【酶工程】酶分子侧链基团的化学修饰

酶的化学修饰基本原理及修饰酶的性质特点【摘要】酶是高效生物催化剂，在工业、医学、科研等领域有着非常广泛的应用，尤其在工业生产中创造出巨大的经济效益。

但由于酶是蛋白质，稳定性差且在生物体内具有较大的免疫原性，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的方法并且能够降低在生物体内的免疫原性，能够扩大其应用范围，极大地改善酶本质的不足。

简要介绍酶的化学修饰基本原理及修饰酶的性质特点。

1 酶的化学修饰的基本原理酶分子的化学修饰就是在分子水平上对酶进行改造，包括对酶分子主链结构的改变和对其侧链基团的改变。

前者是分子生物学层次上的修饰，即在己知酶的结构与功能盖系的基础上，有目的地改变酶的某个活性基团或氨基酸残基，从而使酶产生新的性状，又称理性分子设计，理性分子设计主要应用于改造酶的底物特异性．催化特性以及热稳定性,Shaffer等通过将天冬氨酸转氨酶的Val39、Lys41、Thr47、Ash69、Thrl09和Ash297突变为酪氨酸转氨酶所对应的Lcu、Tyr、Ile、Leu、Set和Ser，修饰酶对Phe的活性增加3个数量级，而对Asp的活件没有影响，然而，由于酶的结构、功能和作用机制没自完全了解，而且仅仅把氨基酸序列的同源性作为氨基酸取代的标准，加上氨基酸取代后有可能导致没构想的改变，所以，并非所有理性分子设计都能取得预期效果，这就严重制约了理性分子设计的应用。

1. 1功能基团的修饰酶分子可离解的基团如氨基(NH2)、羧基(～COOH)、羟基（OH)、巯基(sH)、咪锉基等都可用来修饰。

脱氨基作用可改善酶的稳定性，消除酶分子表面的氨基酸的电荷，酰化反应，可改变侧链羟基性质。

这些修饰反应，可稳定酶分子有利的催化活性现象，提高抗变性的能力。

1.2用表面活性剂对酶进行化学修饰除糖基修饰外，也有人用表面活性剂对酶进行化学修饰。

表面活性剂的亲水部分与酶连在一起，而亲油部分伸向有机溶剂，从而提高了酶在有机溶剂中的溶解度和分散度。

酶工程考试复习资料一、名词解释（3×5=15分）（注意：回答一为课本上的原话，回答二为老师PPT上的内容，回答三为百度搜索结果，大家根据自己的情况选择适合自己的答案，避免雷同）1.化学酶工程:化学酶工程也可称为初级酶工程，酶工程主要采用两种方法。

一是化学酶工程，即通过对酶的化学修饰或固定化处理，改善酶的性质以提高酶的效率和减低成本，甚至通过化学合成法制造人工酶；另一种是生物酶工程，即用基因重组技术生产酶以及对酶基因进行修饰或设计新基因，从而声查性能稳定，具有新的生物活性及催化效率更高的酶。

因此酶工程可以说是把酶学基本原理与化学工程技术及重组技术有机结合而形成的新型应用技术。

2.酶的光学异构专一性回答一：当底物具有旋光异构体时，酶只能催化L型和D型两个对映体中的一个。

回答二：只作用于具有不对称碳原子造成的镜像异构体（光学异构体）中的1种。

3.酶的活性中心回答一：在构成酶分子的氨基酸残基中只有少数的氨基酸残基与酶的催化活性相关，通常将这些氨基酸集中的、与酶的活性相关的区域称为酶的活性中心。

回答二：酶分子中直接与底物结合，并催化底物发生化学反应的部位，称为酶的活性中心回答三：酶分子上与催化活性直接相关的少数氨基酸残基组成的催化区域4.酶催化的邻近效应回答一：所谓邻近效应，就是底物的反应基团与酶的催化基团越靠近，其反应速度越快。

回答二：底物与底物之间、酶的催化基团与底物之间结合于同一分子，从而使反应速率大大增加。

回答三：邻近效应是指酶与底物结合形成中间复合物以后，使底物和底物之间，酶的催化基团与底物之间结合于同一分子而使有效浓度得以极大的升高，从而使反应速率大大增加的一种效应5.盐析法回答一：利用无机盐破坏蛋白质分子的水化层，中和表面的电荷，使之聚集形成更大的分子团而沉淀。

回答二：根据酶和杂蛋白在高的盐浓度溶液中溶解度的差别而建立的一种纯化方法。

回答三：盐析法是指在目标溶液中加入大量的无机盐，使某些高分子物质的溶解度降低沉淀析出，而与其他成分分离的方法。