四川农业大学：《生物化学》课程PPT教学课件（专题讲座）抗体酶（Abzyme）

抗体酶(Abzyme) 主讲 陈惠

抗体酶（Abzyme) 主 讲 陈 惠

抗体酶(Abzyme) 概念：抗体酶或催化抗体(Catalytic antibody)是一种新型人工酶制剂，是 种具有催化功能的抗体分子，在其可 变区赋予了酶的属性。它是利用现代 生物学与化学的理论与技术交叉研究 的成果，是抗体的高度选择性和酶的 高效催化能力巧妙结合的产物

抗体酶（Abzyme) 概念：抗体酶 或催化抗体（Catalytic antibody)是一种新型人工酶制剂，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。它是利用现代 生物学与化学的理论与技术交叉研究 的成果，是抗体的高度选择性和酶的 高效催化能力巧妙结合的产物

免疫球蛋白的结构与功能 1.抗原(antigen)抗体(antibody)的二般概念 2、免疫球蛋白结构 (1)一级结构 (2)空间结构

免疫球蛋白的结构与功能 1．抗原(antigen)抗体(antibody)的一般概念 2、免疫球蛋白结构 （1） 一级结构 （2） 空间结构

IgG 1g6与抗原形成 的交联晶格 Antigen

IgG与抗原形成 的交联晶格

抗体酶的催化特征 ○1、与天然酶相比抗体酶的特点 能催化一些天然酶不能催化的反应 有更强的专一性和稳定性 催化作用机制不同 一2、抗体酶和非催化性抗体作用的比较 更高的反应特异性 反应的可逆性 反应的量效性 反应过程

一、抗体酶的催化特征 ⚫1、与天然酶相比抗体酶的特点 ⚫ 能催化一些天然酶不能催化的反应 ⚫ 有更强的专一性和稳定性 ⚫ 催化作用机制不同 ⚫2、抗体酶和非催化性抗体作用的比较 ⚫ 更高的反应特异性 ⚫ 反应的可逆性 ⚫ 反应的量效性 ⚫ 反应过程

○二、抗体酶的催化作用机理 ○1、过渡态理论与抗体酶 ●2、抗体酶催化的三种重要反应机制 水解作用机制 基团转移 连续反应机制 ●3、抗体酶催化反应的介质效应 0 酯解反应中介质效应：抗体酶在有机溶 剂中具稳定性。 。脱羧反应中介质效应；有机溶剂引起脱 羧反应速率增加。 酰基转移反应中介质效应：在疏水溶剂 中，活性较高

⚫二、抗体酶的催化作用机理 ⚫1、过渡态理论与抗体酶 ⚫2、抗体酶催化的三种重要反应机制 ⚫ 水解作用机制 ⚫ 基团转移 ⚫ 连续反应机制 ⚫3、抗体酶催化反应的介质效应 ⚫ 酯解反应中介质效应 ： 抗体酶在有机溶 剂中具稳定性。 ⚫ 脱羧反应中介质效应 ；有机溶剂引起脱 羧反应速率增加。 ⚫ 酰基转移反应中介质效应 ：在疏水溶剂 中，活性较高

三、抗体酶的催化反应类型 。1、转酰基反应 ●2、水解反应 ●3、Claisen重排反应 ●4、酰胺合成反应 ●5 Diels-.Alder反应 6、转酯反应 7、光诱导反应 ●8、氧化还原反应 ●9、脱羧反应 ●10、顺反异构化反应

三、抗体酶的催化反应类型 ⚫1、转酰基反应 ⚫2、水解反应 ⚫3、Claisen重排反应 ⚫4、酰胺合成反应 ⚫5 Diels-Alder反应 ⚫6、转酯反应 ⚫7、光诱导反应 ⚫8、氧化还原反应 ⚫9、脱羧反应 ⚫10、顺反异构化反应

四、抗体酶的制备 ○1、细胞融合法：用设计好的半抗原，通 过间隔链与载体蛋白（如牛血清白蛋白） 偶联制成抗原。然后对此抗原进行兔疫， 使宿主有机体针对抗原产生抗体，产生抗 体的脾脏细胞与骨髓细胞相融合。融合得 到的杂交细胞既能产生抗体又能在体外培 养。将杂交体克隆化，即能产生单一均匀 的抗体

四、抗体酶的制备 ⚫1、细胞融合法：用设计好的半抗原，通 过间隔链与载体蛋白（如牛血清白蛋白） 偶联制成抗原。然后对此抗原进行免疫， 使宿主有机体针对抗原产生抗体，产生抗 体的脾脏细胞与骨髓细胞相融合。融合得 到的杂交细胞既能产生抗体又能在体外培 养。将杂交体克隆化，即能产生单一均匀 的抗体

2、抗体结合位点化学修饰法：抗 体酶和酶一样也可以用化学修饰 法加以改造。对抗体酶进行结构 修饰的关键是找到一种温和的方 法在抗体结合位置或附近引入具 有催化功能的基因。游离巯基就 是适合的基团之一，它具有高亲 核性，易于氧化，及能通过二硫 化物进行交换反应或亲电反应而 选择性修饰的特点

2、抗体结合位点化学修饰法：抗 体酶和酶一样也可以用化学修饰 法加以改造。对抗体酶进行结构 修饰的关键是找到一种温和的方 法在抗体结合位置或附近引入具 有催化功能的基因。游离巯基就 是适合的基团之一，它具有高亲 核性，易于氧化，及能通过二硫 化物进行交换反应或亲电反应而 选择性修饰的特点

3.引入辅助因子法 很多天然酶活性中心都含有金属离子。 Lerner等将金属离子引入抗体酶，成功地催化 了肽键的选择性水解。他们用三乙撑胺Co3盐 作为金属离子铺因子，所用半抗原分子带有一 肽键。且通过羧根及仲胺基与金属离子相连。 将此半抗原通过共价键连接在载体蛋白免疫动 物产生的抗体，在金属离子复合物作为辅因子 的参与下，这些抗体酶能选择性水解甘氨酸和 丙氨酸之间的肽键

3 . 引入辅助因子法 很多天然酶活性中心都含有金属离子。 Lerner等将金属离子引入抗体酶，成功地催化 了肽键的选择性水解。他们用三乙撑胺Co3+盐 作为金属离子辅因子，所用半抗原分子带有一 肽键。且通过羧根及仲胺基与金属离子相连。 将此半抗原通过共价键连接在载体蛋白免疫动 物产生的抗体，在金属离子复合物作为辅因子 的参与下，这些抗体酶能选择性水解甘氨酸和 丙氨酸之间的肽键