1、Enzyme Engineering酶工程共四十三頁第五章 核酶和抗體酶第一節(jié) ribozyme第二節(jié) 脫氧(tu yng)核酶第三節(jié) 抗體酶共四十三頁第一節(jié) ribozyme一、ribozyme的發(fā)現(xiàn)二Ribozyme的種類(zhngli)三Ribozyme研究進(jìn)展與展望共四十三頁一、ribozyme的發(fā)現(xiàn)(fxin)80年代初期，美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校的Thomas Cech和美國耶魯大學(xué)的Sidnery Altan各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)RNA具有生物催化(cu hu)功能.從而改變了生物催比劑的傳統(tǒng)概念。為此，T.Cech和S.Altman共同獲得了1989年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。共四十三頁共四十

2、三頁二Ribozyme的種類(zhngli) 自然界存在(cnzi)催化分子內(nèi)反應(yīng)（incis）的ribozyme(自我剪接型和自我剪切型)和催化分子間反應(yīng)(in trans)的ribozyme。共四十三頁1自我剪接(jinji)ribozyme分類自我剪接ribozyme可分為兩類：型IVS：均與四膜蟲大核rRNA前體的IVS結(jié)構(gòu)相似、催化(cu hu)自我剪接需鳥苷（或5鳥苷酸）和Mg2+參與。型IVS ：結(jié)構(gòu)與四膜蟲的不同，而與細(xì)胞核mRNA前體中的IVS相似。它催化自我剪接反應(yīng)不需要鳥苷或鳥苷酸參與，但仍需Mg2+共四十三頁2自我(zw)剪切ribozyme的分類自我剪切ribozym

3、e, 自我剪切的RNA結(jié)構(gòu)有錘頭結(jié)構(gòu)和發(fā)夾結(jié)構(gòu)，其中尖頭指出自我剪切的部位。自我剪接ribozyme：包含剪切與連接兩個(gè)(lin )步驟。共四十三頁幾種能進(jìn)行(jnxng)自我剪切的RNA結(jié)構(gòu)共四十三頁3催化分子間反應(yīng)(fnyng)的ribozyme的分類如：L-19IVS具有5種酶活性，可催化多種分子(fnz)間反應(yīng)。共四十三頁三Ribozyme研究進(jìn)展與展望(zhnwng)對(duì)各種已知ribozyme結(jié)構(gòu)(jigu)與功能關(guān)系的研究?？烧页銎浣Y(jié)構(gòu)(jigu)功能域和必需基團(tuán)，據(jù)此可進(jìn)行分子改造，以獲得分子更小的、高效的ribozyme 共四十三頁研究(ynji)熱點(diǎn)：從催化分子內(nèi)反應(yīng)的自我(

4、zw)剪切ribozyme設(shè)計(jì)出催化分子間反應(yīng)的ribozyme.點(diǎn)擊看圖共四十三頁Ribozyme的固定化Ribozyme的固定化已成功，將在醫(yī)學(xué)、工業(yè)上獲得應(yīng)用。意義：對(duì)各種RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物酶的分離鑒定，對(duì)許多(xdu)具有特別重要生物功能的RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的顆粒體。在自然界將會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的具有自我剪接或自我剪切的RNA分子和以非RNA為底物的ribozyme共四十三頁第一節(jié)結(jié)束(jish)Ribozyme的發(fā)現(xiàn)(fxin)Ribozyme的種類Ribozyme研究進(jìn)展與展望 T.Cech和S.Altman分子內(nèi)（incis）的ribozyme(自我剪接型和自我剪切型)分子間 (in

5、trans)的ribozyme共四十三頁第一節(jié)結(jié)束(jish)點(diǎn)擊(din j)返回共四十三頁第二節(jié) 脫氧(tu yng)核酶 一概念具有酶活性的DNA分子稱為(chn wi)脫氧核酶共四十三頁脫氧(tu yng)核酶的結(jié)構(gòu)Carmi等通過體外選擇技術(shù)合成了一種(y zhn)依賴Ca2+的具有自我切割功能的手槍型二級(jí)結(jié)構(gòu)脫氧核酶分子 共四十三頁三脫氧核酶的催化(cu hu)特性1效率高2高度專一性3活性依賴金屬(jnsh)離子4其它輔助因子共四十三頁四酶促反應(yīng)(fnyng)動(dòng)力學(xué)特征1PH值和溫度對(duì)酶反應(yīng)速率(sl)的影響2激活劑3酶濃度對(duì)酶反應(yīng)速率的影響共四十三頁五生物學(xué)意義(yy)三種脫氧

6、(tu yng)核酶的活性：連接酶活性金屬螯合酶活性磷酸酯酶活性 共四十三頁第二節(jié)結(jié)束(jish)概念結(jié)構(gòu)催化特性反應(yīng)(fnyng)動(dòng)力學(xué)特征生物學(xué)意義效率高高度專一性活性依賴金屬離子輔助因子PH值和溫度對(duì)酶反應(yīng)速率的影響激活劑酶濃度對(duì)酶反應(yīng)速率的影響連接酶活性金屬螯合酶活性磷酸酯酶活性共四十三頁第二節(jié)結(jié)束(jish)點(diǎn)擊(din j)返回共四十三頁第三節(jié) 抗體酶一. 概念是一種(y zhn)具有催化功能的抗體分子，在其可變區(qū)賦予了酶的屬性。 共四十三頁二. 抗體酶概述(i sh) 酶與抗體的差別：酶是能與反應(yīng)過渡態(tài)選擇結(jié)合的催化(cu hu)性物質(zhì)，抗體是和基態(tài)分子結(jié)合的催化(cu hu)性

7、物質(zhì)。共四十三頁三. 抗體酶的催化反應(yīng)1?；D(zhuǎn)移(zhuny)反應(yīng) 共四十三頁2重排反應(yīng)(fnyng)共四十三頁3氧化(ynghu)還原反應(yīng) 共四十三頁4金屬(jnsh)螯和合反應(yīng) 共四十三頁5磷酸酯水解反應(yīng) 共四十三頁6磷酸酯閉環(huán)反應(yīng)(fnyng) 共四十三頁7. 光誘導(dǎo)反應(yīng) a.光聚合反應(yīng)(j h fn yng)（二聚作用） 共四十三頁b.光裂解(li ji)反應(yīng)共四十三頁四. 制備(zhbi)方法i. 誘導(dǎo)法：即用設(shè)計(jì)好的半抗原，通過間隔鏈與載體蛋白（例如牛血清白蛋白等）偶聯(lián)制成抗原，然后(rnhu)采用標(biāo)準(zhǔn)的單克隆抗體來制備、分離、篩選抗體酶。共四十三頁利用過渡肽類似物制備(zhbi)

8、抗體示意圖共四十三頁ii. 引入法將催化基團(tuán)或輔助因子引入到抗體的抗原結(jié)合部位，可采用(ciyng)選擇性化學(xué)修飾方法，亦可利用蛋白質(zhì)工程和基因工程技術(shù)共四十三頁引入法共四十三頁引入法舉例(j l)共四十三頁iii. 拷貝(kobi)法用酶作為抗原(kngyun)免疫動(dòng)物得到抗酶的抗體，再將此抗體免疫動(dòng)物并進(jìn)行單克隆化，獲得單克隆的抗抗體。對(duì)抗抗體進(jìn)行篩選，應(yīng)獲得具有原來酶活性的抗體酶。缺點(diǎn)：具有一定的盲目性和偶然性，并且不能產(chǎn)生新酶。共四十三頁拷貝(kobi)法示意共四十三頁五研究(ynji)展望1 研究酶作用機(jī)理，獲得蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能間關(guān)系的一般規(guī)律(gul)。2 獲得一類新型的蛋白酶。3

9、 催化天然酶不能催化的反應(yīng)。共四十三頁第三節(jié)結(jié)束(jish)抗體酶的催化反應(yīng)制備(zhbi)方法?；D(zhuǎn)移反應(yīng)重排反應(yīng)氧化還原反應(yīng)金屬螯和合反應(yīng)磷酸酯水解反應(yīng)磷酸酯閉環(huán)反應(yīng)光誘導(dǎo)反應(yīng)a.光聚合反應(yīng)（二聚作用）b.光裂解反應(yīng)誘導(dǎo)法引入法拷貝法共四十三頁第三節(jié)結(jié)束(jish)點(diǎn)擊(din j)返回共四十三頁內(nèi)容摘要Enzyme Engineering酶工程。80年代初期，美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校的Thomas Cech和美國耶魯大學(xué)的Sidnery Altan各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)RNA具有生物催化功能.從而改變(gibin)了生物催比劑的傳統(tǒng)概念。為此，T.Cech和S.Altman共同獲得了1989年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。型IVS：均與四膜蟲大核rRNA