化学反应的活化能。
一、抗体酶的发现与研究思路
酶的催化机理是降低活化能
能与过渡态结合的抗体也具有酶的性质
根据Pauling理论,William Jencks于1969年预言: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,就可观测到这个抗体对该反应的催化效应。也即:抗体若能与某化学反应的过渡态结合,则这样的抗体必也能像酶一样,使其活化能降低,从而帮助大量反应物分子跨越能障,达到加速反应的目的。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。
Linus Carl Pauling
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,实践中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),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,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。
如愿以偿
在1986年,加利福尼亚实验室的Lerner和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,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。
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。
Peter Schultz
A question:
抗体酶是酶还是抗体?
二、抗体酶的结构与机制
什么是酶(enzyme) ?
酶——活细胞产生,起生物化学反应催化剂
作用的蛋白质。
什么是抗体(antibody,Ab)?
抗体——是B细胞识别抗原后增殖分化为浆
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,
具有免疫功能。
其本质是一类免疫球蛋白。