分子印迹酶 通过分子印迹技术凯旋门备用地址产生类似于酶的活性中 心的空腔

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  一、模拟酶的理论基础和策略 1、模拟酶的概念 模拟酶又称人工酶或酶模型,是生物有 机化学的一个分支。 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特性的一门科学。 2、模拟酶的理论基础 1) 模拟酶的酶学基础: 酶的催化机制——稳定过渡态理论 人工体系的识别、结合和催化 具有与底物/过渡态定向结合的能力 催化基团与底物/过渡态之间具有相互匹配的立体 化学特征 2)超分子化学: 主-客体化学(host-guest chemistry):主体与 客体通过配位键或其他次级键形成稳定复合物的化 学领域。 超分子化学(supramolecular chemistry):当 接受体与络和离子或分子通过非共价键相互作用, 结合成具有稳定结构和性质的超分子,超分子具有 分子识别、催化和选择性输出的功能。 ?模拟基础: –酶活性中心-底物复合物的结构 –酶的专一性及其同底物结合方式 –反应的动力学及各中间物的知识 ?模拟原则: –为底物提供良好的微环境、以便非共价相互作用 –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 –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 二、合成酶 按照模拟酶的属性: ? 主-客体酶 ? 胶束酶 ? 肽酶 ? 抗体酶 ? 半合成酶 1、主-客体酶 环糊精酶模型 水解酶的模拟 胰凝乳蛋白酶 核糖核酸酶的模拟 核糖核酸酶的模拟 合成的主-客体酶模型 用人工合成的冠醚、穴醚、环番、杯芳烃 等大环多齿配体构筑酶模型。 首先优化对底物的结合,其次是催化基团 的定位。 2、胶束模拟酶 胶束在水溶液中提供了疏水微环境,可 对底物进行束缚,将催化基团和辅酶共价 或非共价连接或吸附在胶束上,就可能形 成活性中心部位,使胶束成为具有酶活力 或部分酶活力的胶束模拟酶。 3、肽性酶 肽性酶(pepzyme)就是模拟 天然酶活性部位而人工合成的具 有催化活性的多肽。 4、半合成酶 半合成酶是以天然蛋白质或酶为母体,用 化学或生物学方法引进适当的活性部位或催 化基团,或改变其结构,从而形成新的人工 酶。 ? 化学诱变法 ? 引入辅酶 5、抗体酶 abzyme 又称为催化抗体(catalytic antibody),是 抗体的高度选择性和酶的高效催化能力结合 的产物,本质上是一类具有催化活力的免疫 球蛋白,在其可变区赋予了酶的属性。 三、印 迹 酶 ? 分子印迹与分子印迹酶 ? 生物印迹与生物印迹酶 1、分子印迹与分子印迹酶 分子印迹(molecular imprinting)是制备对 某一化合物具有选择性的聚合物的过程。这 个化合物叫印迹分子(print molecule, P)或 模板分子(template, T),制得的聚合物简称 MIP。 分子印迹原理 印迹分子与单体相互作用类型 ? 可逆共价结合 苯基-α -D-甘露吡喃糖苷为印迹分子,2分子的 4-乙烯基苯基硼酸为单体,EDMA(乙二醇二甲 丙烯酸酯)为交联剂,四氧呋喃/乙氰为惰性溶剂, 得到印迹聚合物可以拆分这个糖的外消旋混合物。 ? 非共价结合 可逆共价进行的分子印迹 非共价结合进行的分子印迹 分子印迹聚合物的制备方法 1) 选定印迹分子和单体,让二者充 分作用 2) 在印迹分子周围发生聚合反应 3) 将印迹分子从聚合物中抽提出去 表面分子印迹 所谓表面分子印迹,就是采取一定的措施把几乎所 有的结合位点局限在具有良好可接近性的表面上,从 而有利于模板分子的脱除和再结合,因此该方法尤其 适合于对生物大分子的印迹。 分子印迹酶 通过分子印迹技术产生类似于酶的活性中 心的空腔,凯旋门备用地址对底物产生有效结合;并利用此 技术在结合空腔内诱导产生催化基团,与底 物定向排列。 印迹分子包括:底物、底物类似物、酶抑 制剂、过渡态类似物及产物等。 2、生物印迹和生物印迹酶 生物印迹(bioimprinting)是分子印迹 的一种形式,它是以天然的生物材料如蛋白 质和糖类物质为骨架,在其上进行分子印迹 而产生对印迹分子具有特异性识别空腔的过 程。 原理: 生物分子构象的柔性在无水有机相 中被消除,其构象被固定,因而模板 分子与生物分子在水溶液中相互作用 后产生的构象变化移入无水有机相后 才能得以保持。 生物印迹酶 有机相生物印迹酶:脂肪酶 水相生物印迹酶 1)酯水解生物印迹酶 用吲哚乙酸印迹牛胰核糖核酸酶,用戊 二醛交联固定印迹蛋白的构象,透析去 除印迹分子后得到具有酯水解能力的生 物印迹酶。 2)HF水解生物印迹酶 以底物类似物印迹核糖核酸酶,采用长链二酰亚胺 固定被印迹的蛋白构象 3)具有谷胱甘肽过氧化物酶活性的生物印迹酶 用疏水基团2,4-二硝基苯修饰的GSH印迹卵清蛋白 产生了GSH的特异性结合部位,在结合部位引入催化 基团硒代半胱氨酸,形成了具有GPX活性的印迹酶

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