制药工程专业英语unit24.ppt

The professional English of pharmaceutical engineering
Wang Xinliang
East China university of Science and Technology
内容提要
1. 引言
2. 研究背景及理论基础
3. 催化抗体的制备方法
4. 催化抗体在有机合成中的应用
5. 催化抗体发展中存在的问题
6. 展望

催化抗体(Catalytic Antibody)
又称异酶、抗体酶(Abzmye)是一类以过渡态类似物为半抗原通过诱导免疫系统产生的具有类似天然酶催化活性的免疫球蛋白(抗体)。
是化学、生物学、免疫学和酶学交叉渗透融合发展起来的新生边缘学科。
催化抗体已经在酶学、医学、生物工程、化工和饲料等许多领域显示出潜在应用价值。
国内外的研究团队
国外:Scripps Res Inst --Lerner group
Univ Calif Berkeley --Schultz group
国内:吉林大学分子超分子催化与材料国家实验室
中科院长春应用化学研究所国家重点实验室
北京大学生命科学国家重点实验室

酶与抗体
相同点:●都是蛋白质
●都能特异性地和靶分子结合
●结合能相同
不同点:●酶与化学反应的高能过渡态结合
●抗体与基态的抗原结合
L. Pauling, ., 36, 51(1948)
2. 研究背景及理论基础(二)
猜想--抗体催化的过渡态理论
如果抗体也能和过渡态特异性的结合,那么就有可能具有催化性能。
这意味着:抗体一旦能与过渡态结合,它就具有酶的性质--在温和条件下,高效高选择性的催化反应。
推理:抗体若能与过渡态类似物结合,则它也就会与化学反应过程中的过渡态结合,这样的抗体亦就具有催化性能。
, Catalysis in Chemistry and Enzymology: McGraw-Hill, New York (1969)
2. 研究背景及理论基础(三)
Pollack S J, Jacobs J W, Schultz P G. Science, 1986, 234:1570
Tramontano A, Janda K D, Lerner R A. Science, 1986, 234:1566
抗体催化的实现
3. 催化抗体的制备方法
免疫诱导法
免疫拷贝法
化学修饰法
把人工合成的,或天然存在的催化基团引入到抗体的抗原结合部位,直接获得催化抗体。
Kolesnikov V A, Kozyr A V, Alexandrova E S, Proc Natl Acad Sci USA , 2000, 97 (25) : 13526-135311.
人工构建法
用基因工程和蛋白质工程技术进行人工定向构建。
基础:充分了解抗体酶分子立体构象和基因组结构
手段:采用定点突变和插入突变技术,把催化基团引入抗体分子的抗原结合部位,然后把DNA重组体转化入大肠杆茵中进行表达,获得高效率的催化抗体。
此外:也可从生成催化抗体的细胞中提取mRNA,反转录后,再利用基因工程进行高效表达。(Baldwin E and Schultz P G. Science,1989,245,1104)
4. 催化抗体在有机合成中的应用
迄今为止,科学家们已成功开发出能催化所有6 种类型的酶促反应(歧化、水解、裂解、异构、烷基化和氧化还原)以及几十种类型的化学反应的抗体酶。
包括:水解、消除、缩合、氧化还原、重排、光分解和聚合、周环反应、异构化、环氧化、 Diels-Alder、能量不利的反应等。
张玉彬. 生物催化的手性合成[M]. 北京:化学工业出版社, 2002, 50.
5. 催化抗体发展中存在的问题
催化效率有待提高
一般 K酶/K非=109;
现在 K催抗/ K非=103~ 104,个别106~ 107,比酶低2~3个数量级
抗体筛选方法需要革新
现有技术:根据对半抗原结合力的大小而不是活性的高低进行筛选,而催化活性和结合力并不一致;现有筛选技术筛选速度太慢。
Yang Xu, Noboru Y., Kim D. Janda, . Med. Chem., 2004, 12, 5247–5268