课件：酶的化学修饰.ppt

酶的化学修饰,聂继龙,酶化学修饰的概念：通过主链的切割剪接和侧链基团的化学修饰对蛋白酶进行分子改造，以改变其理化性质及生物活性。这种用化学方法对酶分子施行种种手术的方法称为“酶分子的化学修饰”。,广义上讲:凡涉及共价键或部分共价键的形成或破坏的转变都可以看作是酶的化学修饰。从狭义上讲：酶的化学修饰在较温和的条件下，以可控制的方式使一种酶同某些化学试剂起特异反应，从而引起单个氨基酸残基或其功能基团发生共价的化学修饰。,酶的化学修饰的目的：人为的改变天然酶的一些性质，创造天然酶不具有的某些优良性质甚至创造新的活性，来扩大酶的应用领域促进生物技术的发展。概括起来有三点：1、提高生物活性。2、增强不良环境中的稳定性。3、针对特异反应，降低生物识别能力。,化学修饰的方法： 1，酶的表面修饰，（1）大分子修饰，可溶性大分子，如聚乙二醇，聚乙烯比咯烷酮，聚丙烯酰胺、葡聚糖、环糊精、肝素等。一般聚乙二醇的分子量在5002000应用最广。聚乙二醇是两亲性分子，化学修饰时多采用单甲氧基聚乙二醇。,（2）小分子修饰：主要是利用小分子对活性部位或部位之外的侧脸集团进行化学修饰。小分子有：氨基葡萄糖、乙酸酐、硬脂酸、邻苯二酸酐等。,（3）交联修饰：此过程一般用到双功能试剂如聚乙二醇，戊二醛将蛋白质分子之间活亚基之间或分子内不同肽链进行共价交联。可是没分子结构加固并可提高其稳定性怎加了没在非水溶液中的稳定价值。,（5）固定化修饰，通过固定化的方法将没连接在水不溶性载体上，使酶不随水流动而流动。固定化后酶的一些特性会发生改变。比如最适PH，温度，稳定性等。,分子内修饰：（1）非亲水基团的修饰：最常用的修饰残基可以是亲核的，也可以是亲电的。或者是氧化性的。这类非催化性残基主要是改变动力学性质，改变酶对底物的束缚能力。,（2）蛋白主链的修饰：蛋白主链的修饰主要靠酶法。比如猪和人的胰岛素仅在B链羧基端有一个氨基酸的差别。用蛋白水解酶将猪胰岛素B链末端的天冬氨酸（Ala）水解下来。在在一定的条件下，将同一个酶色氨酸Thr接上去，就可以将猪胰岛素转变成人胰岛素。,催化活性集团的修饰：如果把一种氨基酸侧链化学转变为另一种新的氨基酸侧链的方法叫做化学突变。,与辅因子有关的修饰：1、对依赖辅因子的酶可用两种方法进行化学修饰。一、如果辅因子与酶的结合不是共价的，则可将辅因子共价结合在没上。引入新的或修饰过具有强反应性的辅因子。,（2）将新的辅酶引入结构清楚的蛋白质上。（3）金属酶中的金属取代，酶的金属性取代可以改变酶的专一性、稳定性及其抑制作用。,5、肽链的延伸：为了有效的修饰酶分子的内部区域，可以先用脲或盐酸胍处理，使酶分子的肽链充分伸展，这就提供了化学修饰酶分子内部疏水基团的可能性。然后让修饰酶的伸展肽链在适当条件下，重新折叠成某种具有催化活力的酶。,通过定点突变的化学修饰。通过一些可控制的方法在酶或蛋白质特殊的位点引入特定分子来修饰酶或蛋白质，结合定点突变引入一种非天然氨基酸侧链来进行化学修饰，从而得到一些新颖的酶制剂。,修饰酶的特性：酶修饰后，其特性在一定程度上发生了改变，天然酶的一些不足可以得到改善。1、热稳定性提高，这是由于修饰剂共价连接酶分子上，使天然酶的构象产生一定的刚性，不易伸展失活，并减少了酶分子内部侧链基团的热震动，从而增加了热稳定性。,2、抗各类失活因子的能力提高 原因是修饰剂所产生的空间屏蔽有效的阻挡了水解酶、抑制剂等失活因子的进攻，或酶分子中对蛋白水解酶等失活因子敏感的基团的修饰，因此使某些修饰酶的抗失活因子能力提高。,3、抗原性消除，酶一般蛋白质分子，在体内会引起免疫反应，使抗体与抗原（酶）结合而失活。 4、半衰期延长，酶经修饰后在体内的半衰期延长。 5、最适PH改变,6、酶学性质变化，绝大多数酶经化学修饰后，最大反应速率Vmax没有变化。但在修饰后，米氏常数Km会增大。化学修士还可以改变某些酶的底物专一性。比如脂肪酶经PEG修饰后，可溶于有机溶剂并能催化酯合成和酯交换等有机反应。,7、对组织分布能力的改变 一些酶经化学修士后，对组织的分布能力有所改变能在血液中被靶器官选择性的吸收,酶化学修饰的应用 （1）酶结构与功能的研究 可以通过修饰剂对酶的作用，以及修饰的部位来判断酶的结构 (2）在医学方面的应用，主要是治疗和诊断方面的应用。 （3）在工业方面的应用 主要是提高产量，减少成本，而且将少对环境的污染。,酶化学修酶的局限性 （1）某种修饰剂对某一氨基酸侧链化学的修饰专一性是相对的，很少有对某一氨基酸侧链绝对专一的化学修饰。 （2）化学修饰后酶的构象或多或少有一些改变。,3）酶的化学修饰只能在有极性的氨基酸上进行。而其它氨基酸侧链在维持空间构象方面也起着重要作用且从种属上分析，他们在进行中比较保守。,4）酶化学修饰的结果对于研究酶的结构与功能的关系提供一些信息，但是缺乏准确性。,化学修饰的前景 化学修饰法可以改变天然美的一些特性，扩大酶得一些应用范围，化学修饰法是改变酶分子的有效方法，而且已获得了一定的规律性和普遍性，据有广泛的应用前景。但是并不是所有的酶经过化学修饰后都能改变其天然的不足，及化学修饰法并不适应所有的酶；也不是经过化学修饰后，酶的所有特性均得到改善，又是修饰的结果难以预测，不易解释。基因工程法、人工模拟法、某些物理修饰方法，各有优点，可以弥补化学方法的不足。,后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用,主要经营：网络软件设计、图文设计制作、发布广告等 公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！,致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPT设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求,感谢您的观看和下载,The us