抗体酶(Abzyme)课程
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抗体酶综述陈璇【摘要】抗体酶是一类以过渡态类似物,为半抗原,可诱导免疫系统产生具有类似天然酶催化活性的免疫球蛋白。
抗体酶既具有抗体的高效选择性,又能像酶那样高效催化化学反应,开创了催化剂研究的崭新领域。
本文从抗体酶的发展历史、作用原理、制备、应用及研究展望多个角度进行综述。
【关键词】抗体酶;发现史;作用原理;制备;现状及应用前景抗体酶抗体酶(abzyme),又称催化抗体(cat·alytic antibody),是指通过一系列化学与生物技术方法制备出的具有催化活性的抗体,它除了具有相应免疫学性质,还类似于酶,能催化某种活性反应。
抗体与酶相似,它们都是蛋白质分子.酶与底物的结合及抗体与抗原的结合都是高度专一性的,但这两种结合的基本区别在于酶与高能态的过渡态分子相结合,而抗体则与抗原(基态分子)相结合。
抗体与天然酶相比,最大的优点在于抗体的种类是巨大的,免疫系统可以拥有10 种抗原特异性不同的抗体分子。
制备成功的抗体酶不但能催化一些天然酶能催化的反应,而且还能催化一些天然酶不能催化的反应。
抗体酶的发现早在l948年,美国斯坦福大学荣誉退休化学教授l』_波林(LinusPaulin'f)就提出过渡态理论(transition state theory) [2]。
这一理论认为,酶之所以具有催化能力,是因为它与反应分子(底物)的牢固结合的方式,有利于反应中的过渡态(transition state)的结构。
而这种结构会迅速重新排列成该反应的产物。
任何有利于过渡态,而不是其它可能的结构的因素,都能加快化学反应速度。
1 969年,布兰戴斯大学生物化学家w ·詹克斯(w ·Jenks)进一步发展了这一理论。
他和几位美国科学家认为,如果波林的观点是正确的话,那么利用某一反应过渡态的模拟物作为免疫原,则会得到催化该反应的抗体。
这种抗体能特异地识别化学反应的过渡态,并利用其结合能降低反应的活化能。
中山大学研究生学刊(自然科学、医学版)第34卷第3期JOURNAL OF THE GRADUATES VOL.34ɴ32013SUN YAT-SEN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES、MEDICINE)2013综述《抗体酶的研究进展》*陆诗淼(1.中山大学中山医学院免疫学专业)【内容提要】抗体酶又称催化性抗体,是具有催化活性的免疫球蛋白,在其可变区赋予了酶的属性,是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物,它可促进许多用普通化学方法很难完成,或者天然酶尚未能催化的新奇转变,特别是自然界不存在的高效催化剂,对生物学、化学和医学等多种学科有重要的理论意义和实用价值。
文章综合介绍了抗体酶研究的历史过程、催化抗体的结构、性质、催化的反应类型原理、制备、应用及研究的最新进展。
【关键词】催化抗体;抗体酶;酶学特征;应用进展抗体酶是具有催化性质的抗体。
从1883年Payen和Personz发现第一个酶以来,自从1986年Schultz和Lerner首次证实由过渡态类似物为半抗原,通过杂交瘤技术产生的抗体具有类似酶的催化活性以来,直至20世纪80年代初期,整整一个半世纪,发现的酶已经超过了4000种。
1986年,Schultz和Lerner同时在美国《Science》周刊上发表了他们各自独立领导的研究组对抗体酶的研究报告,并将之命名为Abzyme。
Abzyme本质为免疫球蛋白(Ig),只是在易变区被赋予了酶的属性,故又被称为催化抗体(Catalytic antibody)。
抗体有极高的亲和力,解离常数在10-4 10-14mol/L,这与酶相似,但无催化活力。
酶的催化机制在于它能结合底物产生过渡态,降低能垒,改变化学反应的速度。
抗体酶显示出在许多领域的潜在应用价值,包括许多困难和能量不利的有机合成反应,前药设计,临床治疗,材料科学等多个方面。
抗体酶这种兼具抗体和酶的性质的崭新物质,它集生物学、免疫学、化学于一身,它的发现打破了只有天然酶才有的分子识别和加速催化反应的传统观念,为酶工程学开创了新的领域,同时也为验证天然酶的催化机制,进行酶的人工摸拟,以及研究天然酶催化作用的起源提供了很好的帮助。