[所有分类]Ⅴ-enzyme molecular modification amp artificial enzyme 2.ppt

* 3.分子印迹酶 1)印迹底物及其类似物 2)印迹过渡态类似物 3)表面印迹过渡态类似物 Mosbach等应用分子印迹法制备具有催化二肽合成能力的分子印迹酶。所合成的二肽为Z-L-天冬氨酸与L-苯丙氨酸甲酯缩合产物。它们分别以底物混合物（Z-L-天冬氨酸与L-苯丙氨酸以1：1混合）以及产物二肽为印迹分子，以甲基丙烯酸甲酯为聚合单体亚乙基二甲基丙烯酸酯为交联剂，经聚合产生了具有催化二肽合成能力的二肽合成酶。结果是产物印迹酶比底物印迹酶活性高得多。 * 与以过渡态类似物法制备 ? Mosbach首次以羧酸酯水解的过渡态类似物-磷酸酯作为印迹分子，将含水解功能基团4（5）-乙烯咪唑作为单体和双功能试剂1，4-二溴丁烷进行印迹聚合，制备出了具有水解酯能力的印迹酶 * 六 抗体酶 催化抗体又称抗体酶：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，本质上是一类具有催化活性的免疫球蛋白，在其可变的区域赋予了酶的属性。 * 抗体酶的制备方法 稳定过渡态法：大多数抗体酶是通过理论设计合适的与反应过渡态类似的小分子作为半抗原，然后让动物免疫系统产生针对半抗原的抗体来获得的。此方法以反应的过渡态类似物为半抗原诱导抗体，在几何形状和电学性质上与反应过度态互补，因而稳定了过度态，从而加速反应。 * 作业: 酶的修饰方法大致分为几种? 其中酶的侧链基团修饰是一种重要的修饰方法, 它主要是修饰哪些基团, 并各举出一种有代表性的修饰剂. * 第五章 酶分子修饰与人工酶(二) 模拟酶(Artificial Enzyme) * 5.5 模拟酶的理论基础和策略 酶是自然界长期进化而产生的生物催化剂,条件温和高效, 天然酶热敏感性, 稳定性和来源等缺点限制了应用. 设计酶那样的高效催化剂是科学家们追求的目标之一. * 简单的说,模拟酶就是用各种方法人为制造的具有酶性质的催化剂. 模拟酶—吸收酶中那些起主导作用的因素，利用有机化学、生物化学等方法设计和合成一些较天然酶简单的非蛋白质或蛋白质分子，以这些分子作为模型来模拟酶对其作用底物的结合和催化过程。 由此可见，模拟酶是在分子水平上模拟酶活性部位的形状，大小及微环境等结构特征，以及酶的作用机理和立体化学等从而获得似酶的高效等优良的催化性能的一门科学。 * 生物活性配合物的模拟的三个层次 模拟物只含有与生物活性酶相同的金属离子（或其他辅因子）——第一级近似。 如超氧化物歧化酶(SOD) 是以铜为辅基的蛋白质配合物,而铜的某些氨基酸或羟基配合物,可用作模拟物,它们具有一定程度的SOD 活性。尽管模拟物的作用机理、选择性及反应效率不同于原来的酶,但因可大量合成,仍有实用价值; (2) 模拟活性中心结构。 人们用三亚乙基四胺合成铁( Ⅲ) 配合物来模拟过氧化氢酶。用该化合物来进行如催化机理的研究显得很方便。结果证明该铁( Ⅲ) 配合物催化分解过氧化氢的速度相当接近过氧化氢酶的速度 * (3) 整体模拟。 活性中心必须处在一个特定的微环境和整体结构之中,所以高级模拟是包括微环境在内的整个活性部分。 Collman 等合成了围栅型铁( Ⅱ) 卟啉用以模拟血红蛋白的可逆载氧，效果良好。 * 酶的作用机理：酶先对底物结合，进而选择性地稳定某一特定反应的过渡态（TS），降低反应的活化能，从而加快反应速度。酶与底物结合中，通过底物的定向化、键的扭曲及变形来降低反应的活化能。 (1)酸碱催化机制; （2）共价催化机制（3）邻近效应和定向效应（4）酶与反应过渡态结合 在设计合成酶时除具备催化基团之外，还要考虑到与底物定向结合的能力。合成酶要天然酶一样,能够结合底物,通过底物的定向化、键的扭曲及变形来降低反应的活化能。此外，酶模型的催化基团和底物之间必须具有相互匹配的立体化学特征，这对形成良好的反应特异性和催化效力是相当重要的。 二. 模拟酶的理论基础 * 在设计合成之前应当了解如下知识： 1、酶活性中心结构-底物复合物的结构； 2、酶的专一性及其同底物结合的方式与能力； 3、反应的动力学及各中间物的知识。 理想的合成酶模型应具备如下品质： 1、因为非共价键相互作用是生物酶柔韧性、可变性和专一性的基础，故酶模型应为底物提供良好的疏水洞穴。 2、模型应提供形成离子键、氢键的可能性，以利于它适当方式同底物结合。 3、精心挑选的催化基团必须相对于结合点尽可能同底物的功能团相接近，以促使反应定向发生。 4、模型应具有足够的水溶性，并在接近生理条件下保持其催化活性。 * 模拟酶模型可分为： 1、主-客体酶模型，包括 a）环糊精酶模型 b)冠醚、穴醚、杂环大环化合物和卟啉类等人工合成的酶模型 2、胶束酶模型 3、