酶工程第18章酶的人工模拟

1、第十八章 酶的人工模拟一、模拟酶的理论基础和策略一、模拟酶的理论基础和策略二、模拟酶的分类二、模拟酶的分类三、抗体酶三、抗体酶四、印迹酶四、印迹酶五、五、模拟天然酶催化机理的各个方面模拟天然酶催化机理的各个方面 一、模拟酶的理论基础和策略 酶是高效的催化剂，它的应用日趋广泛。由酶是高效的催化剂，它的应用日趋广泛。由于酶容易受到多种物理、化学因素的影响而变性于酶容易受到多种物理、化学因素的影响而变性失活，所以不能用酶广泛取代工业催化剂。模拟失活，所以不能用酶广泛取代工业催化剂。模拟酶是人工合成的高分子化合物，它模拟酶的结构酶是人工合成的高分子化合物，它模拟酶的结构和催化特性，并且能耐较恶劣的环境

2、，活性稳定和催化特性，并且能耐较恶劣的环境，活性稳定而持久。而持久。 1. 1. 模拟酶的概念模拟酶的概念研制模拟酶的基础 20世纪世纪70年代以来，由于对蛋白质结晶学、年代以来，由于对蛋白质结晶学、X射线衍射技术及光谱技术的发展，人们对许多射线衍射技术及光谱技术的发展，人们对许多酶的结构有了较深入的了解，对酶的结构及其作酶的结构有了较深入的了解，对酶的结构及其作用机理能够在分子水平上作出解释。动力学方法用机理能够在分子水平上作出解释。动力学方法的发展以及对酶活性中心、酶抑制剂复合物和催的发展以及对酶活性中心、酶抑制剂复合物和催化反应过渡态等结构的描述，促进了对酶作用机化反应过渡态等结构的描述

3、，促进了对酶作用机制的研究，从而为人工模拟酶的发展提供了理论制的研究，从而为人工模拟酶的发展提供了理论基础。基础。 模拟酶的概念 模拟酶就是根据对酶催化作用起主导作用的因模拟酶就是根据对酶催化作用起主导作用的因素，利用有机化学、生物化学等方法设计和合成一素，利用有机化学、生物化学等方法设计和合成一些较天然酶简单的非蛋白质分子或蛋白质分子，在些较天然酶简单的非蛋白质分子或蛋白质分子，在分子水平上模拟酶活性部位的形状、大小及微环境分子水平上模拟酶活性部位的形状、大小及微环境等结构特征，以及酶作用机理和立体化学特性，以等结构特征，以及酶作用机理和立体化学特性，以这些分子作为模型来模拟酶对其底物的结合

4、和催化这些分子作为模型来模拟酶对其底物的结合和催化过程，以求模拟酶保留酶的高效性和专一性，克服过程，以求模拟酶保留酶的高效性和专一性，克服其稳定性差等缺点。其稳定性差等缺点。 “主客体”化学 Pederson和和Cram报道了一系列光学活性冠醚的报道了一系列光学活性冠醚的合成方法。这些冠醚可以作为主体而与伯铵盐客体合成方法。这些冠醚可以作为主体而与伯铵盐客体形成复合物。形成复合物。Cram把主体与客体通过配位键或其他把主体与客体通过配位键或其他次级键形成稳定复合物的化学领域称为次级键形成稳定复合物的化学领域称为“主客体主客体”化学（化学（host-guest chemistry）。主客体化学的

5、基）。主客体化学的基本意义来源于酶与底物的相互作用，体现为主体和本意义来源于酶与底物的相互作用，体现为主体和客体在结合部位的空间及电子排列的互补，这种主客体在结合部位的空间及电子排列的互补，这种主客体互补与酶和它的底物结合情况相似。客体互补与酶和它的底物结合情况相似。 超分子化学 另一位法国的著名科学家另一位法国的著名科学家LehnLehn也在这方面作出了也在这方面作出了非凡的贡献，他在研究穴醚及大环化合物与配体络合非凡的贡献，他在研究穴醚及大环化合物与配体络合过程中，提出了超分子化学（过程中，提出了超分子化学（supermolecular chemistry）的概念，并在此理论指导下，合成了

6、更为）的概念，并在此理论指导下，合成了更为复杂的主体分子。他提出，超分子的形成源于底物和复杂的主体分子。他提出，超分子的形成源于底物和受体的结合，这种结合基于非共价键的作用。当受体受体的结合，这种结合基于非共价键的作用。当受体与络合离子或分子结合成具有稳定结构和性质的实体，与络合离子或分子结合成具有稳定结构和性质的实体，即形成了即形成了“超分子超分子”，它兼具分子识别、催化和选择，它兼具分子识别、催化和选择性输出的功能。性输出的功能。 1987年诺贝尔化学奖获得者 由于由于Cram、Pederson和和Lehn在合成与天然蛋在合成与天然蛋白质功能一样的有机化合物方面取得了开拓性成果，白质功能一

7、样的有机化合物方面取得了开拓性成果，他们获得了他们获得了19871987年的诺贝尔化学奖。年的诺贝尔化学奖。 Cram Pederson Lehn 模拟酶设计的前提 在设计模拟酶之前，应当对酶的结构和酶学在设计模拟酶之前，应当对酶的结构和酶学性质有深入的了解：性质有深入的了解： 酶活性中心底物复合物的结构；酶活性中心底物复合物的结构； 酶的专一性及其与底物结合的方式与能力；酶的专一性及其与底物结合的方式与能力； 反应的动力学及各中间物的知识。反应的动力学及各中间物的知识。 模拟酶设计时应考虑的因素 设计模拟酶时应考虑如下因素：非共价键相互设计模拟酶时应考虑如下因素：非共价键相互作用是生物酶柔韧

8、性、可变性和专一性的基础，故作用是生物酶柔韧性、可变性和专一性的基础，故模拟酶应为底物提供良好的微环境，便于底物、特模拟酶应为底物提供良好的微环境，便于底物、特别是反应的过渡态中间物以离子键、氢键等结合；别是反应的过渡态中间物以离子键、氢键等结合；催化基团必须相对于结合点尽可能同底物的反应基催化基团必须相对于结合点尽可能同底物的反应基团接近，以促使反应定向发生；模拟酶应有足够的团接近，以促使反应定向发生；模拟酶应有足够的水溶性，并在接近生理条件下保持其催化活性。水溶性，并在接近生理条件下保持其催化活性。 二、模拟酶的分类模拟酶可分为：模拟酶可分为： 主客体酶模型，包括环糊精、冠醚、穴醚、主客体

9、酶模型，包括环糊精、冠醚、穴醚、杂环大环化合物和卟啉类等；杂环大环化合物和卟啉类等； 胶束酶模型；胶束酶模型； 肽酶；肽酶； 抗体酶；抗体酶； 分子印迹酶；分子印迹酶； 半合成酶；半合成酶； 杂合酶；杂合酶； 进化酶。进化酶。 1主客体酶模型 环糊精（环糊精（cyclodextrin，CD）是由多个葡萄糖以）是由多个葡萄糖以1,4糖苷键连接而成的一类环状低聚糖，可以糖苷键连接而成的一类环状低聚糖，可以含有含有6、7、8个葡萄糖单位。它们均是略呈锥形的圆个葡萄糖单位。它们均是略呈锥形的圆筒，其伯羟基和仲羟基分别位于圆筒较小和较大的筒，其伯羟基和仲羟基分别位于圆筒较小和较大的开口端。这样，开口端。

10、这样，CD分子外侧是亲水的，其羟基可与分子外侧是亲水的，其羟基可与多种客体形成氢键；其内侧是多种客体形成氢键；其内侧是C3、C5上的氢原子和上的氢原子和糖苷氧原子组成的空腔，这个空腔具有疏水性，能糖苷氧原子组成的空腔，这个空腔具有疏水性，能够包接多种客体分子，类似于酶对底物的结合。在够包接多种客体分子，类似于酶对底物的结合。在CD分子的两面引入催化基团，就可能具有酶的结合分子的两面引入催化基团，就可能具有酶的结合底物和催化反应的作用。底物和催化反应的作用。 （1 1）环糊精酶模型）环糊精酶模型 环糊精的结构A水解酶的模拟 胰凝乳蛋白酶是一种蛋白水解酶。它的活胰凝乳蛋白酶是一种蛋白水解酶。它的活

11、性部位有性部位有His的咪唑基、的咪唑基、Asp的羧基及的羧基及Ser的羟基组成的羟基组成电荷中继系统，参与催化底物的水解反应。电荷中继系统，参与催化底物的水解反应。Bender等在环糊精上引入这三种基团，成功地制备出了模等在环糊精上引入这三种基团，成功地制备出了模拟酶拟酶Benzyme（图中的（图中的A），此酶催化对叔丁基），此酶催化对叔丁基苯基乙酸酯水解比天然酶快一倍以上。苯基乙酸酯水解比天然酶快一倍以上。Rama等人将等人将咪唑基的咪唑基的N直接与直接与CD的的C3相连，所得的模拟酶（图相连，所得的模拟酶（图中的中的B）催化对叔丁基苯基乙酸酯水解比天然酶快一）催化对叔丁基苯基乙酸酯水解比

12、天然酶快一个数量级。个数量级。 以环糊精为主体的模拟水解酶 A B C水解酶的模拟 Breslow在环糊精模拟酶领域做了大量而出色的在环糊精模拟酶领域做了大量而出色的工作，他认为模拟酶增加催化效率的关键是要增加工作，他认为模拟酶增加催化效率的关键是要增加环糊精对底物过渡态的结合能力，最简单的办法是环糊精对底物过渡态的结合能力，最简单的办法是修饰底物来增加底物同修饰底物来增加底物同CD的结合，从而可能增加的结合，从而可能增加CD对底物过渡态的结合，他们设计了一系列以二茂铁、对底物过渡态的结合，他们设计了一系列以二茂铁、金刚烷为结合位点的硝基苯酯（图中的金刚烷为结合位点的硝基苯酯（图中的C），以）

13、，以CD为催化剂可以加速这些酯水解达为催化剂可以加速这些酯水解达105106倍。倍。 B核糖核酸酶的模拟 核糖核酸酶有核糖核酸酶有2个个His咪唑基及咪唑基及1个质子化的赖氨个质子化的赖氨酸氨基处于活性中心，这酸氨基处于活性中心，这2个咪唑基在催化反应中交个咪唑基在催化反应中交替起着广义酸碱的作用。替起着广义酸碱的作用。Breslow等人设计合成了两等人设计合成了两种环糊精种环糊精A和和B模拟酶来催化环状磷酸二酯的水解，模拟酶来催化环状磷酸二酯的水解，A催化催化生成生成，而，而B催化催化生成生成。这里环糊精底物。这里环糊精底物复合物的几何形状和催化基团的位置对被水解键的选复合物的几何形状和催化

14、基团的位置对被水解键的选择性起了决定性的作用。这两种模拟酶的最适择性起了决定性的作用。这两种模拟酶的最适pH都在都在6左右，说明这两个咪唑基也是分别以广义酸碱参与左右，说明这两个咪唑基也是分别以广义酸碱参与催化的，与天然酶的催化机理一致。催化的，与天然酶的催化机理一致。 以环糊精为主体的模拟核糖核酸酶C转氨酶的模拟 磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是许多涉及氨基酸反磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是许多涉及氨基酸反应的辅酶，其中最重要的是转氨酶催化的转氨反应。应的辅酶，其中最重要的是转氨酶催化的转氨反应。吡哆醛本身也有催化此反应的作用，但由于它本身吡哆醛本身也有催化此反应的作用，但由于它本身无底物结合部位，反应速

15、度远不如转氨酶催化时快。无底物结合部位，反应速度远不如转氨酶催化时快。在环糊精上连接吡哆胺（在环糊精上连接吡哆胺（A），它催化苯并咪唑基酮），它催化苯并咪唑基酮酸转氨基的速度比吡哆胺单独催化时快酸转氨基的速度比吡哆胺单独催化时快200倍，产物倍，产物中中D型和型和L型异构体的含量不同，说明该模拟酶具有型异构体的含量不同，说明该模拟酶具有一定的立体选择性。一定的立体选择性。Tabushi等将催化基团乙二胺引等将催化基团乙二胺引入吡哆胺基环糊精（入吡哆胺基环糊精（B），使得反应加速了），使得反应加速了2000倍以倍以上。上。 以环糊精为主体的模拟转氨酶D含核糖的环糊精酶模型 Han等合成了一系列含

16、核糖的环糊精酶模型，等合成了一系列含核糖的环糊精酶模型，它兼具核酸酶、连接酶、磷酸酯酶和磷酸化酶的活它兼具核酸酶、连接酶、磷酸酯酶和磷酸化酶的活性。核糖中的邻二羟基对催化起着关键的作用。性。核糖中的邻二羟基对催化起着关键的作用。 R0 R1 R3 R12E桥联环糊精酶模型 桥联桥联CD是近年发展起来的一类新型酶模型，它是近年发展起来的一类新型酶模型，它的两个的两个CD及桥基上的功能基构成了具有协同包接和及桥基上的功能基构成了具有协同包接和多重识别功能的催化活性中心，能更好地模拟酶对多重识别功能的催化活性中心，能更好地模拟酶对底物的识别和催化作用。底物的识别和催化作用。Matsui等将乙二胺偶联

17、到等将乙二胺偶联到CD上，然后与铜盐作用形成桥联环糊精，它催化糠上，然后与铜盐作用形成桥联环糊精，它催化糠偶姻氧化成糠偶酰的反偶姻氧化成糠偶酰的反应应，比没有催化剂时大，比没有催化剂时大20倍。倍。图中图中A的两个的两个CD协同包接糠偶姻的两个呋喃环，同协同包接糠偶姻的两个呋喃环，同时糠偶姻的烯醇负离子通过与桥基铜离子的静电或时糠偶姻的烯醇负离子通过与桥基铜离子的静电或配配位作用得以稳定，从而加速了反应。位作用得以稳定，从而加速了反应。 桥联 CD 酶模型桥联CD水解酶模型 Breslow近年来在桥联近年来在桥联CD方面做了较多工作，方面做了较多工作，不仅报道了一系列桥联不仅报道了一系列桥联C

18、D的合成方法及其疏水结的合成方法及其疏水结合能力，还成功地将图中的合能力，还成功地将图中的C用于催化双疏水基酯用于催化双疏水基酯的水解反应。底物被两个的水解反应。底物被两个CD包接后，配位于桥基包接后，配位于桥基的的Cu2+ 正好处于底物的酯基附近，有利于正好处于底物的酯基附近，有利于OH对对酯基的进攻。其催化速率比无催化剂时提高了酯基的进攻。其催化速率比无催化剂时提高了2.2105倍。倍。 桥联CD胡萝卜素氧化酶模型 French等合成了含卟啉的桥联等合成了含卟啉的桥联CD，它可以，它可以选择性地氧化选择性地氧化C15=C15键。他们的设计思路是：键。他们的设计思路是： 合成的桥联合成的桥联

19、CD对底物胡萝卜素的结合远大于对底物胡萝卜素的结合远大于对产物视黄醛的结合，这样避免了产物抑制；对产物视黄醛的结合，这样避免了产物抑制； 引入能催化双键反应的金属卟啉作为活性中引入能催化双键反应的金属卟啉作为活性中心。心。 桥联CD胡萝卜素氧化酶模型胡萝卜素胡萝卜素视黄醛视黄醛四桥联CD酶模型 细胞色素是一类含血红素辅基的电子传递蛋细胞色素是一类含血红素辅基的电子传递蛋白质的总称，它们参与氧化还原反应。白质的总称，它们参与氧化还原反应。Breslow等等合成的四桥联环糊精模拟合成的四桥联环糊精模拟P-450酶模型，是将酶模型，是将P-450酶活性中心的金属卟啉分子与酶活性中心的金属卟啉分子与4

20、个环糊精分子个环糊精分子相连，构成了既具有底物结合部位又有催化基团相连，构成了既具有底物结合部位又有催化基团的小分子酶模型。的小分子酶模型。 四桥联环糊精模拟P-450酶模型底物的修饰 为了使该模拟酶催化甾体分子的羟基化，先给为了使该模拟酶催化甾体分子的羟基化，先给底物引入能与环糊精特异结合的叔丁基苯。在四桥底物引入能与环糊精特异结合的叔丁基苯。在四桥联环糊精模拟联环糊精模拟P-450酶模型催化下，此底物能被亚碘酶模型催化下，此底物能被亚碘酰基苯（酰基苯（PhIO）氧化，在）氧化，在C6位羟基化。此反应表位羟基化。此反应表现出相当高的立体特异性。现出相当高的立体特异性。 在在C6位羟基上引入第

21、位羟基上引入第3个叔丁基苯，这样个叔丁基苯，这样3个叔个叔丁基苯与酶模型中的丁基苯与酶模型中的3个环糊精形成个环糊精形成3点结合复合物，点结合复合物，可以催化甾体可以催化甾体C9位氧化成羟基。由于羟基化后的甾位氧化成羟基。由于羟基化后的甾体可转化成重要的药物中间体，因此该酶模型具有体可转化成重要的药物中间体，因此该酶模型具有很大的应用潜力。很大的应用潜力。 四桥联CD 模拟酶催化的甾体羟基化反应（二）合成的主客体酶模型 除了使用天然存在的主体来构建模拟酶外，除了使用天然存在的主体来构建模拟酶外，人们还合成了冠醚、穴醚、人们还合成了冠醚、穴醚、环番环番、杯芳烃等大环、杯芳烃等大环多齿化合物来构建

22、酶模型。多齿化合物来构建酶模型。 冠醚冠醚 穴醚穴醚 杯芳烃杯芳烃 环番和杯芳烃的结构特点 环番（环番（cyclophane）和杯芳烃（）和杯芳烃（calixarene）是）是一类具有共同的结构和功能特征的芳香主体化合物，一类具有共同的结构和功能特征的芳香主体化合物，它们通常拥有两个或两个以上的芳香环，通过亚甲它们通常拥有两个或两个以上的芳香环，通过亚甲基或醚氧链连接成空间的环状结构，由芳香环构成基或醚氧链连接成空间的环状结构，由芳香环构成的疏水空腔具有适当的尺寸，可以与另外一些小分的疏水空腔具有适当的尺寸，可以与另外一些小分子通过非共价键结合。为了使这类芳香主体化合物子通过非共价键结合。为了

23、使这类芳香主体化合物在水溶液中具有一定的溶解度，一般在其外层引入在水溶液中具有一定的溶解度，一般在其外层引入一些亲水性基团。一些亲水性基团。 三种不同大小的杯芳烃杯（杯（4）芳烃）芳烃 杯（杯（6）芳烃）芳烃 杯（杯（8）芳烃）芳烃 杯（6）芳烃的杯状结构杯芳烃与杯芳烃与C60的包合物的直接观察的包合物的直接观察 环番结构式以冠醚为主体的模拟酶 日本学者日本学者Koga等采用冠醚为主体，合成了等采用冠醚为主体，合成了带有巯基的仿酶模型，利用此酶可在分子内实行带有巯基的仿酶模型，利用此酶可在分子内实行“准双分子反应准双分子反应”以合成多肽。此模型具有结合以合成多肽。此模型具有结合两个氨基酸的能力

24、。两个氨基酸的能力。 以冠醚为主体的模拟酶 Lehn等人合成了一种优异的穴状配体等人合成了一种优异的穴状配体24冠冠N6O2。它能利用静电引力和氢键结合多聚。它能利用静电引力和氢键结合多聚磷酸阴离子。研究表明此模拟酶在磷酸阴离子。研究表明此模拟酶在pH2.58.5之之间可明显水解间可明显水解ATP生成生成ADP或或AMP，在催化过，在催化过程中形成磷酰胺中间体。在程中形成磷酰胺中间体。在pH7时可加速时可加速ATP水水解解500倍。倍。 杯芳烃作为催化剂的优点 在第一代和第二代超分子化合物中，冠醚在溶液在第一代和第二代超分子化合物中，冠醚在溶液中通常表现为环状结构，而不是穴状结构，不能为底中通

25、常表现为环状结构，而不是穴状结构，不能为底物提供有效的结合空腔；环糊精是一类半天然产物，物提供有效的结合空腔；环糊精是一类半天然产物，其空腔骨架过于刚性，对底物的结合能力受到一定限其空腔骨架过于刚性，对底物的结合能力受到一定限制。杯芳烃是完全通过实验室合成的大环化合物，与制。杯芳烃是完全通过实验室合成的大环化合物，与冠醚和环糊精相比具有内在优势：其疏水的空穴可通冠醚和环糊精相比具有内在优势：其疏水的空穴可通过简单地改变单元数目而调节尺寸、构象易变并可受过简单地改变单元数目而调节尺寸、构象易变并可受到调控、边缘可以引入功能基团进行修饰和衍生化。到调控、边缘可以引入功能基团进行修饰和衍生化。因此，

26、杯芳烃及其衍生物已经被成功地用作催化剂和因此，杯芳烃及其衍生物已经被成功地用作催化剂和模拟酶。模拟酶。 杯芳烃的催化活性举例 Taniguchi和和Nomura研究了杯芳烃研究了杯芳烃159对苯酚与对苯酚与二氯甲烷的二氯甲烷的Willimson成醚反应的催化作用，在催成醚反应的催化作用，在催化剂存在的情况下，反应化剂存在的情况下，反应24小时后转化率为小时后转化率为100%，而没有催化剂时的转化率仅有而没有催化剂时的转化率仅有0.3%。 杯芳烃杯芳烃159叔丁基叔丁基杯芳烃159催化的Wiilimson成醚反应酶催化1 1-苄基-1,41,4-二氢烟酰胺的加水反应 酶催化酶催化1-苄基苄基-1

27、,4-二氢烟酰胺的加水反应如下，二氢烟酰胺的加水反应如下，酶为底物提供质子，同时以带负电荷的基团稳定生酶为底物提供质子，同时以带负电荷的基团稳定生成的正电荷中间体。成的正电荷中间体。 杯芳烃模拟酶 杯芳烃杯芳烃162下端的羧基可以为此反应提供质子，下端的羧基可以为此反应提供质子，上端的磺酸负离子稳定正电荷中间体，从而使第一上端的磺酸负离子稳定正电荷中间体，从而使第一步（限速步骤）加快而催化反应。杯芳烃步（限速步骤）加快而催化反应。杯芳烃163也能加也能加速上述反应，但比杯芳烃速上述反应，但比杯芳烃162效果差，可能是因为羧效果差，可能是因为羧酸与磺酸相比不易形成负离子，对正电荷的稳定作酸与磺酸

28、相比不易形成负离子，对正电荷的稳定作用较差。用较差。 杯芳烃季铵盐164164的水解酶活性 杯芳烃季铵盐杯芳烃季铵盐164能催化十二烷基对硝基苯酯的能催化十二烷基对硝基苯酯的水解。杯芳烃季铵盐水解。杯芳烃季铵盐164对乙酸酯的甲醇解在没有金对乙酸酯的甲醇解在没有金属离子存在时反应极慢，但加入少量属离子存在时反应极慢，但加入少量Ba2+后可以使后可以使反应加速一百万倍以上，效率已与转酰化酶相当。反应加速一百万倍以上，效率已与转酰化酶相当。其原因是主客体配合物中的其原因是主客体配合物中的Ba2+能稳定亲核加成能稳定亲核加成时产生的负离子中间体。使亲核加成限速步骤的反时产生的负离子中间体。使亲核加成

29、限速步骤的反应速率显著提高。应速率显著提高。 杯芳烃165165的水解酶活性 杯芳烃杯芳烃165在被在被Ba2+活化后，在中等强度的碱性活化后，在中等强度的碱性条件下能作为有效的酰化转移催化剂，它可使对硝条件下能作为有效的酰化转移催化剂，它可使对硝基苯基乙酸酯（基苯基乙酸酯（pNPOAc）的水解速度增加）的水解速度增加10倍。倍。 核酸模拟酶 Reinhoudt等合成了一系列吡啶基修饰的杯等合成了一系列吡啶基修饰的杯4芳烃锌配合物（芳烃锌配合物（166）和咪唑基修饰的杯）和咪唑基修饰的杯4芳烃铜芳烃铜配合物（配合物（167），将它们作为核酸模拟酶。这些化），将它们作为核酸模拟酶。这些化合物在合

30、适的合物在合适的pH下可以显著催化下可以显著催化RNA模型底物模型底物2-羟基丙基羟基丙基-对硝基苯基磷酸二酯的环化反应，其中对硝基苯基磷酸二酯的环化反应，其中166使反应加速使反应加速2300倍，倍，167使反应加速使反应加速10000倍，倍，大于所有其他核酸模拟酶对该底物的催化活性。大于所有其他核酸模拟酶对该底物的催化活性。 杯芳烃166166和167167的结构式杯芳烃166166和167167的催化机理2 2胶束模拟酶胶束的结构胶束的结构 球状球状 板层状板层状 圆柱状圆柱状模拟水解酶的胶束酶模型 在水溶液中，酶分子中有疏水的微环境，模在水溶液中，酶分子中有疏水的微环境，模拟酶在这种微

31、环境中的化学反应的特殊性质，也拟酶在这种微环境中的化学反应的特殊性质，也是模拟酶的一个重要方面。有人利用组氨酸的衍是模拟酶的一个重要方面。有人利用组氨酸的衍生物十四酰组氨酸与十六烷基三甲基溴化铵组生物十四酰组氨酸与十六烷基三甲基溴化铵组成两种分子的混合微胶束，来催化乙酸对硝基苯成两种分子的混合微胶束，来催化乙酸对硝基苯酯的水解，其速率比用组氨酸催化增加了酯的水解，其速率比用组氨酸催化增加了100倍。倍。 氧肟酸和肟在胶束模拟酶中的作用 在胶束模拟酶中常用氧肟酸和肟代替羟基来在胶束模拟酶中常用氧肟酸和肟代替羟基来研究氧负离子的亲核反应。它们催化乙酸对硝基研究氧负离子的亲核反应。它们催化乙酸对硝基

32、苯酯水解的速度常数比在非胶束中提高近万倍。苯酯水解的速度常数比在非胶束中提高近万倍。如用氧肟酸与十六烷基三甲基溴化铵一起催化酮如用氧肟酸与十六烷基三甲基溴化铵一起催化酮醇的去质子反应，其反应速度提高醇的去质子反应，其反应速度提高300020000倍，倍，是是OH催化的催化的60300倍。倍。 肟肟 氧肟酸氧肟酸（2）辅酶的胶束酶模型 将疏水性维生素将疏水性维生素B6长链衍生物与阳离子胶束长链衍生物与阳离子胶束混合，在形成的体系中加入混合，在形成的体系中加入Cu2+，可将酮酸转化，可将酮酸转化为氨基酸，有效地模拟了以维生素为氨基酸，有效地模拟了以维生素B6为辅酶的转为辅酶的转氨基作用。氨基作用。

33、 吡哆醛的长链衍生物可以使丝氨酸和吲哚合吡哆醛的长链衍生物可以使丝氨酸和吲哚合成色氨酸。成色氨酸。（3）金属胶束酶模型 金属胶束是指带疏水基团的金属配合物单独金属胶束是指带疏水基团的金属配合物单独或与其他表面活性剂共同形成的胶束体系。其作或与其他表面活性剂共同形成的胶束体系。其作用是模拟金属酶的活性中心和疏水性的微环境。用是模拟金属酶的活性中心和疏水性的微环境。这种体系目前已经取得了引人注目的成绩，特别这种体系目前已经取得了引人注目的成绩，特别是在模拟羧肽酶是在模拟羧肽酶A、碱性磷酸酶、氧化酶、转氨酶、碱性磷酸酶、氧化酶、转氨酶等方面取得了很大的成功。将金属酶的简单模型等方面取得了很大的成功。

34、将金属酶的简单模型引入胶束体系，利用金属离子的特殊作用催化水引入胶束体系，利用金属离子的特殊作用催化水解反应，而胶束所具有的疏水性微环境则对底物解反应，而胶束所具有的疏水性微环境则对底物起包接作用。起包接作用。 金属胶束水解酶 Tonellato等人以等人以吡啶甲酸对硝基苯酯吡啶甲酸对硝基苯酯（PNPP）为底物，研究了不同表面活性剂配体在）为底物，研究了不同表面活性剂配体在Cu2+或或Zn2+存在时催化存在时催化PNPP水解的能力，发现水解的能力，发现Cu2+、Zn2+的存在可使的存在可使PNPP的水解速度显著增大，的水解速度显著增大，当当Cu2+与相应的表面活性剂形成与相应的表面活性剂形成1

35、:1配合物时，水配合物时，水解反应速度达到最大。解反应速度达到最大。 3肽酶 肽酶（肽酶（pepzyme）是模拟天然酶活性部位而人）是模拟天然酶活性部位而人工合成的具有催化活性的多肽。工合成的具有催化活性的多肽。 根据化学和晶体图像数据提供的主要活性部根据化学和晶体图像数据提供的主要活性部位氨基酸残基的序列位置和分隔距离，将构成酶位氨基酸残基的序列位置和分隔距离，将构成酶活性部位的残基以适当的空间位置和取向通过肽活性部位的残基以适当的空间位置和取向通过肽键相连，而分隔距离则用无侧链取代的甘氨酸或键相连，而分隔距离则用无侧链取代的甘氨酸或半胱氨酸调节。半胱氨酸调节。模拟蛋白酶的肽酶 Atassi

36、和和Manshouri设计合成的两个设计合成的两个29肽肽ChPepz和和TrPepz分别模拟了分别模拟了胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶的活性部位，二者水解蛋白的活性分别与其模拟的的活性部位，二者水解蛋白的活性分别与其模拟的酶相同。在水解酶相同。在水解2个或个或2个以上串联的赖氨酸和精氨个以上串联的赖氨酸和精氨酸残基的肽键时酸残基的肽键时TrPepz比胰蛋白酶的活性更强。对比胰蛋白酶的活性更强。对于苯甲酰酪氨酸乙酯的水解，于苯甲酰酪氨酸乙酯的水解，ChPepz比比胰凝乳胰凝乳蛋白酶的活性稍低，而蛋白酶的活性稍低，而TrPepz则无活性。对于对甲则无活性。对于对甲苯磺酰精氨酸甲酯的

37、水解，苯磺酰精氨酸甲酯的水解，TrPepz比胰蛋白酶的活比胰蛋白酶的活性稍低，而性稍低，而ChPepz则无活性。则无活性。 4半合成酶 半合成酶是以天然蛋白质或酶为母体，用化半合成酶是以天然蛋白质或酶为母体，用化学或生物学方法引进适当的活性部位或催化基团，学或生物学方法引进适当的活性部位或催化基团，或改变其结构从而形成一种新的或改变其结构从而形成一种新的“人工酶人工酶”。 Bender等首次成功地将枯草杆菌蛋白酶活性等首次成功地将枯草杆菌蛋白酶活性部位的丝氨酸残基，经苯甲基磺酰氟特异性活化部位的丝氨酸残基，经苯甲基磺酰氟特异性活化后，再用巯基化合物取代，将丝氨酸转化为半胱后，再用巯基化合物取代

38、，将丝氨酸转化为半胱氨酸。虽然产生的巯基化枯草杆菌蛋白酶对肽或氨酸。虽然产生的巯基化枯草杆菌蛋白酶对肽或酯没有水解活性，但能水解高度活化的底物（如酯没有水解活性，但能水解高度活化的底物（如硝基苯酯等）。硝基苯酯等）。 半合成酶 Hilvert等利用类似的方法，将枯草杆菌蛋白等利用类似的方法，将枯草杆菌蛋白酶结合部位的特异性酶结合部位的特异性Ser转变为硒代半胱氨酸，转变为硒代半胱氨酸，此硒化枯草杆菌蛋白酶既表现出转氨酶活性，又此硒化枯草杆菌蛋白酶既表现出转氨酶活性，又表现出含硒谷胱甘肽过氧化物酶的活性。表现出含硒谷胱甘肽过氧化物酶的活性。 利用半合成酶的方法不但可以制造新酶，还利用半合成酶的方

39、法不但可以制造新酶，还可以获得关于蛋白质结构和催化活性间关系的详可以获得关于蛋白质结构和催化活性间关系的详细信息，为构建高效人工酶打下基础。细信息，为构建高效人工酶打下基础。 三、抗体酶1 1抗体酶的原理及发展简述抗体酶的原理及发展简述 尽管科学家们在模拟酶方面作了大量的工作，但尽管科学家们在模拟酶方面作了大量的工作，但人工合成的模拟酶仍然与天然酶的催化效率相差很远，人工合成的模拟酶仍然与天然酶的催化效率相差很远，并且反应类型也极为有限，多数为水解酶的模拟。由并且反应类型也极为有限，多数为水解酶的模拟。由于逐渐认识到催化过程中关键的一步是于逐渐认识到催化过程中关键的一步是酶与底物过渡酶与底物过

40、渡态中间物的紧密结合态中间物的紧密结合，联想到抗原导致生物体内抗体，联想到抗原导致生物体内抗体的合成以及的合成以及抗原抗体的紧密结合抗原抗体的紧密结合，如果用某些人工合，如果用某些人工合成的小分子底物过渡态中间物的类似物作为半抗原，成的小分子底物过渡态中间物的类似物作为半抗原，诱导生物体合成相应的抗体，这种抗体可能会有催化诱导生物体合成相应的抗体，这种抗体可能会有催化该小分子底物发生反应的活性。并将这种生物催化剂该小分子底物发生反应的活性。并将这种生物催化剂称为抗体酶称为抗体酶( (abzyme) )。 抗体酶的特点 抗体酶技术是化学和生物学的研究成果在抗体酶技术是化学和生物学的研究成果在分子

41、水平交叉渗透的产物，是抗体的极其多样分子水平交叉渗透的产物，是抗体的极其多样性和酶分子的巨大催化能力结合在一起的蛋白性和酶分子的巨大催化能力结合在一起的蛋白质分子设计的新方法。构制抗体酶的目的在于质分子设计的新方法。构制抗体酶的目的在于拓宽酶催化的应用范围，产生能催化生物体内拓宽酶催化的应用范围，产生能催化生物体内不存在的反应的酶。不存在的反应的酶。 抗体酶研制的历史 1946年，年，Linus Pauling阐明了酶催化的实阐明了酶催化的实质，同时指出，稳定的反应过渡态类似物可以质，同时指出，稳定的反应过渡态类似物可以竞争性地抑制酶活性。酶之所以具有催化活力，竞争性地抑制酶活性。酶之所以具有

42、催化活力，是因为它和反应物的过渡态（底物激态）发生是因为它和反应物的过渡态（底物激态）发生特异性结合，而不是与反应的底物基态发生特特异性结合，而不是与反应的底物基态发生特异性结合。异性结合。 抗体酶研制的历史 酶产生的生物局限性是酶催化高效性无法普酶产生的生物局限性是酶催化高效性无法普遍化的限制因素，突破限制就能人为地控制酶的遍化的限制因素，突破限制就能人为地控制酶的产生。高等动物的免疫系统为我们提供了可以利产生。高等动物的免疫系统为我们提供了可以利用的工具。用的工具。1969年，年，Jencks提出通过免疫诱导产提出通过免疫诱导产生抗底物激态的抗体，该抗体具有类似酶的催化生抗底物激态的抗体，

43、该抗体具有类似酶的催化活性。这个抗体酶设想的提出，有可能为任何一活性。这个抗体酶设想的提出，有可能为任何一个化学反应构制一个专一性的酶。个化学反应构制一个专一性的酶。 抗体酶研制的历史 在抗体酶研制中主要遇到两个问题：在抗体酶研制中主要遇到两个问题：底物底物激态瞬间存在，无法提取。根据竞争性抑制现象，激态瞬间存在，无法提取。根据竞争性抑制现象，可以通过化学方法合成底物过渡态的稳定性类似可以通过化学方法合成底物过渡态的稳定性类似物作为半抗原；物作为半抗原；抗原在分子量上有一定的要求。抗原在分子量上有一定的要求。由于抗原决定簇的多样性，得到的抗体是多克隆由于抗原决定簇的多样性，得到的抗体是多克隆的

44、，其中真正需要的抗体酶含量小。的，其中真正需要的抗体酶含量小。1975年，年，Kohler和和Milstein发明了单克隆技术，使抗体酶发明了单克隆技术，使抗体酶的获得成为可能。的获得成为可能。 抗体酶研制的历史 还可以将能与底物结合的无酶活性的抗体还可以将能与底物结合的无酶活性的抗体通过人工的方法引入催化基团，使之变成有催通过人工的方法引入催化基团，使之变成有催化活性的抗体酶。化活性的抗体酶。 目前已经构制了催化酰基转移反应、酯水目前已经构制了催化酰基转移反应、酯水解和酰胺水解反应、氧化还原反应、光诱导聚解和酰胺水解反应、氧化还原反应、光诱导聚合和光裂解反应、金属螯合反应、重排反应的合和光裂

45、解反应、金属螯合反应、重排反应的抗体酶。抗体酶。 2 2抗体酶的制备方法（1）稳定过渡态法）稳定过渡态法 迄今为止，大多数抗体酶是通过理论设计合迄今为止，大多数抗体酶是通过理论设计合适的、与反应过渡态中间物结构类似的稳定化合适的、与反应过渡态中间物结构类似的稳定化合物作为半抗原，免疫动物后产生针对此半抗原的物作为半抗原，免疫动物后产生针对此半抗原的抗体来获得。抗体来获得。 抗体酶举例 Shultz小组利用与底物扭曲构象相似的扭曲卟小组利用与底物扭曲构象相似的扭曲卟啉作半抗原，制备的抗体可催化卟啉金属螯合反应。啉作半抗原，制备的抗体可催化卟啉金属螯合反应。亚铁螯合酶是血红素生物合成途径中的末端酶

46、，可亚铁螯合酶是血红素生物合成途径中的末端酶，可催化亚铁离子插入到原卟啉中。催化亚铁离子插入到原卟啉中。N甲基原卟啉由甲基原卟啉由于内部甲基取代而呈扭曲结构，它是此酶的有效抑于内部甲基取代而呈扭曲结构，它是此酶的有效抑制剂，也与酶催化的卟啉金属螯合反应的过渡态中制剂，也与酶催化的卟啉金属螯合反应的过渡态中间物结构类似。由于甲基卟啉的抗体可催化平面结间物结构类似。由于甲基卟啉的抗体可催化平面结构原卟啉的金属螯合反应，这也证明了该反应存在构原卟啉的金属螯合反应，这也证明了该反应存在扭曲的过渡态中间物。扭曲的过渡态中间物。 亚铁螯合抗体酶的诱导物过渡态类似物过渡态类似物 底物底物 产物产物 抗体酶举

47、例 Napper等用一个环化的磷酸酯作为底物过渡等用一个环化的磷酸酯作为底物过渡态类似物，使动物免疫得到单克隆抗体态类似物，使动物免疫得到单克隆抗体24B11，发现该抗体可催化外消旋的羟基羧酸酯分子内环发现该抗体可催化外消旋的羟基羧酸酯分子内环化形成内酯，使反应加速化形成内酯，使反应加速167倍，而且首次观察倍，而且首次观察到抗体酶催化反应的专一性。反应产物中一种对到抗体酶催化反应的专一性。反应产物中一种对映体的含量比另一种高出映体的含量比另一种高出94%。 磷酸内酯抗体酶的诱导物（2 2）抗体与半抗原互补法 抗体与其抗原的相互作用是相当精确的，抗抗体与其抗原的相互作用是相当精确的，抗体常含有

48、与抗原结合的特异功能基团。带正电荷体常含有与抗原结合的特异功能基团。带正电荷的抗原常能诱导出结合部位带负电荷的抗体，反的抗原常能诱导出结合部位带负电荷的抗体，反之亦然。利用这个特点，可在抗体的抗原结合部之亦然。利用这个特点，可在抗体的抗原结合部位引入特定的带电荷基团作为催化基团。位引入特定的带电荷基团作为催化基团。 抗体酶举例 Shokat等利用抗体与半抗原之间的电荷互补性，等利用抗体与半抗原之间的电荷互补性，用带正电荷的半抗原（用带正电荷的半抗原（H1）制备抗体，此抗体能催）制备抗体，此抗体能催化化消除反应。其中一株单克隆抗体消除反应。其中一株单克隆抗体43D43D3可加速反应可加速反应10

49、5倍。分析其反应动力学发现，倍。分析其反应动力学发现，kcat为为pH依赖性的，通过滴定证明这个位于抗原结合部依赖性的，通过滴定证明这个位于抗原结合部位的可解离基团的位的可解离基团的pKa值为值为6.2，是抗原结合部位的，是抗原结合部位的谷氨酸谷氨酸羧基。在疏水环境中谷氨酸侧链羧基的酸羧基。在疏水环境中谷氨酸侧链羧基的酸性减弱，一般以碱的形式起催化作用。性减弱，一般以碱的形式起催化作用。 消除抗体酶的诱导物H1（3）熵阱法 另一种设计半抗原的方法是利用抗体结合能另一种设计半抗原的方法是利用抗体结合能克服反应熵垒。抗体结合能被用来冻结转动和翻克服反应熵垒。抗体结合能被用来冻结转动和翻转自由度，这

50、种自由度的限制是形成活化复合物转自由度，这种自由度的限制是形成活化复合物所必需的。所必需的。 抗体酶举例 用抗体作为熵阱非常成功的例子是抗体催化用抗体作为熵阱非常成功的例子是抗体催化的狄尔斯阿德耳（的狄尔斯阿德耳（Diels-Alder反应）。反应）。Diels-Alder环加成反应是众多形成环加成反应是众多形成CC键反应中的一键反应中的一种，是需要经过高度有序及熵不利的过渡态的反种，是需要经过高度有序及熵不利的过渡态的反应。应。 Hilvert等用稳定的三环状半抗原诱导的抗体等用稳定的三环状半抗原诱导的抗体可催化起始加合物的生成，然后立即排出可催化起始加合物的生成，然后立即排出SO2，产生二

51、氢苯邻二甲酰亚胺。产生二氢苯邻二甲酰亚胺。 环加成抗体酶的诱导物抗体酶举例 Jackson等合成一个有椅式构象的氧杂双环化等合成一个有椅式构象的氧杂双环化合物来模拟由分支酸生成预苯酸这样一个克莱森合物来模拟由分支酸生成预苯酸这样一个克莱森重排反应的过渡态结构，用此双环半抗原诱导的重排反应的过渡态结构，用此双环半抗原诱导的抗体催化，可使重排反应加速抗体催化，可使重排反应加速104倍。倍。 分支酸分支酸预苯酸预苯酸（4）多底物类似法 很多酶的催化作用要有辅因子参与，这些辅很多酶的催化作用要有辅因子参与，这些辅因子包括金属离子、血红素、各种维生素辅酶等，因子包括金属离子、血红素、各种维生素辅酶等，因

52、此，将辅因子引入到抗体结合部位将会大大地因此，将辅因子引入到抗体结合部位将会大大地扩大抗体催化的范围。用多底物类似物对动物进扩大抗体催化的范围。用多底物类似物对动物进行一次免疫，可产生既有辅因子结合部位，又有行一次免疫，可产生既有辅因子结合部位，又有底物结合部位的抗体。小心设计半抗原可确保辅底物结合部位的抗体。小心设计半抗原可确保辅因子和底物的正确定向。因子和底物的正确定向。 抗体酶举例 将三亚乙基四胺将三亚乙基四胺Co（三价）连接到肽底物上作（三价）连接到肽底物上作为半抗原，使动物免疫后产生抗体。此抗体的结合为半抗原，使动物免疫后产生抗体。此抗体的结合部位能与肽底物、三亚乙基四胺及部位能与肽

53、底物、三亚乙基四胺及Zn2+结合，结合，Zn2+的开放配位部位的开放配位部位可将可将OH传递到底传递到底物的待水解肽键的羰物的待水解肽键的羰基碳上，促进肽键水基碳上，促进肽键水解，可加速反应解，可加速反应105倍。倍。（5 5）抗体结合部位修饰法 通过对抗体的修饰，在抗体的抗原结合部位引通过对抗体的修饰，在抗体的抗原结合部位引入催化基团是增加催化效率的又一途径，引入功能入催化基团是增加催化效率的又一途径，引入功能基团的方法一般有两种，即选择性化学修饰法和基基团的方法一般有两种，即选择性化学修饰法和基因工程定点突变法。因工程定点突变法。 亲和标记是将催化基团引入到抗体结合部位的亲和标记是将催化基

54、团引入到抗体结合部位的有效方法。一般先用可裂解亲和试剂与抗体作用，有效方法。一般先用可裂解亲和试剂与抗体作用，然后再用二硫苏糖醇处理，在抗体的结合部位附近然后再用二硫苏糖醇处理，在抗体的结合部位附近引入巯基，用此巯基作为锚可以很方便地引入其他引入巯基，用此巯基作为锚可以很方便地引入其他化学功能基团（如咪唑）。化学功能基团（如咪唑）。抗体酶举例 吉林大学罗贵民教授领导的研究小组开发了一吉林大学罗贵民教授领导的研究小组开发了一种用单克隆抗体制备含硒抗体酶的方法。抗体可变种用单克隆抗体制备含硒抗体酶的方法。抗体可变区一般含有数个丝氨酸残基，而丝氨酸的羟基可用区一般含有数个丝氨酸残基，而丝氨酸的羟基可

55、用苯甲磺酰氟活化，再经硒化氢处理后，转变成硒代苯甲磺酰氟活化，再经硒化氢处理后，转变成硒代半胱氨酸，而硒代半胱氨酸是谷胱甘肽过氧化物酶半胱氨酸，而硒代半胱氨酸是谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）活性中心的催化基团。他们用谷胱甘肽二）活性中心的催化基团。他们用谷胱甘肽二硝基酚（硝基酚（GSHDNP）及其甲酯、乙酯分别作为半）及其甲酯、乙酯分别作为半抗原得到抗体，再用上述方法引入硒代半胱氨酸，抗原得到抗体，再用上述方法引入硒代半胱氨酸，得到的抗体酶分别为天然兔肝得到的抗体酶分别为天然兔肝GPX活性的活性的1/5、1.6倍和倍和8.5倍。倍。 谷胱甘肽过氧化物抗体酶结构与功能的关系 这些结果说明，这些结果

56、说明，3种含硒抗体酶活性不同的主要种含硒抗体酶活性不同的主要原因与抗体活性中心的空间结构有关，半抗原的结构原因与抗体活性中心的空间结构有关，半抗原的结构不同，产生的抗体活性部位的结构必定不同。调节半不同，产生的抗体活性部位的结构必定不同。调节半抗原的结构，实际上是在调整抗体活性部位的空间结抗原的结构，实际上是在调整抗体活性部位的空间结构，使其中的催化基团处于更有利于发挥催化作用的构，使其中的催化基团处于更有利于发挥催化作用的微环境中，因而能产生活性高于天然酶的抗体酶。微环境中，因而能产生活性高于天然酶的抗体酶。 通过基因工程的方法，在抗体的结合部位引入催通过基因工程的方法，在抗体的结合部位引入

57、催化氨基酸残基，也能大大提高抗体酶的活性。化氨基酸残基，也能大大提高抗体酶的活性。 抗体的抗原结合部位引入催化基团的方法（6）抗体库法 抗体库法即用基因克隆技术将全套抗体重链抗体库法即用基因克隆技术将全套抗体重链和轻链可变区基因克隆出来，重组到原核表达载和轻链可变区基因克隆出来，重组到原核表达载体，通过大肠杆菌直接表达有功能的抗体分子片体，通过大肠杆菌直接表达有功能的抗体分子片段段Fab，从中筛选出特异性的可变区基因。，从中筛选出特异性的可变区基因。 从抗体库中可用各种抗原筛选出相应的抗体从抗体库中可用各种抗原筛选出相应的抗体基因。若用底物过渡态类似物作抗原，可筛选出基因。若用底物过渡态类似物

58、作抗原，可筛选出有催化活性的抗体基因。将筛选出的克隆大量培有催化活性的抗体基因。将筛选出的克隆大量培养，可得到大量的抗体酶。养，可得到大量的抗体酶。3 3提高抗体酶催化活性的因素（1）抗体酶的结构）抗体酶的结构 1969年，年，Pattern等在用底物过渡态类似物膦酸等在用底物过渡态类似物膦酸硝基苯酯作为半抗原，免疫动物产生催化酯水解的抗硝基苯酯作为半抗原，免疫动物产生催化酯水解的抗体酶的研究中发现，在免疫过程中发生了体细胞突变，体酶的研究中发现，在免疫过程中发生了体细胞突变，有有9个碱基发生了突变。因突变引起的抗体结构变化个碱基发生了突变。因突变引起的抗体结构变化为半抗原创造了一个良好的结合

59、区，使抗原抗体之间为半抗原创造了一个良好的结合区，使抗原抗体之间的亲和力增加了的亲和力增加了14000倍，抗体的催化活性也因此提倍，抗体的催化活性也因此提高了高了100倍。这一重要发现表明，选择对抗原具有较倍。这一重要发现表明，选择对抗原具有较高亲和力的抗体酶，其催化活性也会提高。因此，可高亲和力的抗体酶，其催化活性也会提高。因此，可用更长时间免疫或直接通过诱变的方法来提高抗体酶用更长时间免疫或直接通过诱变的方法来提高抗体酶的亲和力，从而提高其催化活性。的亲和力，从而提高其催化活性。 （2 2）半抗原与载体蛋白的偶联方式 半抗原与载体蛋白之间的臂长和偶联方式都会半抗原与载体蛋白之间的臂长和偶联

60、方式都会影响抗体酶的活性。偶联方式不同，所得的抗原价影响抗体酶的活性。偶联方式不同，所得的抗原价（半抗原密度）不同，会影响抗原的免疫原性。载（半抗原密度）不同，会影响抗原的免疫原性。载体蛋白与半抗原的不同基团偶联产生的抗体酶，活体蛋白与半抗原的不同基团偶联产生的抗体酶，活性也会有显著差异。性也会有显著差异。Landry等通过载体蛋白与半抗等通过载体蛋白与半抗原不同基团的偶联，合成了原不同基团的偶联，合成了3种抗原，经免疫动物种抗原，经免疫动物获得了获得了9种单克隆抗体。研究表明，这种单克隆抗体。研究表明，这3种抗原产生种抗原产生的抗体酶催化活力显著不同。的抗体酶催化活力显著不同。 （3）异源免