第六章 酶分子修饰

Chapter6ModificationofEnzymeMolecule第五章酶的分子修饰6.1什么是酶分子修饰？通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变，从而改变酶的催化特性的技术过程称为酶分子修饰。即：在体外将酶分子通过人工的方法与一些化学基团（物质），特别是具有生物相容性的物质，进行共价连接，从而改变酶的结构和性质。酶分子修饰的意义提高酶的活力activity增强酶的稳定性stability降低或消除酶的抗原性immunologicalproperty改变底物的专一性substratespecificity

研究和了解酶分子中主链、侧链、组成单位、金属离子和各种物理因素对酶分子空间构象的影响structure

6.2酶分子修饰的基本要求和条件对酶分子进行修饰必须在修饰原理、修饰剂和反应条件的选择以及酶学性质等方面都要有足够的了解。（1）酶的稳定性热稳定性、酸碱稳定性、作用温度、pH、抑制剂等。（2）酶活性中心的状况

活性中心基团、辅因子等。其他如分子大小、性状、亚基数等。酶分子修饰的条件修饰反应尽可能在酶稳定条件下进行，并尽量不破坏酶活性功能的必需基团，使修饰率高，同时酶的活力回收高。（1）pH与离子强度

pH决定了酶蛋白分子中反应基团的解离状态。由于它们的解离状态不同，反应性能也不同。（2）修饰反应的温度与时间

严格控制温度和时间可以减少以至消除一些非专一性的修饰反应。（3）反应体系中酶与修饰剂的比例

6.3酶分子的修饰方法金属离子置换修饰,大分子结合修饰(共价/非共价)侧链基团修饰肽链有限水解修饰氨基酸置换修饰酶分子的物理修饰

(1)酶的金属离子置换修饰

把酶分子中的金属离子换成另一种金属离子，使酶的特性和功能发生改变的修饰方法称为金属离子置换修饰置换修饰的目的：阐明金属离子对酶催化作用的影响提高酶的催化效率增强酶的稳定性改变酶的动力学特征金属离子置换修饰的过程a.酶的分离纯化

b.除去原有的金属离子

c.加入置换离子金属离子置换修饰只适用于那些在分子结构中本来含有金属离子的酶。用于金属离子置换修饰的金属离子，一般都是二价金属离子。

(2)酶的大分子修饰

采用水溶性大分子与酶的侧链基团共价结合，使酶分子的空间构象发生改变,从而改变酶的催化特性的方法。目的：提高酶催化效率增强稳定性降低或消除酶蛋白的抗原性大分您子修历饰(共价)的过破程修饰底剂的葛选择修饰球剂的汤活化修饰分离聚乙救二醇亩是线衫性分旦子具刘有良瞒好的呢生物衣相容躁性和举水溶座性，引在体帖内无销毒性获、无疯残留利、无尺免疫棚原性飘，并胀可消款除酶白的抗舞原性拜，使然其末岸端活帆化后敲可以穗与酶煮产生坦交联料，因眼而，味它被帝广泛骂用于榜酶的看修饰搬。酶

半衰期相对稳定性

天然SOD6min1

右旋糖酐-SOD7h70Ficoll(低分子量)–SOD14h140Ficoll(高分子量)–SOD24h240

聚乙二醇-SOD

35h

350(3刷)酶分隙子的巩侧链承基团拥修饰采用更一定闻的方备法（运一般炮为化狱学法菌）使倚酶蛋律白的冻侧链牙基团斜发生欠改变亿，从驾而改课变酶跌分子挑的特饶性和贵功能德的修逢饰方钥法，促称为榜侧链举基团奋修饰撕。作用誉：研究怕酶的居分子舒结构贺与功泼能测定霞某一立种基竹团的夹数量优化左酶的廊特性获得奥自然素界不晴存在柿的新弹酶种催化努活性/非催吗化活程性基悔团的炒修饰对非宾催化蛾基团头修饰佛可改网变酶圣的动身力学摘性质苦，改父变酶懒对特条殊底调物的炎束缚拐能力谢。经常见被修岂饰的送残基久是：亲核太的Se极r、Cy骗s、Me烈t、Th敌r、Ly环s、Hi首s亲电絮的Ty也r、Tr减p对催虏化活尖性基中团可表以通底过选症择性妖修饰投侧链趋成分尊来实夸现氨牙基酸开的取承代。Ⅰ、氨漏基修扁饰脱氨类基作袜用：共价辆结合司：凡能生使侧绕链氨嚼基发我生改收变的颠化合颂物称喜为氨培基修西饰剂班，作坦用于跌侧链偿的氨报基发桑生脱阔氨基款作用堪或与凑氨基吗共价竭结合久将其低屏蔽页。Ⅱ、羧基注修饰修饰绳剂与没酶蛋哄白侧放链的但羧基速进行余酯化扫、酰戏基化撤等反煌应，赵使构使象特泰性发析生变猫化。例：Ⅲ、巯基东修饰半胱芦氨酸佩残基扁的侧矛链含蒜有巯道基，赴多为霞活性羞中心邀，还咏可形限成二搅硫键择，有腰重要千作用疤。烷基便化试根剂修屠饰：Ⅳ、基风它修危饰胍基清修饰或：精葡氨酸殖侧链戏，二庙羰基散化合猴物与洒之生棋成稳偷定杂疑环咪唑廉基修仙饰：观组氨闸酸侧葛锭，未酶活秤性中灯心的挑必需疮基团周。酚基随修饰鼓：酪犯氨酸章残基吲哚刑基修保饰：易色氨赢酸修捷饰，智疏水舒性强很，位鞋于分兴子内香部，揪难修锅饰。Ⅴ、分饭子内杨交联兴修饰含双批功能括基团帐的化四合物豪（双功探能试柔剂）与狱酶蛋僵白分烤子中镇相距疏较近丸的两煮个侧启链基哄团之业间形慎成共价惕交联，从逝而提懂高酶俘的稳丧定性材的修稠饰方枪法。如：酱戊二醛、已各二胺、葡拨聚糖画二乙垫醛戊二掏醛两宿端都茅含有连醛基遗，可队以与超酶分天子中疗的氨情基反提应形岩成酰保胺键爆或者努与羟妇基反排应形戒成酯颗键。己二棚胺两潜端都伤含有留氨基驳，可颈以与佩酶分唤子中叼的羧社基反树应形冰成酰川胺键红。酶蛋强白的辈肽链哭被水济解后蜘，可座能出舟现以舰下3种情垃况：（1）若徒肽链炉水解寺后引裹起酶枝活性秧中心纪的破脏坏，突则酶冈将失卸去其趁催化末功能环。（2）若积将肽畅链的铺一部呀分水壮解后追，仍累可维折持其绿活性巧中心凯的完烤整构慢象，辈则酶股的活蒙力仍牵可保速持或昌损失讯不多败；但秧是其附抗原榆性等蛮特性烈将发凭生改宜变。（3）肽置链部绢分水效解后辟，有者利于燥活性允中心街与底润物的巾结合刺并且贵形成逗准确栽的催扶化部泳位的无话，定则酶勒可显俊示出烫其催疾化功例能或羞使酶瓦活力吴提高咸。(4愧)酶蛋嚼白主螺链修抽饰(肽链绳有限己水解成修饰)肽链敞的有选限水匹解：在肽荷链限蛮定位张点进气行水梢解，蒙使酶冬的空雀间结来构发凭生某滋些精炮细的碰改变高，从勾而改拼变酶束的特芬性和奥功能表的方类法。a、胃镇蛋白喊酶原倦的激膀活b、胰猾蛋白改酶原悟（tr淡yp闪si跑no雷ge伙n）的锄激活药用券酶的千肽链装有限膨水解鞋修饰大分垦子的凭蛋白扫质往完往具冷有较诸强的竹抗原斥性，装而小退分子躲的蛋软白质川或肽续段的赠抗原权性较渐低或山无抗路原性甜；采遵用适隐当的松方法酱使酶闯分子圆的肽糊链在四特定速的位煤点断搏裂，尝其分龟子量诉减少惑，就断可以库在基敏本保退持酶青活力喷的同遇时使抖抗原坡性降号低或务消失络。如：层木瓜挑蛋白忌酶用亮氨胳酸氨钳肽酶进行篮有限剃水解喝，除衫去其株肽链趟的2/饱3，该样酶活呀力基凡本保贡持，兄其抗豪原性苗却大雁大降般低。(5叠)氨基粪酸置或换修歉饰将酶木分子物肽链般上的毯某一辱个氨瞎基酸盘换成窗另一届个氨汉基酸园的修侍饰方梯法。作用喝：可以耕提高捐酶活庸力增强埋酶的死稳定钢性使酶衡的专羞一性取发生盘改变方法榨：化学咬修饰厕法Be婚nd按er挨,振Ko泼sh期la陵nd成功略地用虏化学酱方法救将枯拴草杆怀菌蛋虹白酶罢活性摩中心疯的Se黎r变成Cy情s，修宗饰后施酶对pr苹.和肽油的水耐解能宴力消岭失，库却出央现了凶催化俩硝基都苯酯恢等底蛇物水蜜解的国活性横。但是奇化学洲修饰直法难胃度大脆，成材本高钢，专啊一性驰差，毫而且欧要对裁酶分位子逐落个进雀行修湖饰，性操作羞复杂苗，难胃以工互业化群生产芒。定点封突变波技术如（Si培te物d义ir拥ec窗te千d型mu罚ta器ge万ne浴si野s)是20世纪80年代枪发展毫起来殊的一横种基推因操虎作技乌术。东是指闷在DN灭A序列些中的写某一谱特定彻位点六上进唉行碱糟基的卖改变群从而短获得壁突变靠基因沉的操径作技治术。腿是蛋朗白质胀工程品（Pr滔ot必ei茶n湾En册gi窄ne欠er锡in置g）和甲酶分马子组乌成单缠位置我换修短饰中考常用触的技姑术。连定点和突变烟技术闲，为注氨基质酸或华核苷摊酸的黎置换私修饰纪提供沃了先言进、搂可靠挂、行播之有叹效的带手段姐。是蛋月白质冒工程杆和酶手分子结组成台单位讨置换会修饰米中的垫常用津技术定点匆突变指技术熟用于趴酶分驶子修仍饰的嘱主要粱过程丙：（1）新持的酶租分子煮结构竿的设予计设计匆出获矩得的暮新的酶RN笔A的核早苷酸聪排列括次序邻或酶案蛋白币的氨骡基酸槐排列译次序羽，确霸定要难置换万的核吓苷酸柴或氨所基酸略及其倦位置错。（2）突跨变基耽因碱谷基序凭列的击确定根据惠酶蛋泽白的作氨基棵酸排燥列次光序（献同义才密码闷）（3）突赏变基亩因的村获得用DN壶A合成脂仪合筹成1～2个碱铁基被闹置换蹦了的仆寡核赴苷酸捕，以呆寡核妈苷酸芦为引夹物通窑过聚停合酶垦链反延应（PC揉R）或M1果3质粒知等定迟位突送变技溜术获胞得所睛需要恢的大透量突匆变基枪因（禁寡核倒苷酸籍诱导枕的定厅位突裁变）通过巨各种住物理禁方法其，使麦酶分妇子的固空间踪蝶构象恒发生临某些蚊改变均，从缎而改谦变酶歇的某醋些特兔性和趋功能盛的方从法。物理业方法怀：高妈温、泛高压姐、高留盐、戏低温公、真哲空、戚失重排、极爽端pH值、词有毒规环境第。极端绸条件(6趋)酶分世子的怀物理倒修饰目的作：通成过物折理修罩饰，宜可以针了解治不同幼物理柴条件羞下，累特别碑是在屠极端纤条件刘下（婆高温愚、高闸压、斑高盐正、极吃端pH值等助）由截于酶灶分子结空间形构象蜘的改庸变而盟引起炮酶的角特性虏和功幸能的剪变化腐情况烂。特点轿：不胶改变含酶的蕉组成肺单位奥及其梯基团按，酶基分子匹中的燥共价增键不湾发生挂改变扔，只急是在影物理须因素纲的作锡用下牵，副估键发帆生某兽些变顾化和灰重排帐。6.沈4酶修阁饰后倍的性骂质变迁化热稳辽定性：一样般来嘉说，柿热稳萌定性桨有较奖大的左提高就。抗原盖性：比剖较公野认的捞是PE绒G和人步血清追白蛋宣白在杜消除呼酶的钳抗原窜性上造效果劳比较痰明显胜。各类澡失活笨因子唇的抵余抗力：修耻饰酶龟对蛋舰白酶侦、抑蔽制剂摄均有贺一定夕的抵土抗能户力，闸从而趋提高