催化抗体查看源代码讨论查看历史

来自 孔夫子旧书网 的图片

催化抗体是全国科学技术名词审定委员会公布的一个科技名词。

汉字作为一种形、音、义三位一体的符号系统，源于日月鸟兽之形，作为中华文明之标志，连接中华民族的历史、现在和未来，方正之间充满美感。

名词解释

催化抗体（催化抗体）一般指抗体酶

抗体酶，又称催化抗体，是一类具有催化能力的免疫球蛋白，即通过一系列化学与生物技术方法制备出的具有催化活性的抗体，它既具有相应的免疫活性，又能像酶那样催化某种化学反应。

1984年列那(Lerner)进一步推测：以过渡态类似物作为半抗原，则其诱发出的抗体即与该类似物有着互补的构象，这种抗体与底物结合后，即可诱导底物进入过渡态构象，从而引起催化作用。根据这个猜想列那和苏尔滋(P．C．Schultz)分别领导各自的研究小组独立地证明了：针对羧酸酯水解的过渡态类似物产生的抗体，能催化相应的羧酸酯和碳酸酯的水解反应。1986年美国Science杂志同时发表了他们的发现，并将这类具催化能力的免疫球蛋白称为抗体酶或催化抗体。

特点

抗体酶具有典型的酶反应特性；与配体(底物)结合的专一性，包括立体专一性，抗体酶催化反应的专一性可以达到甚至超过天然酶的专一性；具有高效催化性，一般抗体酶催化反应速度比非催化反应快104～108倍，有的反应速度已接近于天然酶促反应速度；抗体酶还具有与天然酶相近的米氏方程动力学及pH依赖性等。

将抗体转变为酶主要通过诱导法、引入法、拷贝法三种途径。诱导法是利用反应过渡态类似物为半抗原制作单克隆抗体，筛选出具高催化活性的单抗即抗体酶；引入法则借助基因工程和蛋白质工程将催化基因引入到特异抗体的抗原结合位点上，使其获得催化功能，拷贝法主要根据抗体生成过程中抗原-抗体互补性来设计的。博莱克(Pollack)等以硝基苯酚磷酸胆碱酯作为半抗原诱导产生单抗，经筛选找到加快水解反应1.2万倍的抗体酶。

主要功能

抗体酶可催化多种化学反应，包括酯水解、酰胺水解、酰基转移、光诱导反应、氧化还原分应、金属螯合反应等。其中有的反应过去根本不存在一种生物催化剂能催化它们进行，甚至可以使热力学上无法进行的反应得以进行。

抗体酶的研究，为人们提供了一条合理途径去设计适合于市场需要的蛋白质，即人为地设计制作酶。它是酶工程的一个全新领域。利用动物免疫系统产生抗体的高度专一性，可以得到一系列高度专一性的抗体酶，使抗体酶不断丰富。随之出现大量针对性强、药效高的药物。立本专一性抗体酶的研究，使生产高纯度立体专一性的药物成为现实。以某个生化反应的过渡态类似物来诱导免疫反应，产生特定抗体酶，以治疗某种酶先天性缺陷的遗传病。抗体酶可有选择地使病毒外壳蛋白的肽键裂解，从而防止病毒与靶细胞结合。抗体酶的固定化已获得成功，将大大地推进工业化进程。

制备方法

1、杂交瘤技术

经体内免疫后再进行细胞融合是制备抗体酶的一种传统方法。杂交瘤技术的基本原理是用不能在培养液中生长的但能产生抗体的脾脏细胞，与能在培养液中生长的骨髓瘤细胞进行融合，融合得到的杂交细胞既能产生抗体又能在体外培养，通过选择培养，以获取能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞。再把这些细胞单克隆化，即繁殖成母体的同一细胞或形成菌落。这些菌落能够产生单一均匀的抗体，可用于进行单克隆抗体的扩大生产。对这些菌落用酶联免疫吸附法等方法加以筛选。该制备方法的关键是要有合适而稳定的过渡态模拟物作半抗原，以产生与过渡态高度亲和的抗体酶。由于大多数反应过渡态类似物的分子量较低，即所谓的半抗原，他们本身免疫原性很弱，必须与某种载体偶联才能表现免疫原性。本方法所得到的抗体酶的催化能力的高低，在很大程度上取决于化学模型物的设计，现在应用的设计策略包括：诱导和转化设计，反应免疫，“潜过渡态”半抗原设计等等。

2、抗体结合部位修饰法

将催化基团或辅助因子引入到抗体的抗原结合部位，一般可采用两种方法：即选择性化学修饰法和基因工程定点突变法。抗体酶和酶一样也可以用化学修饰的方法加以改造。对抗体酶进行结构修饰的关键，是找到一种吻合的方法在抗体结合位置或附近引入酶的催化基团或辅助基团，如果引入的催化基团与底物结合部位取向正确空间排布恰到好处，就能产生高活力的抗体酶。为提高抗体酶的催化能力，可采用邻近效应，静电催化，应变，功能团催化等方法，在抗体结合位点引入催化基团。基因工程定点突变法是利用位点专一性突变引起抗体结合部位氨基酸的改变，能在抗体结合部位换上有催化作用的氨基酸，进而改变抗体酶的催化效率。目前，定点突变的方法己成为提高抗体酶活性的一种常规方法。

3、克隆免疫反应因子的基因

通过PCR技术克隆出全套免疫球蛋白的可变区基因，建立单独产生重链和轻链的噬菌体文库，然后再通过每个载体中存在的非对称限制位点使它们随机地将基因的轻重链结合，这些含有上百万个高水平表达的轻链和重链片段的文库在大肠杆菌中表达和组装，就可大量制造Fab片断了。这样的文库在保留亲本单克隆的识别和亲和特性的基础上利用了免疫因子的多样性，通过这种方法我们可从上百万种可能性中选择抗体酶。