第九章模拟酶人工酶
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酶工程电子教案第八章酶的人工模拟教学目标了解抗体酶、印迹酶等人工酶(模拟酶)等新型酶的设计、原理和典型应用。
教学重点抗体酶的制备原理和应用;生物印迹酶的原理和应用。
教学方法以课堂讲授为主,课前布置学生自学和准备。
引入模拟酶就是根据酶的作用原理,模拟酶的活性中心和催化机制,用化学合成方法制成的高效、高选择性、结构比天然酶简单、具有催化活性、稳定性较高的非蛋白质分子的一类新型催化剂,也称酶的合成类似物。
或者叫酶模型或者叫人工酶。
一、模拟酶的概念1、模拟酶的酶学基础酶的作用机制:过渡态理论对简化的人工体系中识别、结合和催化的研究2、超分子化学主-客体化学:主体和客体在结合部位的空间及电子排列的互补超分子:该分子形成源于底物和受体的结合,这种结合基于非共价键相互作用,当接受体与络合离子或分子结合形成稳定的,具有稳定结构和性质的实体,形成超分子。
功能:分子识别、催化、选择性输出二、模拟酶的分类和制备根据Kirby分类法:单纯酶模型:化学方法通过天然酶活性的模拟来重建和改造酶活性。
机理酶模型:通过对酶作用机制诸如识别、结合和过渡态稳定化的认识,来指导酶模型的设计和合成。
单纯合成的酶样化合物:化学合成的具有酶样催化活性的简单分子。
按照模拟酶的属性:❑主-客体酶模型❑胶束酶模型❑肽酶❑半合成酶❑抗体酶分子印迹酶模型2.1 主-客体模型 2.2.1 环糊精模拟酶环糊精由淀粉通过环糊精葡萄糖基转移酶降解制得;是由D-吡喃葡萄糖单元以α-1,4-糖苷键相互结合成互为椅式构象的环状低聚糖,其分子通常含有6~12个吡喃葡萄糖单元。
有实用意义的是含6、7、8个吡喃葡萄糖单元的α、β、γ-环糊精,但α-环糊精空腔较小,γ-环糊精价格昂贵,常用的是β-环糊精。
①水解酶的模拟Bender 等人将实现了电荷中继系统的酰基酶催化部位引入CD 的第二面,成功地制备出人工酶β-Benzyme 。
催化对叔丁基苯基醋酸酯(p-NPAc)的水解比天然酶快一倍以上;kcat/K m 也与天然酶相当。