第五章-杂合酶.pptVIP

杂合酶可用于改变酶学或非酶学性质,是了解酶的结构-功能关系、以及相关酶的结构特征的有力工具，不仅如此，它还可以扩大天然酶的潜在应用，甚至可以产生催化自然界不存在的反应的新酶分子。杂合酶方法的有效性和实用性已得到了实验的证实。为保留相同的基本功能（如动力学参数、底物专一性、热稳定性、最适pH等），又具有修饰的性质，通常在同系功能单位间交换较短的成分，另外，还可吸收两个或更多的功能单位，以产生双功能蛋白质或多功能蛋白质。E.G.1985年，研究者将434阻抑蛋白DNA识别的氨基酸（?-螺旋外表面）用P22阻抑蛋白识别的相应氨基酸去取代，结果杂合蛋白的结合专一性都是P22阻抑蛋白的专一性。专一性改变在天然蛋白质骨架上引入活性部位，产生功能蛋白质优点：1.有助于理解底物-酶、辅酶-酶、DNA-蛋白质、配体-受体、蛋白质-蛋白质之间相互作用专一性的结构决定因素。2.可产生新的专一性，作为药物设计和发现的模板。3.有望用新的结构骨架，诱导特定序列的特定构象或稳定预定活性部位的结构。4.有可能构建特定的结构域，代表一套二级结构模块，将活性序列转移到模块上，产生新功能酶。5.转移序列可在噬菌体表面稳定表达，可通过筛选、分析而进行更换，以增加其生物活力，获得具有特定功能的人工蛋白质。功能域转移或交换的方式（1）活性部位转移到同系蛋白上E.G.糜蛋白酶的2个表面环与胰蛋白酶的类似的环交换，胰蛋白酶变成糜蛋白酶。在结合底物的临近部位进行有限的氨基酸取代，可以将底物专一性转移到同系蛋白的另外一个成员上。E.g.枯草杆菌蛋白酶枯草杆菌蛋白酶（地衣芽孢菌）解淀粉芽孢杆菌）3个氨基酸残基3个氨基酸残基E.Coli异柠檬酸脱氢酶

（?-螺旋13个残基）

异丙基苹果酸脱氢酶

（?-转角11个残基）结构同源性物质互换功能基团血管生成素牛胰核糖核酸酶A13个残基组成表面环15个残基组成表面环功能域转移或交换的方式

（2）功能肽序列转移到宿主蛋白骨架上功能肽序列以插入序列的转移，可限制构象的柔性。E.G.将抗原表位插入到不同受体细菌蛋白中，作为诱导针对所选肽序列的抗体的手段，从而不必合成肽序列。得到的杂合体均一，易于亲和纯化。抗原分子表面能够决定抗原特异性的数个氨基酸残基组成的特殊序列及其空间结构，称之为表位（epitope），又称抗原决定簇（antigenicdeterminant）。在免疫应答（immunologicresponse）中，根据抗原受体（antigen-receptor）所识别的抗原表位的不同，可以分为T细胞表位和B细胞表位。另一种是按表位结构不同分为连续性抗原表位和不连续性抗原表位。连续性抗原表位是由肽链上顺序连续的氨基酸组成；不连续性抗原表位也称构象型抗原表位（conformationepitope），是由那些顺序上不连续但在空间上相互联系的氨基酸组成。抗体人源化-降低免疫应答将CDR从一个抗体调换到另一个抗体，以便转移抗原识别专一性，降低免疫应答。抗体的抗原化-提高免疫应答将抗原序列插入到抗体的CDR区中，作为限制其构象，提高免疫应答的手段。CDR----互补决定区用lgG骨架呈现RGD以结合整合素，在CDR3环中插入，得到的分子对血纤维蛋白原受体具有高度的亲和力。X射线分析其中一个三维结构，RGD区被很好的固定了。RGD：Arg-Gly-Asp组成的三肽，为人纤维连接蛋白与其受体的结合位点，存在于许多细胞的粘附蛋白中，可被细胞表面的受体整合素所识别。将三肽安装到已知结构的不同蛋白质上，用于固定该蛋白质的构象，强化了与整合素受体的专一性结合。（3）转移活性部位到一个新的结构上将结构清楚地活性部位转移到结构不相关的蛋白质上，仍保留转移部位的结构和功能。活性部位：催化基团、?-转角、?-发夹等均可以取代不相关蛋白质的相关序列，实现转移。主、客