碳酸酐酶及其研究进展
碳酸酐酶( carbonic anhydrase, CA)是一种锌酶。在哺乳动物中, 几乎所有的组织都可检测到CA。CA至少有14种同工酶[1] , 其结构、动力学性质、对抑制剂的敏感性、组织内的分布以及亚细胞的定位都有不同,它能参与机体气体运输、酸碱调节和组织的分泌等功能, 在维持内环境的稳定方面发挥着重要作用。
1933年，人们已从血液中提取出了碳酸酐酶，直到1940年才在动物红细胞研究中确定碳酸酐酶含有锌。它是红细胞中仅次于血红蛋白的蛋白质组分。人和动物血液中的碳酸酐酶相对分子量约30KDa，由单一肽链组成，每个分子含一个Zn(II)离子，酶蛋白约含260个氨基酸残基，其中脯氨酸含量最高，没有二硫键。碳酸酐酶有多种同工酶，它们不仅选择性识别HCO2-和CO2作为催化底物和产物，也不规律地识别磷酸酯|羧酸酯|醛类等分子[2]。.
1、CA的分布
根据碳酸酐酶氨基酸序列的不同, 人们主要将其分为α、β、γ、δ、ε五种不同类型的酶。其中α-CAs存在于脊椎动物、细菌、藻类及绿色植物的胞浆中；β-CAs 存在于高等植物及藻类叶绿体中, 对植物光合作用过程中CO2 的获取及CO2 浓度的维持有着必不可少的作用; γ-CAs则主要存在于太古细菌及一些细菌中；δ-CAs主要存在于海洋硅藻中；ε-CAs是近年来才确定的类型, 主要存在于蓝细菌及一些化能自养型细菌中。多年来人们对碳酸酐酶的研究主要集中在与人类关系密切的α-CAs和β-CAs上。α-CAs 在氨基酸序列上存在20~60% 的同源性, 哺乳动物的几乎所有组织中都含有参与机体多种生命活动的α-CAs。目前的研究表明，α-CAs 至少存在14 种不同的同工酶：CAI III，CA VII 及CA XIII为胞浆酶；CA IV，CA IX，CA XII和CA XIV为膜连接酶；CA V为线粒体酶；CA VI则存在于唾液中；另外还有3 种已知的非催化形式的碳酸酐酶相关蛋白( CA Related Protein，CARP)—CARP VIII，CARPX及CARPXI [3]。
在人体中，CA I, CAII和CAIII为细胞质酶。CAI存在于红细胞、胃黏膜上皮细胞中, 慢收缩骨骼肌细胞中存在CAIII。CAII存在于胃肠道、肾、附睾、快收缩骨骼肌细胞、破骨细胞、脑脉络丛及眼部细胞内。CAIV, CAIX , CAX ,CAXII 锚合于细胞膜, 但酶发挥作用的部位是细胞外。CAIV存在于胃肠道、肾、附睾、输精管、骨骼肌、皮下平滑肌、脑毛细血管上皮细胞、心肌及眼部毛细血管、肝、泪腺等处。在人类组织中CAXII表达于肾[4]、结肠、前列腺、胰腺、卵巢、睾丸、肺、脑中。此外，在哺乳动物肝的线粒体中存在高活性的CA V [5]，1987 年从唾液中纯化分泌型酶CA VI，在唾液腺和小脑浦肯野氏细胞可见CA VII。近年来发现肿瘤组织内存在CA 的同工酶[6]，不同的肿瘤组织有不同的CA同工酶表达，如CAIX和CAXII在胃癌中表达, 乳腺癌中，CAIX表达与其预后有关[7]。CAII是人类研究最为广泛，也最为深刻的CA同工酶。
2、CA的结构
在CA活性中心存在一个Zn原子, 对于CA的催化活性来说是必需的。在CA I 和, CAII中Zn原子以单体形式存在, 在CAIII中以二硫键相连的二聚体形式存在。
以碳酸酐酶II为例，其含有260 个氨基酸残基、分子量为29246Da，活性中
心含有催化所必需的Zn2+的金属酶。Liljas 等于1972 年首次得到了人类碳酸酐酶II( hCA II) 的X晶体结构衍射图, Eriksson 及Hakansson等又分别于1988 年、1992 年对其结构进行修正, 得到了更高分辨率的hCA II的X 晶体结构图。
晶体结构研究显示人碳酸酐酶2（hCAII)的活性中心：由三个组氨酸残基（His-94，His-96和His-119），和一个水分子与一个锌原子配位所形成的一个畸变四面体结构所组成[2]。附近有一个由Val-142，Val-121，Trp-209和Leu-198所构成的疏水口袋和由Thr-199和His-64所组成的一个质子转移通道，如图1所示。
图1. 人碳酸酐酶2（hCAII)活性中心示意图
在CAII的空间结构中, 只有位于酶分子N末端，约由24 个氨基酸残基组成的区域与酶呈松散连接, 除此之外, 整个CA II分子近似于球形, 体积大小约5 nm×4 nm × 4 nm。其主要二级结构为位于酶分子中的10 条β-链, 由于它们的存在, 使得该酶被分为两个部分, 酶分子中与其活性相关的许多关键氨基酸残基位点都位于该结构中。除β-链结构外, 酶分子表面还分布有一些相对较短的α-螺旋结构。如图2：
图2. 碳酸酐酶II的一级结构及高级结构图
3、CA的催化作用
CAII的主要功能是可逆性催化CO2和HCO3-的相互转化( CO2+ H2O?HCO3- + H+ )，其催化作用主要是通过酶活性区域内的一系列重要氨基酸残基及与这些残基配位连接的Zn2+来实现的。
CAII对CO2的催化过程主要可以分为两个步骤：( 1) 生理条件下，与Zn2+相连的H2O去质子化形成EZnOH-，由于氢键系统等结构的存在，使得与Zn2+相连的OH- ( EZnOH- ) 中的氧具有很强的亲核性, 它能亲核进攻结合于疏水袋中的底物CO2，首先形成EZnHCO3-，EZnHCO3-中的HCO3-被溶剂水分子取代，形成EZnH2O 和HCO3-；( 2) EZnH2O 通过酶分子中的质子转运体将质子(H+) 转运至溶剂中，并还原产生有催化活性的EZnOH-。在催化过程中H+ 向溶剂中的转运主要是通过位于酶分子活性区域的His-64 来实现的，并且分子内质子向溶剂中转移的步骤也是CAII催化反应中的限速步骤。
4、CA的功能
在肺部，红细胞内的HCO3-与H+生成H2CO3，CAI、CAII加速H2CO3分解成CO2和H2O，CO2扩散入血浆，而血浆中的HCO3-进入红细胞以补充消耗的HCO3-。因为肺泡气的PCO2比静脉血的低，血浆中的CO2可扩散入肺泡。这样，以HCO3-形式运输的CO2在肺部被释放出来[9]。某些研究证实CA抑制剂(如乙酰唑胺) 可引起轻度代谢性酸中毒，既而兴奋呼吸中枢，使呼吸加深、加快，动脉CO2分压( P CO2 ) 下降，动脉O2 分压( P O2 ) 增高[10]。
在一般膳食情况下, 肌体内的酸性代谢产物多于碱性代谢产物, 肾通过重吸收HCO3-和分泌H+，参与机体酸碱平衡的调节。正常情况下，碳酸酐酶广泛分布于各段肾小管,近曲小管重吸收H CO3-的机制是[11]：在CA II的作用下，近端小管上皮细胞中CO2和H2O在CA II的催化下形成H2CO3，然后迅速解离为H +和HCO3-。H+在细胞膜顶端经N a+/H+泵转运进入近曲小管腔中，HCO3- 经Na+—HCO3-联合转运器被转运至血液中，小部分通过Cl-—HCO3- 逆向转运方式进入细胞外液[12]。分泌至小管腔中的H+和HCO3-结合形成H2 CO3，在CA II作用下H CO3迅速解离为CO2和H 2O, CO2和H2O弥散回小管细胞中，再次进行CA催化的2
水化反应，形成H +和HCO3-。由此可见，近端小管重吸收HCO3-是以CO2的形式进行的，CA在HCO3- 重吸收过程中起重要作用。
胃的壁细胞含有丰富的CA，可参与盐酸的合成与分泌[9]。具体过程如下：细胞代谢产生的和从血液进入细胞的CO2，在CA的催化下，与H2O结合形成H2 CO3，并迅速解离为H +和HCO3-；H +逆浓度梯度被H+泵泵入分泌小管,再进入腺泡腔；HCO3- 经Cl-—HCO3-逆向转运体与C l-交换，被转运出细胞，最终进入血液；Cl-进入细胞后，通过氯通道进入小管腔和滤泡腔，与H+形成HCl。
近年用CA 抑制剂对乳头肌收缩功能的研究表明：酶的抑制可导致乳头肌收缩机械力的下降, 甚至引起细胞内酸中毒, 对此的解释是CAIV与心肌中CO2的易化扩散有关, CA IV受抑, 则依赖于酶活性的Na+、HCO3-转运伴随的泌H+过程也受抑, 进而引起细胞内酸中毒, H+/Ca2+交换减少, 严重影响乳头肌收缩。与骨骼肌相比, 心肌中CA的含量很低。因此CA可用于急性心肌梗死( AM I) 的鉴别诊断, 达到快速确诊的目的[13]。
在红细胞内, 可分离出3种CA( CAI、CAII 和CAIII )。CAI在红细胞内是一种重要的非血红蛋白的蛋白质，其生理活性较CAII低，CO2的水化转化率为2 ×105 / s[14]。CAII与红细胞的羧基端相连，对于CO2的水化转化率很高, 在25e，
pH 9.0的环境大约为106 /s[ 14]。CAIII在红细胞的浓度比CAI 和CAII低, 是一种低活性的酶, 最大CO2水化转化率为8 ×103 /s[14]。它的功能是清除氧原子团，具有抗氧化作用。红细胞中CA的作用：从组织中扩散进入毛细血管血液中的CO2可溶解于血浆，其中绝大部分扩散进入红细胞，与H2O 反应生成H 2CO3, H2CO3解离成HCO3- 和H +。如果没有CA的催化，CO2转变为HCO3-大约需要1 m in方可完成。与血液流经毛细血管的速度(1s) 相比，这一时间太长了。红细胞内含有高浓度的CA，在CA催化下，上述反应可加快5 000倍，不到1 s即达平衡。在此反应中生成的H+, 大部分与血红蛋白结合而被缓冲，生成的HCO3-与红细胞内的K+结合。随着碳酸氢盐浓度的不断增加，HCO3-顺着浓度梯度通过红细胞膜扩散进入血浆，与血浆中的N a+结合，生成碳酸氢盐。由此可见，红细胞CA参与了机体内CO2从组织向血浆的转运。
5、CA与疾病
虽然碳酸酐酶II催化的只是一个简单的生理反应, 但是其催化的底物CO2 及产物HCO3-、H+却与人体多种生理及病理活动关系密切, 如呼吸过程中代谢组织与肺之间CO2PHCO3-的转运, pH 与CO2浓度之间的平衡, 组织器官中电解质的分泌, 青光眼、骨质疏松症、癫痫等疾病的形成。
眼内压增高是眼内房水流入与流出之间平衡失调的表现, 也是青光眼的主要特征。降低眼内压是阻止疾病恶化致盲的唯一有效方法, 这也是目前青光眼治疗的主要手段，其中降低眼内压的一条主要策略就是减少房水的流入。抑制眼内睫状体上皮细胞内的CAII的活性, 即能有效达到这一目的。CA II催化CO2水合产生的HCO3-经细胞分泌、血管渗出于房水中, 为了保持房水中液体的电中性, Na+向房水中分泌增加, 同时带动Cl-也向房水中转移, 从而使房水中形成高渗透压,于是促进H2O 向房水流动, 维持房水平衡和正常的pH 值。抑制CA II的活性, HCO3-的生成减少,进而减少房水的生成。
成骨细胞和破骨细胞是维持骨重建与骨吸收平衡的关键因素, 当由于生理或病理的因素使得该平衡被打破, 骨吸收大于骨重建时即会发生骨质疏松症。破骨细胞中含有碳酸酐酶II, 在生理或病理状况下, 它在破骨细胞骨吸收过程中都发挥了重要的作用。骨吸收过程中, 破骨细胞首先附着于骨骼表面形成相对隔绝的细胞外的骨吸收微环境, 然后在酸性条件下( ~ pH4.5) 先溶解骨矿物质, 继而降解骨基质成分。在此过程中, 骨吸收所必需的酸性微环境, 就是通过破骨细胞中所含有的CA II形成的。
癫痫是一种严重的、突发性的脑部神经元同步兴奋继而产生以癫痫发作为特征的神经错乱疾病。许多抗惊厥药物如苯妥英、苯巴比妥及苯二氮卓类药物等都对癫痫发作有效。它们或通过阻断电压依赖性Na+通道( 减少Na+内流) 、或通过增加GABA受体偶联的Cl-通道的开放的频率( 促进Cl-内流) 等作用来降低神经元兴奋性,从而达到抑制癫痫发作的目的。CAII的经典抑制剂乙酰唑胺, 醋甲唑胺( methazolamide) , 碳酸酐酶的强抑制剂托吡酯( topiramate) 等都有抗惊厥作用, 也可以治疗癫痫发作。.
6、展望
碳酸酐酶与人体多种生理及病理活动相关,研究该酶的结构与功能, 寻找其抑制剂用于疾病治疗也越来越引起人们的关注。由于CA 在人体内分布广、同工酶种类多、同工酶之间相似性高,一般的抑制剂容易对其同工酶及其它组织中的
也产生作用, 因此临床应用副作用较多, 这限制了碳酸酐酶抑制剂作为新药的研发。因此, 根据CA的作用特点, 今后有关该酶抑制剂的研究应该主要集中在寻找选择性强、组织特异性高的CA抑制剂上。
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ＷｏｒｌｄＮｏｔｅｓ０１１Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓ，２０１０，Ｖ０１．３１，Ｎｏ．２ 细菌来源透明质酸酶的研究进展 刘勇，黄文祥 （重庆医科大学附属第一医院感染科重庆市传染病寄生虫病重点实验室４０００１６） 摘要：透明质酸酶是致病性酿脓链球菌、肺炎链球菌和金黄色葡萄球菌等革兰阳性球菌的毒力因子之一，也是 肠球菌潜在的毒力因子之一。现对细菌来源透明质酸酶的基本结构，不同细菌来源透明质酸酶与其致病性的关系等研 究进展做一综述。 关键词：革兰阳性球菌，透明质酸酶；致病性 中图分类号：Ｑ９３９．１Ｑ９４６文献标识码：Ａ文章编号：１００１—８７５１（２０１０）０２－００５４－０４ ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓＯｉｌＨｙａｌｕｒｏｎｉｄａｓｅｓＰｒｏｄｕｃｅｄｂｙ Ｇｒａｍ?－ｐｏｓｉｔｉｖｅＢａｃｔｅｒｉａ ＬＩＵＹｏｎｇ，ＨＵＡＮＧＷｅｎ－ｘｉａｎｇ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＩｎｆｅｃｔｉｏｕｓＤｉｓｅａｓｅｓ，ＦｉｒｓｔＡｆｆｉｌｉａｔｅｄＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００１６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｙａｌｕｒｏｎｉｄａｓｅ，ａｓａｖｉｒｕｌｅｎｃｅｆａｃｔｏｒ，ｃａｎｂｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙａ ｎｕｍｂｅｒｏｆＧｒａｍ?ｐｏｓｉｔｉｖｅｂａｃｔｅｒｉａ，ｓｕｃｈ ａｓＳｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓｐｙｏｇｅｎｅｓ，ＳｆｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓｐｎｅｕｍｏｎｉａｅａｎｄＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓａｕｒｅｕｓ．Ｔｈｅｈｙａｌｕｒｏｎｉｄａｓｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙ ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｉａｌｓｏｉｓａｐｏｔｅｎｔｉａｌｖｉｒｕｌｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｗｈｉｃｈｍａｙｐｌａｙａｃｒｕｃｉａｌｒｏｌｅｉｎｔｈｅｉｒｐａｔｈｏｇｅｎｉｃｉｔｙ．Ｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅｂａｓｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｈｙａｌｕｒｏｎｉｄａｓｅｓａｎｄｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｈｙａｌｕｒｏｎｉｄａｓｅｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂａｃｔｅｒｉａ ａｎｄｔｈｅｉｒｐａｔｈｏｇｅｎｉｃｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｇｒａｍ－ｐｏｓｉｔｉｖｅｂａｃｔｅｒｉａ；ｈｙａｌｕｒｏｎｉｄａｓｅ；ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃｉｔｙ １概述 透明质酸酶（ｈｙａｌｕｒｏｎｉｄａｓｅ，ＨＡａｓｅ）是能使透明质酸产生低分子化作用酶的总称，而透明质酸是构成宿主结缔组织细胞外基质的主要成分。根据全国科学技术名词审定委员会公布的《生物化学名词》将ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃａｃｉｄｉ翠为透明质酸（ＨＡ），《（药学名词》和药品的国家标准则将其称为玻璃酸，两者为同一种物质，故透明质酸酶亦称为玻璃酸酶。 根据透明质酸酶来源、结构和作用机制的不同，１９５２年Ｍｅｙｅｒ等将其分为３类（如图１）…，并沿用至今：（１）内切一Ｄ?Ｎ－乙酰氨基葡萄糖昔酶（ＥＣ３．２．１．３５），脊椎动物来源以及动物毒液来源的属于此类，研究最多的是睾丸、蜂毒以及溶酶体透明质酸酶。这类酶为水解酶，作用于Ｂ—ｌ，４糖苷键，通过水解作用得到的终产物主要为四糖，也可作用于软骨素或硫酸软骨素，并有转糖苷酶活性。（２）细菌透明质酸酶（ＥＣ４．２．２．１），也称为透明质酸裂解酶（ｈｙａｌｕｒｏｎａｔｅｌｙａｓｅ），是一种碱性糖蛋白，该酶也属内切．Ｄ．Ｎ．乙酰氨基葡萄糖昔酶，主要来源于细菌，作用于ｐ－１，４糖苷键，通过Ｄ一消去机制（Ｄ—ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ）得到４，５－不饱和双糖，既能催化透明质酸，也能作用于软骨素及硫酸软骨素。（３）内切．Ｄ．葡萄糖醛酸苷酶（ＥＣ３．２．１．３６），此类透明质酸酶主要来源于水蛭和十二指肠虫，也是水解酶，作用于Ｄ．１，３糖苷键，主要降解产物是四糖，特异性降解ＨＡ，不能降解软骨素或硫酸软骨素。 根据最适ｐＨ值的不同将脊椎动物来源的透明质酸酶分为中性型和酸性型２类：最适ｐＨ为５．０左右的是中性型透明质酸酶，如睾丸、一些微生物、蛇和昆虫毒素所含的透明质酸酶；最适ｐＨ为３．５—４．０者，是酸性型透明质酸酶，如正常人血清、尿、肝脏含有的透明质酸酶，肿瘤组织中的透明质酸酶也 收稿日期：２００９－０７－２９ 作者简介：刘勇，在读硕士研究生，主要从事感染性疾病的基础与临床研究。 通讯作者：黄文样，硕士研究生导师，主要从事细菌致病性和耐药性相关基因组的研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｎｘｉａｎｇ＿＿ｈｕａｎｇ＠１６３．ｃｏｒｎ。
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固定化酶载体材料的最新研究进展 作者：袁定重， 张秋禹， 侯振宇， 李丹， 张军平， 张和鹏， YUAN Dingzhong， ZHANG Qiuyu ， HOU Zhenyu， LI Dan， ZHANG Heping， ZHANG Junping 作者单位：西北工业大学理学院应用化学系,西安,710072 刊名： 材料导报 英文刊名：MATERIALS REVIEW 年，卷(期)：2006,20(1) 被引用次数：10次 参考文献(28条) 1.李伟.孙建中.周其云适于酶包埋的高分子载体材料研究进展[期刊论文]-功能高分子学报 2001(03) 2.Wilhelm Tischer.Frank Wedekind Immobilized enzyme:methods and applicatons 1999 3.Barbara.Krajewska Application of chitin-and chitosanbased materials for enzyme immobilizations:a review[外文期刊] 2004 4.Bullockc Immobilized enzymes 1995 5.Chaplin M F.Bucke C Enzyme technology 1990 6.Wiseman A Designer enzyme and cell applications in industry and in environment monitoring 1993 7.Pskin A K Therapeutic potential of immobilized enzymes 1993 8.Paul W.Sharma C P Chitosan,a drug carrier for the 21st century:a review 2000 9.安小宁.苏致兴高磁性壳聚糖微粒的制备与应用[期刊论文]-兰州大学学报(自然科学版) 2001(02) 10.Chiou Shaohua Immobilization of candida rugosa lipase on chitosan with activation of the hydroxgl groups 2004(02) 11.王斌.谢苗.曾竞华磁性壳聚糖微球固定化褐藻酸酶的研究学[期刊论文]-中国水产科学 2004(03) 12.袁春桃.蒋先明壳聚糖-g-丙烯腈固定化木瓜蛋白酶的研究[期刊论文]-应用化学 2002(09) 13.Prashanth S J.Mulimani V H Soymilk oligosaccharide hydrolysis by Aspergillus oryzae galactosidase immobilized in calcium alginate[外文期刊] 2005(3-4) 14.Patel S Stabilization of a haloophilic α-amlyase by callium alginate immobilization 1996(02) 15.Ding Liang.Yao Zihua Synthesis of macroporous polmer carrier and immobilization of papain 2003(06) 16.Li Songjun Use of chemically modified PMMA microspheres for enzyme immobilization 2004(1-3) 17.Cao Linqiu Immobilized enzyme:scence or art? 2005 18.薛屏.卢冠忠.郭杨龙青霉素酰化酶在含铁MCM-41介孔分子筛上的固定化研究[期刊论文]-化学通报(印刷版) 2003(10) 19.Han Yongjin.Jordan T Watson.Galen D Catalytic activity of mesoporous silicate-immobilized chloroperoxidase[外文期刊] 2002 20.Zhang Xin.Guan Ren feng.Wu Dan qi Enzyme immobilization on amino-fuctionalized mesostructrued cellular foam surfaces,characterization and catalytic properties[外文期刊] 2005 21.谢钢.张秋禹.李铁虎磁性高分子微球[期刊论文]-高分子通报 2001(0q) 22.邱广明.孙宗华磁性高分子微球共价结合中性蛋白酶 1995(03) 23.Han Lei.Wang Wei The preparation and catalytically active characterization of papain immobilized
自阎锡蕴院士提出模拟酶的概念以来，纳米材料的类酶特性得到了广泛关注。其中纳米金以多种酶活性等独特的优势表现出巨大的应用潜力，特别是在葡萄糖酶解中，其既是一种良好的类葡萄糖氧化酶，又是一种优越的电子传递介质。本文制备了5-60nm的金纳米颗粒，并探究了其尺寸依赖的类葡萄糖氧化酶活性，确认了其催化葡萄糖氧化的过程。 和天然酶相比，金属模拟酶具有价格低、产量高、稳定性好等优点，但由于大多没有特异性结合位点，缺乏选择性以及有限的催化活性始终是模拟酶的通病。本文基于对纳米金类葡萄氧化酶活性的研究，提出了一种酶活性增强的选择性模拟酶的构建方法。选用具有类葡萄糖氧化酶活性的小尺寸金纳米颗粒作为催化中心，负载于惰性聚苯乙烯微球表面。以能够与葡萄糖上的邻位羟基可逆结合的氨基苯硼酸同时作为铆钉分子和聚合单体，特异性识别并捕获葡萄糖分子，并在交联剂存在的条件下诱导其聚集，洗脱掉模板分子后获得带有葡萄糖结合袋的分子印迹壳层。此外，我们还在壳层内包埋了具有高氧溶解性的全氟溴辛烷微液滴作为氧供给池，使得催化活性得到进一步提升，催化效率最高可提升至约270倍。该类酶活性增强的选择性模拟酶被尝试用于常见市售饮料与血糖中葡萄糖的检测，获得了与天然酶相近的较为理想的检测结果。
图1.不同尺寸的金纳米颗粒的TEM照片（a）、光学照片（b）、吸收光谱（c）；（d）金纳米颗粒做为葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化的浓度和尺寸依赖性，类酶活性随纳米颗粒尺寸减小而增加；（e）随着葡萄糖浓度增加，金纳米颗粒催化其产生的葡萄糖酸浓度亦增加；（f）随着时间增加，金纳米颗粒催化葡萄糖消耗氧气，导致溶解氧浓度降低
图2. 基于金纳米颗粒和分子印迹技术构建选择性葡萄糖氧化酶模拟酶（PS：聚苯乙烯微球，BSA：牛血清白蛋白，APBA：氨基苯硼酸，PFOB：全氟溴辛烷，Glu：葡萄糖）
固定化酶的研究进展 固定化酶是20世纪60年代发展起来的一项新技术。最初主要是将水溶性酶与不溶性体结合起来，成为不溶于水的酶衍生物，所以曾叫过“水不溶酶”和“固相酶”。但是，后来发现，也可以将酶包埋在凝胶内或置于超滤装置中，高分子底物与酶在超滤膜一边，而反应产物可以透过膜逸出。在这种情况下，酶本身仍是可溶的，只不过被固定在一个有限的空间内不能再自由流动。因此，用水不溶酶或固相酶的名称就不再恰当。在1971年第一届国际酶工程会议上，正式建议采用“固定化酶”的名称[1]。 一固定化酶的发展历程[1] 酶参与体内各种代谢反应，而且反应后其数量和性质不发生变换。作为一种生物催化剂，酶可以在常温常压等温和条件下高效地催化反应，一些难以进行的化学反应在酶的催化作用下也可顺利地进行反应，而且反应底物专一性强、副反应少等优点大大促进了人们对酶的应用和酶技术的研究。近年来，酶被人们广泛应用于食品生产与检测、生物传感器、医药工程、环保技术、生物技术等领域。 1916年美国科学家NELSON和GRIFFIN最先发现了酶的固定化现象；直到20世纪50年代，酶固定化技术的研究才真正有效地开展；1953年，德国科学家GRUB-HOFER 和SCHLEITH首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化，然后将淀粉酶、胃蛋白酶、羧肽酶和核糖核酸酶等与上述载体结合制备固定化酶；到20世纪60年代，固定化技术迅速发展；1969年日本千畑一郎利用固定化氨基酰胺酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸，是世界上固定化酶大规模应用的首例；在1971年的第一届国际酶工程会议上，正式建议使用固定化酶(mimobilizedenzyme)这个名称。我国的固定化酶研究开始于1970年，首先是中国科学院微生物所和上海生化所的酶学工作者同时开始了固定化酶的研究工作 二固定化酶的特点[2] [3] 固定化酶具有许多优点：极易将固定化酶与底物、产物分开；可以在较长时间内进行分批反应和装柱连续反应；在大多数情况下，可以提高酶的稳定性；酶反应过程能够加以严格控制；产物溶液中没有酶的残留，简化了提取工艺；较水溶性酶更适合于多酶反应；可以增加产物的收率,提高产物的质量；酶的使用效率提高，成本降低。但是，固定化酶也有其不足之处，如固定化时，酶活力有损失；增加了固定化的成本，工厂开始投资大；只能用于水溶性底物，而且较适用于小分子。 三固定化酶固定化方法[3] [4] 由于所固定的酶或细胞的不同，或者固定的目的及固定用的载体的不同，使固定化方法大相径庭。根据固定的一般机理，可将之分为如下几种方法。酶的固定化方法有：
环糊精在模拟酶中的应用和发展 摘要：环糊精是一种优良的模拟酶母体，在模拟酶的研究中占有重要地位，本文对模拟酶的性质进一步的认识和了解，对环糊精在模拟酶的应用和发展作详细的阐述，展望环糊精发展的前景。 关键词：酶模拟酶环糊精主客体应用 一模拟酶的认识 1 酶的认识 酶是一种蛋白质，广泛存在于生物体中，而且扮演着重要的角色，尤其在生物催化方面，它高度的专一性和高效率的催化对生物的各种生理调节起关键作用，由于催化效率高，有许多科学希望能够从生物体提取这些物质，但是随着时间的推移，科学家发现提取这些的难度非常大，而且成功率比较低，于是科学家转移研究方向，寻找酶有相似功效的模拟酶。 2 模拟酶定义和性质 模拟酶的研究就是从酶中挑选出那些起主导作用的因素来设计并合成一些能表现出生物功能的，比天然酶简单得多的非蛋白分子,，以它们作为模型来模拟酶对底物的结合及催化过程, 进一步找出控制生化过程的重要因素, 追寻酶的高效、专一这些特异性的根源, 发展新的非生物催化剂—模拟酶（mimed enzyme）。 如果要设计一种模拟酶，那么我们主要是模拟酶的那些性质呢？我觉得主要模拟以下性质： 1、高度的专一性，酶只作用一种底物, 只催化一种反应，在酶催化反应中, 利用酶的强疏水场、不对称场、静电场、氢键、范德华力及色散力, 通过诱导锲合作用对底物进行全方位的识别[1]。 2、酶反应的高效率，在于首先与底物结合成不稳定的中间复合物, 具有低活化能, 可用下式表示[2]： E(酶)+S（底物）ES E+P（产物），此结合是特异地进行的, 可用图1表示：
图1 酶结合底物分子示意图 3、主一客体现象，从酶结合底物这点出发, 研究结合特异性、结合驱动力和结合强度, 发展了一门主一客体化学, 可用图2表示： 图2 主一客体作用示意图 总的来说，主一客体现象存在于有机、无机、生物体反应、物质输送及亲和层析等领域中。酶反应的特异结合（主一客体识别）和其后的高选择反应, 吸引人们探索如何模拟生物体反应, 再现酶催化功能, 即模拟酶研究, 这是近年来发展起来的仿生化学的重要部分。模拟酶的催化反应, 在常温、常压、中性、水溶液中进行快速高选择反应, 有效地生成目的物,可促进化学工业向着节省能源、节省资源、无公害的理想境地发展。 在模拟酶的研究中, 对脱辅基酶的模拟为较多, 而可作为其代用品的宿主分子, 目前已有许多, 如冠醚、叶琳环、杯芳烃、环糊精、胶束……等。但迄今被广泛采用且较为优越的是环糊精[3]。 二环糊精的了解和模拟酶方面的发展 1 环糊精定义和性质 环糊精( cyclodextrins, CD) 是由环糊精糖基转移酶作用于淀粉或直链糊精生成的一种由D 吡喃型葡萄糖通过α- 1, 4 糖苷键连接的环状糖, 其中葡萄糖残基的个数一般为6、
酶固定化技术研究进展 选题说明 酶作为一种生物催化剂，具有高催化效率，高选择性，催化反应条件温和，清洁无污染等特点，其卓越的催化效能，令普通无机催化剂难以望其项背，因此酶的工业化使用一直是广受社会关注的课题，但天然酶稳定性差、易失活、不能重复使用，并且反应后混入产品，纯化困难，使其难以在工业中更为广泛的应用。此外，分离和提纯酶以及其一次性使用也大大增加了其作为催化剂的成本，严重限制了酶的工业推广。在此条件下，固定化酶的概念和技术得以提出和发展，并成为近些年酶工程研究的重点。酶的固定化，是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内，仍能进行其特有的催化反应，并可回收及重复使用的一类技术。通过固定化，可以解决天然酶的局限性，实现酶的广泛运用。 基于对于酶的工业化使用和固定化酶的兴趣，我通过互联网和数据库信息检索的方式对酶的固定化技术发展状况进行了初步探索，并对目前的研究成果进行了简要的概括。希望能使大家对这一领域有所认识。 检索过程说明 1，检索工具和数据库 1.1，百度搜索引擎 1.2，Google搜索引擎 1.3，中国期刊全文数据库 1.4，万方数据系统 1.5，重庆维普中文科技期刊数据库 2，检索过程简述
首先，我选择了使用百度和Google搜索引擎进行关键词检索，都得到了浩繁的搜索结果，所的信息主要是百科简介和企业广告信息，介绍较为浅显陈旧，可利用性较差，但可以用于简单的信息了解，在搜素过程中，尝试使用了布尔检索规则如“固定化酶and应用”、高级检索和结果中检索的检索方式，以减小数据量。也尝试了Google学术搜索，得到了很多有用信息。运用维普中文科技期刊数据库搜素“题名或关键词”为“固定化酶”的相关资料得到655条，搜素“题名或关键词”为“固定化酶应用”的相关资料得到72条，检索关键词搜素“题名或关键词”为“固定化酶研究”的相关资料得到4条. 万方数据系统搜索主题词"固定化酶",得到相关资料1024条，搜索“固定化酶技术应用”得到相关资料23条.。中国期刊全文数据库中检索“固定化酶技术”得到相关资料2604条，搜索“固定化酶技术应用”得到相关资料742条 关键词 酶固定化载体制备研究应用 酶固定化技术研究进展 提要： 固定化酶有许多优点，尤其是稳定性和可重复使用性使其在许多领域得到广泛应用。固定化酶技术是一门交叉学科技术。目前已得到长足的发展。本文重点介绍了固定化酶制备的传统方法和近些年出现的一些新方法，同时对酶在一些性能优良的栽体上的固定进行了综述。 正文： 一，传统的酶固定化方法
固定化酶制备及应用的研究进展
固定化酶制备及应用的研究进展摘要：本文主要从分析酶单独应用中的不足、酶的固定化载体、固定化方法等方面介绍了固定化酶制备中的研究进展情况，并且从医药、食品、环保、化学工业、能源等方面其在其中的新应用出发，对固定化酶在新领域中的应用作了综述，给固定化酶研究的发展前景进行了展望，并且指出了今后酶固定化研究的主要方向是多酶的固定化及制备高活性、高负载、高稳定性的固定化酶。 关键字：酶；酶的固定化；载体；酶固定化应用领域 酶是重要的生物催化剂，具有专一性强、催化效率高、无污染、反应条件温和等特点，在制药、食品、环保、酿造、能源等领域都得到了广泛的应用。但在实际应用中，酶也存在许多不足，如大多数的酶在高温、强酸、强碱和重金属离子等外界因素影响下，都容易变性失活，不够稳定；与底物和产物混在一起，反应结束后，即使酶仍有很高的活力，也难于回收利用，这种一次性使用酶的方式，不仅使生产成本提高，而且难于连续化生产；并且分离纯化困难，也会导致生产成本的提高等。固定化酶（immobilized enzyme）这个术语是在1971 年酶工程会议上被推荐使用的。随着固定化技术的发展，出现固定化菌体。1973年，日本首次在工业上应用固定化大肠杆菌菌体中的天门冬氨酸酶，由反丁烯二酸连续生产L-天门冬氨酸。固定化酶技术为这些问题的解决提供了有效的手段，从而成为酶工程领域中最为活跃的研究方向之一。本文将从酶生
物催化剂固定化载体、固定化方法和技术及固定化酶的应用等几个方面出发，归纳和综述这些方面近年来的研究进展。 1酶固定化的传统方法 关键在于选择适当的固定化方法和必要的载体以及稳定性研究、改进。 1.1 吸附法 吸附法是利用物理吸附法，将酶固定在纤维素、琼脂糖等多糖类或多孔玻璃、离子交换树脂等载体上的固定方式。显著特点是：工艺简便及条件温和，包括无机、有机高分子材料，吸附过程可同时达到纯化和固定化；酶失活后可重新活化，载体也可再生。但要求载体的比表面积要求较大，有活泼的表面。 1.2包埋法 包埋固定化法是把酶固定聚合物材料的格子结构或微囊结构等多空载体中，而底物仍能渗入格子或微囊内与酶相接触。这个方法比较简便，酶分子仅仅是被包埋起来，生物活性被破坏的程度低，但此法对大分子底物不适用。 1)网格型 将酶或包埋在凝胶细微网格中，制成一定形状的固定化酶，称为网格型包埋法。也称为凝胶包埋法。 2)微囊型 把酶包埋在由高分子聚合物制成的小球内，制成固定化酶。由于形成的酶小球直径一般只有几微米至几百微米，所以也称为微囊化法。
酶工程的发展 酶工程，从定义上来说，是酶制剂在工业上的大规模应用，主要由酶的生产、酶的分离纯化、酶的固定化和生物反应器四个部分组成。简而言之，酶工程就是将酶或者微生物细胞，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。它包括酶制剂的制备，酶的固定化，酶的修饰与改造及酶的反应器等方面内容。 酶工程的前景 酶因其反应的专一性，高效性和温和性的特点，已和生物工程，信息科学和材料科学构成了当今的三大前沿科学。而作为生物工程的重要组成部分，将在未来的发展中，在世界科技和经济发展中起着主导和支柱作用。而工业用酶日益广泛地应用于化学，医药，纺织，农业，日化，食品，能源，化妆品以及环保等行业。据报道，到2003年，欧洲工业用酶的市场增加至9亿美元，年增长率达百分之十；而2000年的中国，酶制剂总产量达272吨，同比增长8.8%，可谓发展迅速，前景十分广阔。 酶工程的发展 酶工程的发展，是一部科学的成长史。在二次世界大战后,酶工程发展成为新的工业领域—酶工程工业。酶工程的发展历史从那时算起, 至今已经三十多个年头了。六十年代以后, 由于固定化酶、固定化细胞及固定化活细胞的崛起, 使酶制剂的应用技术面貌一新。七十年代以后，伴随着第二代酶——固定化酶及其相关技术的产生，酶工程才算真正登上了历史舞台。固定化酶正日益成为工业生产的主力军，在化工医药、轻工食品、环境保护等领域发挥着巨大的作用。几十年来酶制剂的品种和应用不断扩大。不仅如此，还产生了威力更大的第三代酶，它是包括辅助因子再生系统在内的固定化多酶系统，它正在成为酶工程应用的主角。近年来, 国际上酶工程技术发展迅速, 硕果累累,主要有基因工程、蛋白质工程、
几种模拟酶的研究进展 应化一班201130790107 黄焯轩 模拟酶是一类利用有机化学方法合成的比天然酶简单的非蛋白分子。对环糊精模拟酶、冠醚化合物的模拟酶、超氧化物歧化酶模拟物等结构特征进行综述,为设计和合成更加简单、稳定的模拟酶提供参考。 天然酶是一种生物催化剂,结构复杂，价格昂贵,且易变性失活，而模拟酶(mimetic enzyme)，则是一类利用有机化学方法合成的比天然酶简单的非蛋白分子。模拟酶结构比天然酶简单，化学性质稳定，具有酶的功能，还有高效、高选择性和价廉易得等优点。模拟酶的研究不仅对分析化学有重要意义,而且对生物原理和生命过程实质的揭示都有重要意义[1]。近年来，国际上开发出一种分子压印技术，该技术可以借助与模板在高分子物质上形成特异的识别位点和催化位点,其原理与抗体酶的制备大体相同，只是用人工高聚物代替抗体。但在人体内大多数模拟酶的稳定性和活性都会有所下降,因而设计和合成活性中心结构精确、热力学稳定、动力学惰性并具有实用价值的模拟酶，仍然任重而道远。现介绍几种模拟酶的研究现状,以期为模拟酶的进一步开发提供参考。 1环糊精模拟酶 1891年，环糊精被发现，但长期以来由于化学反应被认为仅发生于分子间的碰撞而没有引起人们的重视。近年来，随着对环糊精性质研究的深入，发现其具有独特的包络作用,即包络多种有机和无机分子，因此环糊精可作为模拟酶的模型，模拟多种天然酶[2]。环糊精的分子形状如轮胎，由几个D(+)葡萄糖残基通过α-1,4糖苷键连接而成,聚合度分别为6.7 或8个葡萄糖。α-,β-及γ-环糊精, 每个葡萄糖残基均处于无扭变变形的椅式构象。3种环状糊精的结构相似，均为白色结晶粉末，但性质存在差别。β- 环糊精的水溶解度最低，容易在溶液中结晶，溶解度随温度上升而增高；环状糊精不溶于有机溶剂，结晶无一定熔点，加热200℃开始分解，加有机溶剂能助长β-环糊精从水溶液中结晶出来。工业生产常用甲苯为络合剂，从发酵液中结晶β-环糊精。化合物分子大小适当，能被环状糊精穴洞包埋在内得络合物，较大分子不能被全部包埋在洞内，这种反应成为包接反应,所得产物成为包接络合物，这是环糊精最重要的功能。 2冠醚化合物的模拟酶 1967 年Pederson 首次合成冠醚，并报道了这类化合物具有和金属离子、铵离子及有机伯铵离子形成稳定络合物的独特性质。随后人们合成了各种各样具有不同络合性能的所谓
?综述与专论? 2013年第6期 生物技术通报 BIOTECHNOLOGY BULLETIN 酶的固定化方法和技术研究是酶工程研究的重点之一，其核心是如何将游离的酶通过一定的方式与水不溶性的载体相结合，同时保持酶的催化活性和催化特性。固定化酶的概念自1953年由德国科学家Gubhofen ［1］提出以来，先后经过了实验室研发到工业化生产的重大转折，并建立了传统的固定化酶的基本方法，如包埋法、交联法、吸附法和共价结合法［2］。近年来，随着结构生物学、蛋白质工程及材料科学的不断发展，在酶的固定中出现了一些新型载体和新型技术，从而使酶在负载能力、酶活力和稳定性等方面获得了极大提高，且降低了酶在工农业应用中的催化成本。这些载体和技术包括交联酶聚集体、“点击”化学技术、多孔支持物和最近的以纳米粒子为基础的酶的固定化［3］。纳米材料作为 收稿日期：2012-11-27基金项目：河南省科技厅科技攻关项目（112102210299），河南省教育厅自然研究计划项目（2011A180026）作者简介：高启禹，男，硕士，讲师，研究方向：酶与酶工程；E -mail ：gaog345@https://www.doczj.com/doc/336676788.html, 纳米材料固定化酶的研究进展 高启禹1 徐光翠2 陈红丽1 周晨妍1 （1.新乡医学院生命科学技术学院 河南省遗传性疾病与分子靶向药物重点实验室培育基地，新乡 453003； 2.新乡医学院公共卫生学院，新乡 453003） 摘 要： 纳米材料在蛋白酶及核酶的固定化研究领域进展迅速，主要包括各种磁性纳米载体及非磁性纳米载体。目前在固定化纳米载体的特性、固定化方法及固定化效果上已进行了广泛探讨。综述以纳米载体的研究现状为基础，分析纳米载体固定化酶的应用前景及纳米载体固定对酶学性质的影响，并对该技术的研究进行介绍和展望。 关键词： 纳米材料 固定化酶 磁性载体 非磁性载体 核酶 Research Progress of Nanoparticles for Immobilized Enzymes Gao Qiyu 1 Xu Guangcui 2 Chen Hongli 1 Zhou Chenyan 1 （1. College of Life Science and Technology ，Xinxiang Medical University ，Henan Key Laboratory of Hereditary Disease and Molecular Target Drug Therapy （Cultivating Base ），Xinxiang 453003；2. College of Public Health ，Xinxiang Medical University ，Xinxiang 453003） Abstract: Immobilization of protease and ribozyme by nanometer carrier are researched as a more useful means, including of the magnetic nanoparticle and nonmagnetic nanoparticles. Currently, the types of immobilized carrier and methods and results of nanoparticles are discussed. In this paper, we describe the current application of immobilized enzyme by nanocarrier, the effect of nanoparticles matrix to enzymatic properties and the prospect of application for the above mentioned technology were introduced, and the direction of the development of nanoparticles immobilization of enzyme was analyzed. Key words: Nanoparticle cartie Immobilized enzymes Magnetic nanoparticles Non magnetic nanoparticles Ribozyme 酶固定化的新型载体，能够体现良好的生物相容性、较大的比表面积、较小的颗粒直径、较小的扩散限制、有效提高载酶量及在溶液中能稳定存在等优点［4］。固定化的微粒状态根据纳米材料物理形态的差异性可分为纳米粒（包括纳米球、纳米囊）、纳米纤维（包括纳米管、纳米线）、纳米膜及纳米块等。目前，用于酶固定化的纳米形态以纳米粒（Nanoparticles，Nps）最为常见，纳米粒通常指粒子尺寸在1-1 000 nm 范围内的球状或囊状结构的粒子。而用于酶固定的纳米载体材料有磁性纳米载体、非磁性纳米载体等［5］。但是，在进行相关固定化设计时，仍然需严格遵循固定化酶的主要任务，即一方面要满足应用上的催化要求；另一方面又要满足在调节控制及分离上的非催化要求。
碳酸酐酶及其研究进展 碳酸酐酶( carbonic anhydrase, CA)是一种锌酶。在哺乳动物中, 几乎所有的组织都可检测到CA。CA至少有14种同工酶[1] , 其结构、动力学性质、对抑制剂的敏感性、组织内的分布以及亚细胞的定位都有不同,它能参与机体气体运输、酸碱调节和组织的分泌等功能, 在维持内环境的稳定方面发挥着重要作用。 1933年，人们已从血液中提取出了碳酸酐酶，直到1940年才在动物红细胞研究中确定碳酸酐酶含有锌。它是红细胞中仅次于血红蛋白的蛋白质组分。人和动物血液中的碳酸酐酶相对分子量约30KDa，由单一肽链组成，每个分子含一个Zn(II)离子，酶蛋白约含260个氨基酸残基，其中脯氨酸含量最高，没有二硫键。碳酸酐酶有多种同工酶，它们不仅选择性识别HCO2-和CO2作为催化底物和产物，也不规律地识别磷酸酯|羧酸酯|醛类等分子[2]。. 1、CA的分布 根据碳酸酐酶氨基酸序列的不同, 人们主要将其分为α、β、γ、δ、ε五种不同类型的酶。其中α-CAs存在于脊椎动物、细菌、藻类及绿色植物的胞浆中；β-CAs 存在于高等植物及藻类叶绿体中, 对植物光合作用过程中CO2 的获取及CO2 浓度的维持有着必不可少的作用; γ-CAs则主要存在于太古细菌及一些细菌中；δ-CAs主要存在于海洋硅藻中；ε-CAs是近年来才确定的类型, 主要存在于蓝细菌及一些化能自养型细菌中。多年来人们对碳酸酐酶的研究主要集中在与人类关系密切的α-CAs和β-CAs上。α-CAs 在氨基酸序列上存在20~60% 的同源性, 哺乳动物的几乎所有组织中都含有参与机体多种生命活动的α-CAs。目前的研究表明，α-CAs 至少存在14 种不同的同工酶：CAI III，CA VII 及CA XIII为胞浆酶；CA IV，CA IX，CA XII和CA XIV为膜连接酶；CA V为线粒体酶；CA VI则存在于唾液中；另外还有3 种已知的非催化形式的碳酸酐酶相关蛋白( CA Related Protein，CARP)—CARP VIII，CARPX及CARPXI [3]。 在人体中，CA I, CAII和CAIII为细胞质酶。CAI存在于红细胞、胃黏膜上皮细胞中, 慢收缩骨骼肌细胞中存在CAIII。CAII存在于胃肠道、肾、附睾、快收缩骨骼肌细胞、破骨细胞、脑脉络丛及眼部细胞内。CAIV, CAIX , CAX ,CAXII 锚合于细胞膜, 但酶发挥作用的部位是细胞外。CAIV存在于胃肠道、肾、附睾、输精管、骨骼肌、皮下平滑肌、脑毛细血管上皮细胞、心肌及眼部毛细血管、肝、泪腺等处。在人类组织中CAXII表达于肾[4]、结肠、前列腺、胰腺、卵巢、睾丸、肺、脑中。此外，在哺乳动物肝的线粒体中存在高活性的CA V [5]，1987 年从唾液中纯化分泌型酶CA VI，在唾液腺和小脑浦肯野氏细胞可见CA VII。近年来发现肿瘤组织内存在CA 的同工酶[6]，不同的肿瘤组织有不同的CA同工酶表达，如CAIX和CAXII在胃癌中表达, 乳腺癌中，CAIX表达与其预后有关[7]。CAII是人类研究最为广泛，也最为深刻的CA同工酶。 2、CA的结构 在CA活性中心存在一个Zn原子, 对于CA的催化活性来说是必需的。在CA I 和, CAII中Zn原子以单体形式存在, 在CAIII中以二硫键相连的二聚体形式存在。 以碳酸酐酶II为例，其含有260 个氨基酸残基、分子量为29246Da，活性中