抗体酶的研究概况与进展专业名称:年级:姓名：****指导老师:联系方式:完成日期:目录ＴOC\o”1-5＂\hＨＹPＥＲLINK\l”＿Toc303109146＂抗体酶的研究概况与进展ﻩ３HYPＥRＬINK”_Toc３０3109147"摘要ﻩ3ＨYPＥRLINK\ｌ＂_Ｔｏｃ３０３109148"0引言：抗体酶的研究思路与历史:ﻩ５１。１抗体酶的研发思路：2.1抗体的结构：ﻩ52.2抗体酶的基本结构及性质：3。２水解反应：ﻩ63．２．1磷酸酯水解反应：ﻩ73。2。2酰胺水解反应：3。7磺酸酯闭环反应：ﻩ８4抗体酶的制备方法与筛选:ﻩ84．１抗体酶的制备原则：ﻩ８4．２抗体酶的制备方法:4.2.6共价抗原免疫法:10４。３抗体酶的筛选:１04。3．１ELISＡ法：104．3.3短过渡态类似物法：11４.３．4基因筛选法：115.１戒毒治疗：11５。２肿瘤治疗:１15。3抗艾滋病毒：ﻩ12５．4甲状腺疾病治疗:１２5．5在有机合成中的应用：12展望：1３HYPERLＩNK”_Toc3０3１0９１6９”参考文献:ﻩ14抗体酶的研究概况和进展摘要抗体酶是具有催化活性的免疫球蛋白，又被称为催化抗体.它兼具抗体的高度选择性和酶的高效催化性,可催化多种化学反应,对多个学科都具有较高的理论和实用价值。

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。本文拟就抗体酶的研究概况及进展作一综述。关键词：抗体酶；催化反应；人工合成ＡbstrａctAｂzｙmｅiｓcatalｙtiｃalｌyactivｅiｍmunｏglobuliｎ，alsonaｍｅdCａｔａｌyｔicantｉbody.combineｓantiｂodyｈighspecｉficｉｔyenzyme'sｃatalyｔic,cancａtａlyｚeａｖａriｅｔyofｒeaｃtionstomultiplediscｉplines,havehighｅrtheoｒetiｃalandpｒacticａlｖａlue。Uｓiｎgａｒtificｉａlsyｎthｅsisｍethodabzyme，canｐｏｗerfｕｌtｏoltostudyenｚyｍｅmeｃhaｎism,caｔalｙsｉsoｆnaｔuｒaｌeｎzymｅｃannotcaｔaｌytｉcｓterｅoｓｐecificreactiｏns,moｒｅｄeｖeｌopｅdhighlｙsｅｌeｃtiveｄrugsｔｏpoｉntclearｄiｒeｃtiｏn。

ｐaperwｉｌlsummaｒizereseａrchpｒoｇｒｅssａbzyme.Keyｗoｒd：Ａbzｙｍe;cataｌyticrｅaction；artiｆicialsyｎtheｓis引言:抗体酶，本质为免疫球蛋白，只是在易变区被赋予了酶的属性，故又称为催化抗体（Caｔalytiｃantｉbｏdy），是1986年底才出现的一种生物工程技术［1］.抗体酶已由催化简单的酯解反应，发展到具有包括酰胺水解、酰基转移、光诱导反应、氧化还原反应、金属螯合反应等多重催化功能，对多个学科都具有较高的理论和实用价值的一类新型蛋白质.抗体酶是一种新型人工酶制剂，它是依据对酶分子的催化反应机制的理解，结合免疫球蛋白的分子识别特性,应用免疫学、细胞生物学、化学和分子生物学等技术制备的具有高度底物专一性及特殊催化活力的新型催化抗体。抗体酶的多样性、特异性和稳定性，已形成了生物界中一个崭新的超分子体系，它把免疫学、酶学理论的发展和抗体在医药级工业等领域的应用推向一个新水平.本文拟对抗体酶的研究思路与历史、基本性质与结构、催化反应类型、制备方法与筛选及应用前景作一下介绍。抗体酶的研发思路与历史:１．1抗体酶的研发思路：1946年，Pauｌinｇ［2］用过渡态理论(Transitionsｔatetheoｒy)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或高能反应中间体(higｈ-energyrｅaｃtioninterｍediatｅs)，从而降低反应能级，利于反应物分子跨越能垒，从而加速反应[３］。

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10-10～10—12ｓ，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。ﻭ受Pａｕｌiｎg过渡态理论的启发，1９69年，Ｊｅnｃks[4]提出猜想：以过渡态类似物作为抗原,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。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。使抗体兼具酶的活性,其意义之重大是不言而喻的,其难度之大也是可想而知的。初看起来,有了Pauling和Jenckｓ的理论，具有酶的催化性质的抗体——催化抗体已呼之欲出了，但要把理论上的预言变为现实,往往有赖于技术上的重大突破,单克隆技术的成功使催化抗体的诞生成为水到渠成瓜熟蒂落的事情。1．２抗体酶的问世:根据这个猜想,19８6年，Lｅrner和P／C.Schｕltz［5]所领导的小组分别独自证明了: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１2月,Ｌｅrｎer和P/Ｃ．Ｓｃhuｌtz小组同时在《Ｓｃｉeｎｃｅ》上报道：他们成功的得到了具有酶活性的抗体，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,标志着抗体酶的研究有了重大突破。此抗体酶成为科学界的“宠儿”。抗体酶的基本性质与结构：２.1抗体的结构:抗体和酶一样是大分子蛋白质,由2条相同的轻链（约2５00u）和2条相同的重链(约５０00u）组成（图１）.轻链由VL（可变区)和CH（不变区）组成,重链也有VH（可变区)和CH（不变区)组成.重链和重链及重链和轻链间通过二硫键相连。此外，重链还有一连接枢纽。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VＨ是非常专一的。可变区约由１00个氨基酸组成,至少可产生１亿个不同抗体，它是抗体多样性的基础。抗原结合片段（Faｂ）由轻链和重链VＨ级CHI组成。抗体—抗原复合物是借助范德华力、疏水作用、静电作用及氢键作用而形成。抗体2。2抗体酶的结构性质:抗体酶主要来自IgG抗体分子。对抗体结构分析表明，ＩｇＧ分子ｓ是由两条相同的重链及两条相同的轻链靠二硫键连接而成.木瓜蛋白酶作用抗体后，产生３个片断，其中相同的两个片断为抗原结合片断（Fab);在抗原结合片断中与抗原结合的部位，是高度可变区（Fv），该部位广泛的结构及顺序变化决定了抗体对外来物质的识别特性，其中电荷互补及立体互补是其分子识别的主要特征［6]. 抗体酶催化反应的类型：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［7]。

3．1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5．410４ （mｏl/ L-1 .ｍin)，比无催化反应的速度提高了108倍。这使新型ｔRNA的合成工作获得突破性进展。 3.2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。3．2.1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)=1.5３10－3s-1， 米氏常数（Ｋｍ）=240μmoｌ/Ｌ。 3．2。2酰胺水解反应: 能蛋白质的水解均属于酰胺水解。B.L．Iveｒsｏn等用Cｏ-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。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。 3。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。

３．５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。