《酶分子修饰》PPT课件

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1、Chapter5ModificationofEnzymeMolecule酶分子修饰酶分子修饰的产生酶在生物技术与工程中占有十分重要的地位。酶所具有的反应专一性、催化高效性及反应条件温和等优点，使其广泛应用在工业、农业、医药、环保及能源等领域。由于酶的本质是蛋白质的特点，在催化反应中受到稳定性、反应条件等制约，早期能大规模应用的酶还不够多，酶工艺也不完善。酶在使用中的缺陷有：稳定性差、活力不够高、抗原性等，如对酸、碱、重金属、有机介质、高温等物理化学环境敏感，且活性、专一性、作用条件不能满足生产工艺要求。酶分子修饰成为酶工程中具有

2、重要意义和应用前景的领域。随着蛋白质工程的兴起与发展，酶分子修饰与基因工程技术结合在一起，使酶分子修饰展现出更广阔的前景。ContentsofChapter51、什么是酶分子修饰2、酶分子修饰的基本要求和条件3、酶分子的修饰方法GoGoGo4、酶分子修饰的应用Go5.1什么是酶分子修饰？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activ

3、ity增强酶的稳定性stability降低或消除酶的抗原性immunologicalproperty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structure5.3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核苷酸置换修饰酶分子的物理修饰第一节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。α-淀粉酶中的钙离子（Ca2+），谷氨酸脱氢酶中的锌离子(Zn2+)，

4、过氧化氢酶分子中的铁离子(Fe2+)，酰基氨基酸酶分子中的锌离子（Zn2+）,超氧化物歧化酶分子中的铜、锌离子(Cu2+,Zn2+)第一节酶的金属离子置换修饰若从酶分子中除去其所含的金属离子，酶往往会丧失其催化活性。如果重新加入原有的金属离子，酶的催化活性可以恢复或者部分恢复。若用另一种金属离子进行置换，则可使酶呈现出不同的特性。有的可以使酶的活性降低甚至丧失，有的却可以使酶的活力提高或者增加酶的稳定性。一、金属离子置换修饰的方法1、酶的分离纯化2、除去原有的金属离子：加入金属螯合剂3、加入置换离子一、金属离子置换修饰的方法金属

5、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。二、金属离子置换修饰的作用阐明金属离子对酶催化作用的影响提高酶活力增强酶的稳定性改变酶的动力学特性定义：利用水溶性大分子与酶结合,使酶的空间结构发生某些精细的改变，从而改变酶的特性与功能的方法称为大分子结合修饰法。简称为大分子结合法。常用的修饰剂：右旋糖酐（dextran）、聚乙二醇（PEG）、肝素(heparin)、蔗糖聚合物（Ficoll）、聚氨基酸等。大分子结合修饰是目前应用最广的酶分子修饰方法。第二节大分子结合

6、修饰用可溶性大分子，如聚乙二醇、右旋糖苷、肝素等，通过共价键连接于酶分子的表面，形成一层覆盖层。例如：用聚乙二醇修饰超氧物歧化酶，不仅可以降低或消除酶的抗原性，而且提高了抗蛋白酶的能力，延长了酶在体内的半衰期从而提高了酶药效。共价修饰第二节大分子结合修饰每分子核糖核酸酶与6.5分子的右旋糖酐结合，可以使酶活力提高到原有酶活力的2.25倍；每分子胰凝乳蛋白酶与11分子右旋糖酐结合，酶活力达到原有酶活力的5.1倍共价修饰第二节大分子结合修饰一、大分子结合修饰的方法1、修饰剂的选择：大分子结合修饰采用的修饰剂是水溶性大分子。例如，聚乙

7、二醇（PEG）、右旋糖酐、蔗糖聚合物（Ficoll）、环状糊精、肝素、羧甲基纤维素、聚氨基酸等。要根据酶分子的结构和修饰剂的特性选择适宜的水溶性大分子。2、修饰剂的活化：作为修饰剂中含有的基团往往不能直接与酶分子的基团进行反应而结合在一起。在使用之前一般需要经过活化，然后才可以与酶分子的某侧链基团进行反应。3、修饰：将带有活化基团的大分子修饰剂与经过分离纯化的酶液，以一定的比例混合，在一定的温度、pH值等条件下反应一段时间，使修饰剂的活化基团与酶分子的某侧链基团以共价键结合，对酶分子进行修饰。4、分离：需要通过凝胶层析等方法进行

8、分离，将具有不同修饰度的酶分子分开，从中获得具有较好修饰效果的修饰酶。一、大分子结合修饰的方法一、大分子结合修饰的方法聚乙二醇是线性分子具有良好的生物相容性和水溶性，在体内无毒性、无残留、无免疫原性，并可消除酶的抗原性，使其末端活化后可以与酶产生交联，因而，它被