酶工程华南理工大学课件

EnzymeEngineering

酶工程酶工程华南理工大学1EnzymeEngineering

酶工程酶工程华南理工第六章核酶和抗体酶第一节ribozyme第二节脱氧核酶第三节抗体酶酶工程华南理工大学2第六章核酶和抗体酶第一节ribozyme酶工程华南理工大第一节ribozyme一、ribozyme的发现二．Ribozyme的种类三．Ribozyme研究进展与展望酶工程华南理工大学3第一节ribozyme一、ribozyme的发现酶工程华南一、ribozyme的发现80年代初期，美国科罗拉多大学博尔德分校的ThomasCech和美国耶鲁大学的SidneryAltan各自独立地发现RNA具有生物催化功能.从而改变了生物催比剂的传统概念。为此，T.Cech和S.Altman共同获得了1989年度诺贝尔化学奖。酶工程华南理工大学4一、ribozyme的发现80年代初期，美国科罗拉多大学博尔酶工程华南理工大学5酶工程华南理工大学5二．Ribozyme的种类自然界存在催化分子内反应（incis）的ribozyme(自我剪接型和自我剪切型)和催化分子间反应(intrans)的ribozyme。酶工程华南理工大学6二．Ribozyme的种类自然界存在催化分子内反应（inc1．自我剪接ribozyme分类自我剪接ribozyme可分为两类：Ⅰ型IVS：均与四膜虫大核rRNA前体的IVS结构相似、催化自我剪接需鸟苷（或5′鸟苷酸）和Mg2+参与。Ⅱ型IVS：结构与四膜虫的不同，而与细胞核mRNA前体中的IVS相似。它催化自我剪接反应不需要鸟苷或鸟苷酸参与，但仍需Mg2+酶工程华南理工大学71．自我剪接ribozyme分类自我剪接ribozyme可分2．自我剪切ribozyme的分类自我剪切ribozyme,自我剪切的RNA结构有锤头结构和发夹结构，其中尖头指出自我剪切的部位。自我剪接ribozyme：包含剪切与连接两个步骤。酶工程华南理工大学82．自我剪切ribozyme的分类自我剪切ribozyme,几种能进行自我剪切的RNA结构酶工程华南理工大学9几种能进行自我剪切的RNA结构酶工程华南理工大学93．催化分子间反应的ribozyme的分类如：L-19IVS具有5种酶活性，可催化多种分子间反应。酶工程华南理工大学103．催化分子间反应的ribozyme的分类如：L-19IVS三．Ribozyme研究进展与展望对各种已知ribozyme结构与功能关系的研究。可找出其结构功能域和必需基团，据此可进行分子改造，以获得分子更小的、高效的ribozyme酶工程华南理工大学11三．Ribozyme研究进展与展望对各种已知ribozyme研究热点：从催化分子内反应的自我剪切ribozyme设计出催化分子间反应的ribozyme.点击看图酶工程华南理工大学12研究热点：从催化分子内反应的自我剪切ribozyme设计出催Ribozyme的固定化Ribozyme的固定化已成功，将在医学、工业上获得应用。意义：对各种RNA-蛋白质复合物酶的分离鉴定，对许多具有特别重要生物功能的RNA和蛋白质构成的颗粒体。在自然界将会发现更多的具有自我剪接或自我剪切的RNA分子和以非RNA为底物的ribozyme酶工程华南理工大学13Ribozyme的固定化Ribozyme的固定化已成功，将在第一节结束Ribozyme的发现Ribozyme的种类Ribozyme研究进展与展望T.Cech和S.Altman分子内（incis）的ribozyme(自我剪接型和自我剪切型)分子间(intrans)的ribozyme酶工程华南理工大学14第一节结束Ribozyme的发现T.Cech和S.Altma第一节结束点击返回酶工程华南理工大学15第一节结束点击返回酶工程华南理工大学15第二节脱氧核酶一．概念具有酶活性的DNA分子称为脱氧核酶酶工程华南理工大学16第二节脱氧核酶一．概念酶工程华南理工大学16脱氧核酶的结构Carmi等通过体外选择技术合成了一种依赖Ca2+的具有自我切割功能的手枪型二级结构脱氧核酶分子酶工程华南理工大学17脱氧核酶的结构Carmi等通过体外选择技术合成了一种依赖Ca三．脱氧核酶的催化特性1．效率高2．高度专一性3．活性依赖金属离子4．其它辅助因子酶工程华南理工大学18三．脱氧核酶的催化特性1．效率高酶工程华南理工大学18四．酶促反应动力学特征1．PH值和温度对酶反应速率的影响2．激活剂3．酶浓度对酶反应速率的影响酶工程华南理工大学19四．酶促反应动力学特征1．PH值和温度对酶反应速率的影响酶工五．生物学意义三种脱氧核酶的活性： 连接酶活性 金属螯合酶活性 磷酸酯酶活性酶工程华南理工大学20五．生物学意义三种脱氧核酶的活性：酶工程华南理工大学20第二节结束概念结构催化特性反应动力学特征生物学意义效率高高度专一性活性依赖金属离子辅助因子PH值和温度对酶反应速率的影响激活剂酶浓度对酶反应速率的影响连接酶活性金属螯合酶活性磷酸酯酶活性酶工程华南理工大学21第二节结束概念效率高PH值和温度对酶反应速率的影响连接酶活性第二节结束点击返回酶工程华南理工大学22第二节结束点击返回酶工程华南理工大学22第三节抗体酶一.概念是一种具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性。酶工程华南理工大学23第三节抗体酶一.概念酶工程华南理工大学23二.抗体酶概述酶与抗体的差别：酶是能与反应过渡态选择结合的催化性物质，抗体是和基态分子结合的催化性物质。酶工程华南理工大学24二.抗体酶概述酶与抗体的差别：酶是能与反应过渡态选择结合三.抗体酶的催化反应1．酰基转移反应酶工程华南理工大学25三.抗体酶的催化反应1．酰基转移反应酶工程华南理工大学22．重排反应酶工程华南理工大学262．重排反应酶工程华南理工大学263．氧化还原反应酶工程华南理工大学273．氧化还原反应酶工程华南理工大学274．金属螯和合反应酶工程华南理工大学284．金属螯和合反应酶工程华南理工大学285．磷酸酯水解反应酶工程华南理工大学295．磷酸酯水解反应酶工程华南理工大学296．磷酸酯闭环反应酶工程华南理工大学306．磷酸酯闭环反应酶工程华南理工大学307.光诱导反应a.光聚合反应（二聚作用）酶工程华南理工大学317.光诱导反应a.光聚合反应（二聚作用）酶工程华南理工b.光裂解反应酶工程华南理工大学32b.光裂解反应酶工程华南理工大学32四.制备方法i.诱导法：即用设计好的半抗原，通过间隔链与载体蛋白（例如牛血清白蛋白等）偶联制成抗原，然后采用标准的单克隆抗体来制备、分离、筛选抗体酶。

酶工程华南理工大学33四.制备方法i.诱导法：即用设计好的半抗原，通过间隔链与利用过渡肽类似物制备抗体示意图酶工程华南理工大学34利用过渡肽类似物制备抗体示意图酶工程华南理工大学34ii.引入法将催化基团或辅助因子引入到抗体的抗原结合部位，可采用选择性化学修饰方法，亦可利用蛋白质工程和基因工程技术酶工程华南理工大学35ii.引入法将催化基团或辅助因子引入到抗体的抗原结合部位，引入法酶工程华南理工大学36引入法酶工程华南理工大学36引入法举例酶工程华南理工大学37引入法举例酶工程华南理工大学37iii.拷贝法用酶作为抗原免疫动物得到抗酶的抗体，再将此抗体免疫动物并进行单克隆化，获得单克隆的抗抗体。对抗抗体进行筛选，应获得具有原来酶活性的抗体酶。缺点：具有一定的盲目性和偶然性，并且不能产生新酶。酶工程华南理工大学38iii.拷贝法用酶作为抗原免疫动物得到抗酶的抗体，再将此抗拷贝法示意酶工程华南理工大学39拷贝法示意酶工程华南理工大学39五．研究展望1．研究酶作用机理，获得蛋白质结构与功能间关系的一般规律。2．获得一类新型的蛋白酶。3．催化天然酶不能催化的反应。酶工程华南理工大学40五．研究展望1．研究酶作用机理，获得蛋白质结构与功能间关系第三节结束抗体酶的催化反应制备方法酰基转移反应重排反应氧化还原反应金属螯和合反应磷酸酯水解反应磷酸酯闭环反应光诱导反应a.光聚合反应（二聚作用）b.光裂解反应诱导法引入法拷贝法酶工程华南理工大学41第三节结束抗体酶的催化反应酰基转移反应诱导法酶工程华南理工大第三节结束点击返回酶工程华南理工大学42第三节结束点击返回酶工程华南理工大学42EnzymeEngineering

酶工程酶工程华南理工大学43EnzymeEngineering

酶工程酶工程华南理工第六章核酶和抗体酶第一节ribozyme第二节脱氧核酶第三节抗体酶酶工程华南理工大学44第六章核酶和抗体酶第一节ribozyme酶工程华南理工大第一节ribozyme一、ribozyme的发现二．Ribozyme的种类三．Ribozyme研究进展与展望酶工程华南理工大学45第一节ribozyme一、ribozyme的发现酶工程华南一、ribozyme的发现80年代初期，美国科罗拉多大学博尔德分校的ThomasCech和美国耶鲁大学的SidneryAltan各自独立地发现RNA具有生物催化功能.从而改变了生物催比剂的传统概念。为此，T.Cech和S.Altman共同获得了1989年度诺贝尔化学奖。酶工程华南理工大学46一、ribozyme的发现80年代初期，美国科罗拉多大学博尔酶工程华南理工大学47酶工程华南理工大学5二．Ribozyme的种类自然界存在催化分子内反应（incis）的ribozyme(自我剪接型和自我剪切型)和催化分子间反应(intrans)的ribozyme。酶工程华南理工大学48二．Ribozyme的种类自然界存在催化分子内反应（inc1．自我剪接ribozyme分类自我剪接ribozyme可分为两类：Ⅰ型IVS：均与四膜虫大核rRNA前体的IVS结构相似、催化自我剪接需鸟苷（或5′鸟苷酸）和Mg2+参与。Ⅱ型IVS：结构与四膜虫的不同，而与细胞核mRNA前体中的IVS相似。它催化自我剪接反应不需要鸟苷或鸟苷酸参与，但仍需Mg2+酶工程华南理工大学491．自我剪接ribozyme分类自我剪接ribozyme可分2．自我剪切ribozyme的分类自我剪切ribozyme,自我剪切的RNA结构有锤头结构和发夹结构，其中尖头指出自我剪切的部位。自我剪接ribozyme：包含剪切与连接两个步骤。酶工程华南理工大学502．自我剪切ribozyme的分类自我剪切ribozyme,几种能进行自我剪切的RNA结构酶工程华南理工大学51几种能进行自我剪切的RNA结构酶工程华南理工大学93．催化分子间反应的ribozyme的分类如：L-19IVS具有5种酶活性，可催化多种分子间反应。酶工程华南理工大学523．催化分子间反应的ribozyme的分类如：L-19IVS三．Ribozyme研究进展与展望对各种已知ribozyme结构与功能关系的研究。可找出其结构功能域和必需基团，据此可进行分子改造，以获得分子更小的、高效的ribozyme酶工程华南理工大学53三．Ribozyme研究进展与展望对各种已知ribozyme研究热点：从催化分子内反应的自我剪切ribozyme设计出催化分子间反应的ribozyme.点击看图酶工程华南理工大学54研究热点：从催化分子内反应的自我剪切ribozyme设计出催Ribozyme的固定化Ribozyme的固定化已成功，将在医学、工业上获得应用。意义：对各种RNA-蛋白质复合物酶的分离鉴定，对许多具有特别重要生物功能的RNA和蛋白质构成的颗粒体。在自然界将会发现更多的具有自我剪接或自我剪切的RNA分子和以非RNA为底物的ribozyme酶工程华南理工大学55Ribozyme的固定化Ribozyme的固定化已成功，将在第一节结束Ribozyme的发现Ribozyme的种类Ribozyme研究进展与展望T.Cech和S.Altman分子内（incis）的ribozyme(自我剪接型和自我剪切型)分子间(intrans)的ribozyme酶工程华南理工大学56第一节结束Ribozyme的发现T.Cech和S.Altma第一节结束点击返回酶工程华南理工大学57第一节结束点击返回酶工程华南理工大学15第二节脱氧核酶一．概念具有酶活性的DNA分子称为脱氧核酶酶工程华南理工大学58第二节脱氧核酶一．概念酶工程华南理工大学16脱氧核酶的结构Carmi等通过体外选择技术合成了一种依赖Ca2+的具有自我切割功能的手枪型二级结构脱氧核酶分子酶工程华南理工大学59脱氧核酶的结构Carmi等通过体外选择技术合成了一种依赖Ca三．脱氧核酶的催化特性1．效率高2．高度专一性3．活性依赖金属离子4．其它辅助因子酶工程华南理工大学60三．脱氧核酶的催化特性1．效率高酶工程华南理工大学18四．酶促反应动力学特征1．PH值和温度对酶反应速率的影响2．激活剂3．酶浓度对酶反应速率的影响酶工程华南理工大学61四．酶促反应动力学特征1．PH值和温度对酶反应速率的影响酶工五．生物学意义三种脱氧核酶的活性： 连接酶活性 金属螯合酶活性 磷酸酯酶活性酶工程华南理工大学62五．生物学意义三种脱氧核酶的活性：酶工程华南理工大学20第二节结束概念结构催化特性反应动力学特征生物学意义效率高高度专一性活性依赖金属离子辅助因子PH值和温度对酶反应速率的影响激活剂酶浓度对酶反应速率的影响连接酶活性金属螯合酶活性磷酸酯酶活性酶工程华南理工大学63第二节结束概念效率高PH值和温度对酶反应速率的影响连接酶活性第二节结束点击返回酶工程华南理工大学64第二节结束点击返回酶工程华南理工大学22第三节抗体酶一.概念是一种具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性。酶工程华南理工大学65第三节抗体酶一.概念酶工程华南理工大学23二.抗体酶概述酶与抗体的差别：酶是能与反应过渡态选择结合的催化性物质，抗体是和基态分子结合的催化性物质。酶工程华南理工大学66二.抗体酶概述酶与抗体的差别：酶是能与反应过渡态选择结合三.抗体酶的催化反应1．酰基转移反应酶工程华南理工大学67三.抗体酶的催化反应1．酰基转移反应酶工程华南理工大学22．重排反应酶工程华南理工大学682．重排反应酶工程华南理工大学263．氧化还原反应酶工程华南理工大学693．氧化还原反应酶工程华南理工大学274．金属螯和合反应酶工程华南理工大学704．金属螯和合反应酶工程华南理工大学285．磷酸酯水解反应酶工程华南理工大学715．磷酸酯水解反应酶工程华南理工大学296．磷酸酯闭环反应酶工程华南理工大学726．磷酸酯闭环反应酶工程华南理工大学307.光诱导反应a.光聚合反应（二聚作用）酶工程华南理工大学737.光诱导反应a.光聚合反应（二聚作用）酶工程华南理工b.光裂解反应酶工程华南理工大学74b.光裂解反应酶工程华南理工大学32四.制备方法i.诱导法：即用设计好的半抗原，通过间隔链与载体蛋白（例如牛血清白蛋白等）偶联制成抗原，然后采用标准的单克隆抗体来制备、分离、筛选抗体酶。

酶工程华南理工大学