酶分子化学修饰研究进展

酶是高效生物催化剂,在工业和临床医药上应用广泛。但由于酶是蛋白质,稳定性差,且在生物体内有较强的免疫原性,因而严重制约了其应用。对酶分子进行化学修饰是提高其稳定性和降低免疫原性的有效途径。简要介绍几种改进酶催化特性的方法、酶分子修饰效果的分析与评价、酶通过化学修饰获得的新性质及其原理、酶化学修饰的研究动态等。     

化学修饰--提高酶催化性能的重要工具

讨论了化学修饰对酶的稳定性、有机溶剂溶解性、特殊条件下的活性和选择性的影响。对常见的和近期出现的酶修饰技术,包括交联酶晶体、酶蛋白侧链功能基共价修饰、酶蛋白表面修饰、结合定点突变的化学修饰、通过酶活性位点氨基酸原子置换进行化学突变等方法作了重点阐述。     

脱卤酶化学修饰的研究

脱卤酶是催化α-卤酸转化为α-羟基酸的酶。本文用各种化学修饰剂对脱卤酶YL、109和H-2进行化学修饰。实验结果表明作用于丝氨酸、赖氨酸、色氨酸残基的试剂对酶活无明显影响,而作用于组氨酸、精氨酸和带羧基氨基酸残基的试剂使酶活降低。底物对化学修饰剂有保护作用。组氨酸、精氨酸和带羧基氨基酸(答氨酸或天冬氨酸)残基为脱卤酶活力所必需。     

化学修饰法在酶分子改造中的应用

酶的体外不稳定性限制了其工业应用,而化学修饰法通过化学手段在分子水平上对酶进行改造,可有效地改善酶的性质,为酶的应用提供更广泛的前景.综述酶分子的化学修饰方法及其影响因素,并介绍修饰产物的常用检测评价方法.     

化学修饰单克隆抗体模拟谷胱甘肽过氧化物酶

化学修饰具有底物谷胱甘肽（ＧＳＨ）结合部位的单克隆抗体（４Ａ４）使其结合部位上的丝氨酸（Ｓｅｒ）转变成谷胱甘肽过氧化物酶（ＧＰＸ）的催化基因硒代半胱氨酸（ＳｅＣｙｓ）因而产生高活力的含硒抗体酶（Ｓｅ－ａｂｚｙｍｅ）突变的４Ａ４（ｍ４Ａ４）的ＧＰＸ活力达到了天然酶活力的１９％并对ｍ４Ａ４的酶学性质和动力学性质进行了研究;硒代谷胱甘肽（ＧＳｅＨ）连到４Ａ４结合部位,其ＧＰＸ活力由３．８６Ｕ／μｍｏｌ提     

酶的辅因子

(一)辅因子概念酶的化学本质是蛋白质,它和其它蛋白质一样,主要由氨基酸组成。因此也具有两性电解质的性质,并且具有一、二、三、四级结构。酶和其它蛋白质一样,其中有些是单纯蛋白质,有些是结合蛋白质。脲酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和核糖酸酶等一般水解酶都属于简单蛋白质。这些酶只由氨基酸组成,此外不含其它成份。转氨酶、碳酸酐酶、乳酸脱氢酶及其它氧化还原酶类等均属于结合蛋白质。这些酶除了蛋白质组份外,还含有对热稳定的非蛋白的小分子物质。前者称为酶     

化学修饰解除天冬酰胺酶抗原性研究

本文报道了用活化的单甲氧基聚乙二醇PEG_2在底物保护的条件下修饰天冬酰胺酶。结果,修饰酶在抗原抗体结合能力完全消失的同时,酶活力保持30％以上,且修饰酶的抗胰蛋白酶水解能力明显增强,体外半衰期延长17倍,免疫原性显著下降。     

化学修饰抗体增加模拟酶的GPX活性

将丝氨酸共价偶联到兔抗人ＩｇＭ（Ｆｃμ）抗体上,以增加抗体结合部位丝氨酸残基含量．在中性条件下,丝氨酸被对苯甲基磺酰氟活化,再经ＮａＨＳｅ亲核取代,将丝氨酸诱变为硒代半胱氨酸（ＳｅＣｙｓ）．其谷胱甘肽过氧化物酶（ＧＰＸ）活性由未增加丝氨酸前的诱变抗体的７０Ｕ／μｍｏｌ提高到２１８Ｕ／μｍｏｌ,其活性为模拟物ＰＺ５１的２００多倍．     

大肠杆菌AS1.357 L-天门冬酰胺酶的选择性化学修饰

用九种化学修饰剂研究了大肠杆菌AS1.357 L-天门冬酰胺酶分子中的五种不同氨基酸侧链基团与催化活性的关系。结果说明,渡酶活力与硫氧墓完全无关;与色氨酸、精氨酸和组氨酸亦无直接联系;而酪氨酸残基和羧基的修饰引起酶活力急剧下降。其中酪氢酸残基巳被证实是该酶活力的必需基团,处于该酶分子的活性部位。     

化学修饰对胰激肽释放酶稳定性及其性质的影响

以自制高活性ＰＰＫ为材料，在氰基硼氢化钠存在下经水溶性乙醛酸修饰其表面氨基，使基抗不可逆热失活稳定性有显著提高，结果表明，修饰ＰＰＫ在等电点等基本性质方面都有变化，修饰ＰＰＫ的ＢＡＥＥ活性为天然酶的８２％，氨基修饰度为５８％，抗蛋白酶水解，贮藏和冻干稳定性都有加强。     

豆壳过氧化物酶的盐酸胍变性与化学修饰研究

研究了盐酸胍对豆壳过氧化物酶(soybeanhullperoxidase,SHP,EC1.11.1.7)构象与活力的影响,发现去辅基SHP的盐酸胍变(复)性及荧光变化关系与SHP全酶分子的盐酸胍变(复)性及荧光变化关系明显不同。应用过碘酸氧化法去除SHP分子表面糖链,研究糖链去除对酶性质的影响,则证实了SHP分子表面的糖链去除导致酶热稳定性下降。应用不同的蛋白质侧链修饰剂对SHP进行化学修饰则表明,巯基、酪氨酸和色氨酸残基为酶活力非必需,而羧基、组氨酸和精氨酸残基为酶活力所必需。     

丝孢酵母脂肪酶的酶学性质和化学修饰

实验室筛选到的一株丝孢酵母Trichosporon sp.脂肪酶经过硫酸铵沉淀和一系列的层析步骤分离纯化到电泳纯。对纯酶的酶学性质研究表明,此酶的分子量为28kD,pI为pH8.7,最适作用温度40℃,最适作用pH为8.0。随后利用不同的化学修饰剂对酶蛋白进行修饰,通过酶催化活力的改变对位于酶活性位的氨基酸残基进行分析,结果表明酶活性位可能含有组氨酸、丝氨酸和谷氨酸(或天冬氨酸)。最后,对此酶的氨基酸成分进行了分析,结果表明,此酶分子中天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸含量高,两种碱性氨基酸精氨酸、赖氨酸及组氨酸的含量也比较高,而脯氨酸、色氨酸的含量相对较低。     

化学修饰单克隆抗体模拟谷胱甘肽过氧化物酶

化学修饰具有底物谷胱甘肽（ＧＳＨ）结合部位的单克隆抗体（４Ａ４）,使其结合部位上的丝氨酸（Ｓｅｒ）转变成谷胱甘肽过氧化物酶（ＧＰＸ）的催化基团硒代半胱氨酸（Ｓｅ－Ｃｙｓ）,因而产生高活力的含硒抗体酶（Ｓｅ－ａｂｚｙｍｅ）．突变的４Ａ４（ｍ４Ａ４）的ＧＰＸ活力达到了天然酶活力的１９％,并对ｍ４Ａ４的酶学性质和动力学性质进行了研究;硒代谷胱甘肽（ＧＳｅＨ）连到４Ａ４结合部位,其ＧＰＸ活力由３．８６Ｕ／μｍｏｌ提高到５９８．９Ｕ／μｍｏｌ用黄嘌呤氧化酶／次黄嘌呤为中心的心肌线粒体自由基损伤模型证明Ｓｅ－ａｂｚｙｍｅ（ｍ４Ａ４）可减轻活性氧对线粒体的损伤。     

siRNA的化学修饰和临床应用

RNA干扰（RNAi）是目前分析基因组功能及基因治疗的一个有力工具,引起基因沉默现象的小干扰RNA（siRNA）需要经过适当的化学修饰才能应用于体内。该文总结了既能稳定siRNA双链,又能有效抑制靶基因的几种常用化学修饰法,包括磷酸骨架修饰、核糖修饰和碱基修饰等。正确的修饰将会极大地促进RNAi药物从体外到体内、从实验室到临床应用的转化。siRNA作为一种很有潜力的药物将为治疗病毒性疾病、肿瘤和遗传病开辟一条崭新的道路。     

化学修饰对青霉素G酰化酶活性的影响

为进一步阐明大肠杆菌AE 109青霉素G酰化酶(PA,E.C.3.5.1.11)的结构与功能关系,研究了数种修饰剂对酶活性的影响;同时测定了四种作用物存在下对各修饰剂修饰酶的影响。结果表明Ser残基处于酶的活性部位,Met残基可能处于与底物结合的部位,His和Cys残基与酶的活性无关。     

分枝犁头霉α-半乳糖苷酶的氨基酸组成及化学修饰

α-半乳糖苷酶进行氨基酸组分分析,结果为含有较多的酸性及巯水性氨基酸,较少的组氨酸、酪氨酸及半胱氨酸。 用几种蛋白质侧链修饰试剂对α-半乳糖苷酶进行化学修饰。在一定条件下,当巯基及酪氨酸残基分别被NEM、IAA及NAI修饰后,酶活力不受影响,说明这些基团与活力无关。当羟基、组氨酸及色氨酸残基分别被EDC、DEP、NBS及HNBB修饰后,酶活力大幅度下降,说明这些基团或者参与了酯催化作用或者位于酯活性位区附近。