抗体酶催化化学反应的新进展

本文评述了近几年来抗体酶催化化学反应的研究进展, 包括酯和酰胺的水解反应、脱羧反应、Claisen重排、Diels-Alder反应、不对称诱导作用、β-消去反应、金属络合物作用、氧化-还原反应、光诱导聚合和消除反应等, 讨论了介质效应和反应机理。     

具有甲状腺素脱碘酶活性的抗体酶的化学修饰

甲状腺素脱碘酶是一种膜硒蛋白[1], 它能够将甲状腺素降解为不同产物, 并对甲状腺素的生理功能起调控作用. 但是, 甲状腺素脱碘酶极易变性失活, 到目前为止仍未得到纯酶[2]. 近来, 此酶的人工模拟工作逐渐成为热点. 我们小组[3]首次以3,5,3′,5′-四碘甲状腺原氨酸五水钠盐(T4)为半抗原, 采用单克隆抗体技术和苯甲基磺酰氟及硒氢化钠修饰的方法, 成功地制备了具有甲状腺素脱碘酶活性的抗体酶.     

抗体酶催化的不对称反应

本文综述了抗体酶催化的不对称反应, 并讨论了抗体酶的应用前景。     

γ-羟基膦酸酯诱导梭曼水解单链抗体酶

新型半抗原３－羟基－１－对硝基苯基甲磷酸单频哪基酸酯（Ｐ_６），与血蓝蛋白结合后（Ｐ_６－ＬＰＨ）免疫小鼠，从小鼠脾细胞出发构建单链抗体ｃＤＮＡ文库和噬菌体表面呈现文库．用固相化抗原 Ｐ_６－ＢＳＡ对噬菌体抗体库进行了 ４轮淘选，从中筛选到１１株对梭曼水解有催化作用的单链抗体.对其中一株（ＥＰ_６）进行可溶性抗体的制备，经凝胶过滤和离子交换层析纯化后，ＳＤＳ－ＰＡＧＥ为 ３１ｋｕ的单一条带．酶动力学常数测定其对梭曼水解的催化常数为ｋ_（ｃａｔ）＝１９８ｍｉｎ~(－１)，Ｋ_ｃａｔ／Ｋ_ｕｎｃａｔ＝１２２ ４１９．单链抗体酶ＥＰ６_０．１６ｍｇ·ｍＬ~(－１)与梭曼 ０． １３２ ｍｍｏｌ· Ｌ~（－１）在 ２０℃共温１ｈ后给小鼠背部皮下注射相当于１． １个致死剂量的梭曼， １９只小鼠全部存活，而对照组 １４只小鼠 ３０ ｍｉｎ内全部死亡．小鼠体内抗毒实验显示惊厥潜伏期及死亡时间延长．     

抗体酶催化Oxy-Cope重排反应的研究

经七步反应合成了Oxy-Cope重排反应的过渡态类似物-2-对羧丙氧基苯基环己醇(3),并以此为半抗原联接载体蛋白BSA制成抗原后免疫动物,从动物血清中分离纯化得到多克隆抗体。在200mmol/L的MES(4-吗啉乙磺酸)和200mmol/L的NaCl缓冲液中(pH=6.0),底物和抗体的摩尔比为100:1及37℃条件下,该抗体能催化3-对甲氧苯基-4-羟基-1,5-已二烯(1)重排生成6-对甲氧苯基-5-烯-已醛(2),ν~m~a~x=15μmol/L·min,K~M=1025μmol/L,K~c~a~t~.=10min^-^1.     

催化抗体的发现者勒纳和舒尔茨博士

催化抗体的发现者勒纳和舒尔茨博士吕年青（北京大学化学系１００８７１）有些事情发生的时候是小事一桩，丝毫不引人注意，可是随着岁月的流逝，它的形象越来越高，影响越来越大。１９５３年由詹姆斯·Ｄ·沃森（ＪａｍｅｓＤ．Ｗａｓｔｏｎ）和富兰西斯·克里克（Ｆｒａ...     

可溶性人源含硒抗体酶GPx的研究

对噬菌体展示人单链抗体库进行筛选,得到与半抗原S-二硝基苯取代的谷胱甘肽二丁酯特异结合的单链抗体3B10。用计算机模拟分析了单链抗体的空间结构,发现抗原结合的CDR3区位于抗体的表面,推测其可能进一步参加硒化反。利用突变引物,在大肠杆菌中表达了可溶性抗体蛋白,并用化学方法将催化必需基团硒代半胱氨酸（Sec）组装到3B10抗原结合部位,获得了具有谷胱甘肽过氧化酶活力的人源抗体酶。动力学研究结果表明,抗体酶和天然酶一样,符合乒乓反应机制。     

活力高于天然谷胱甘肽过氧化物酶的含硒抗体酶

还原型谷胱甘肽(GSH)的巯基和两个羧基分别与2,4-二硝基氯苯(DNCB)和甲醇反应,合成出半抗原Hp2;通过戊二醛将Hp2连到牛血清白蛋白(BSA)上,合成出全抗原Ag2;吸收光谱法测出Hp2在BSA上的平均连接量为30.2mol/mol.用标准的单克隆抗体(McAb)制备技术,制备出阳性McAb(IgG)-4G3;4G3对GSH和半抗原Hp2的解离常数(K_D)表明,单克隆抗体4G3对GSH具有较强的亲和力.对4G3进行两步化学诱变(Chemical Mutation),诱变后即为具有谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性的含硒抗体酶(m4G3),m4G3的GPX活力为9337U/μmol,是兔肝GPX(RL-GPX,5780U/μmol)的 1.6倍,曾报道的含硒抗体酶m4A4(1239 U/μmol)的7.5倍,制备出活性高于天然酶的抗体酶,证实了半抗原设计思想.将m4G3拆分成Fab和Fc片段,发现m4G3的活性中心位于Fab片段上,m4G3的硒代半胱氨酸(Se-Cys)含量为1.9 mol/mol.     

具有甲状腺素脱碘酶活性的抗体酶的制备及性质研究

首次以具有适当疏水性的甲状腺素衍生物O-methyl-T4为半抗原,用杂交瘤技术得到相应的抗体(6E8),又经过苯甲基磺酰氟和NaHSe的化学修饰引入了催化基团硒代半胱氨酸,制备出具有较高甲状腺素脱碘酶活力的抗体酶(Se-6E8).用SDS-PAGE电泳对Se-6E8的纯度进行了鉴定,同时研究了其解离常数、温度及pH等酶学性质.结果表明,Se-6E8活力为2010U/μmolprotein,纯度达到电泳纯,催化反应的最适温度为57℃,最适pH为82.     

具有cGPX活力的含硒抗体酶的酶学及动力学性质研究

通过单克隆抗体制备技术得到三株特异结合半抗原4(GSH-S-DNP二苄酯)的单克隆抗体HB4,HB5和HB7.抗体经两步化学诱变得到具有细胞谷胱甘肽过氧化物酶(cGPX)活性的含硒抗体酶mHB4,mHB5和mHB7,活力分别为170,1867,32U/μmol.其中mHB5的活力是天然兔肝cGPX的0.32倍,m4A4的1.51倍.等离子体-质谱(ICP/MS)测得每分子含硒抗体酶分子中大约存在2个硒原子.mHB5的最适pH为8.6～8.8.在pH值范围为7.0和37℃条件下,mHB5催化GSH和H₂O₂或t-ROOH反应的二级速率常数为:_k+1(H₂O₂)9.71×10⁶L/(mol·min),_k+1(t-ROOH)5.99×10⁵L/(mol·min).mHB5使非酶催化反应速率提高了9.8×10⁶和3.7×10⁵倍.     

通过快速定点突变表征人源含硒单链抗体酶的底物结合部位

为了对人源含硒单链抗体酶Se-scFv-B3的底物结合部位和催化基团进行研究, 在理论预测的基础上, 通过快速定点突变法分别在2个理论预测的底物结合部位(位点1和位点2)内选定Ala180和Ala44定点突变为丝氨酸(Ser). 2个突变体蛋白经化学修饰将Ser转变成谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的催化基团硒代半胱氨酸(Sec)后, 前者的GPX活力达到了Se-scFv-B3的2倍多, 而后者的GPX活力没有明显提高, 这表明位点1可能是主要的底物结合部位, 与理论预测的结果一致.     

疏水腔修饰法及高活力GPX抗体酶的研究：Ⅱ.半抗原及全抗原的制备和表征

自Jencks抗体酶的概念出现以来，已有80多种化学反应被证实可以用抗体来催化［‘”j．一般合成抗体酶的方法是通过选择合适的过渡态类似物来诱导抗体酶，这种方法产生的抗体酶大部分活力很低，我们曾对3个具有谷脱甘肽（GSH）过氧化物酶（GPX）特性的含硒抗体酶进行了报道「”‘a，半抗原是，2，3是根据天然抗体酶活性中心的结构设计合成的，它们对GPX的底物GSH具有不同程度的疏水修饰．随着半抗原疏水程度的增加，通过单抗技术和化学修饰而得的3个抗体酶的相应活力分别为兔肝GPX的0．2，1·6和8．5倍．在上述结果基础上，我们提出疏…     

甲状腺素脱碘抗体酶制备半抗原和全抗原的合成与单克隆抗体的制备

铜离子;衍生物;甲状腺素脱碘抗体酶制备半抗原和全抗原的合成与单克隆抗体的制备     

苯的发现者——法拉第

1825年6月16日,在英国皇家学会举行的一次学术会议上,法拉第(Michael Faraday1791—1867)宣读了他的关于发现苯的论文,叙述了他是怎样从一种复杂的混合物中分离出这种碳氢化合物的,还介绍了这种化合物的性质和测定组成的方法和结果。当时年轻的法拉第还只有三十四岁,但是他已经在皇家研究院工作了十二年之久。     

化学生物学新前沿——化学蛋白质组学

随着包括人类在内的主要模式生物的基因组计划的完成,生命科学的研究重心转向蛋白质组的研究--在对应基因组的整体蛋白质水平上系统研究调控细胞生命活动的蛋白质.化学蛋白质组学是化学生物学在后基因组时代的最新发展:化学蛋白质组学利用化学小分子为工具和手段,以基于靶蛋白质功能的新战略探测体内蛋白质组,是新一代的功能蛋白质组学.本文综述了化学蛋白质组学的最新进展、有关技术及其在生物医学和药物研发等方面的应用,并对化学蛋白质组学的发展趋势和前景进行了讨论.     

元素周期律的共同发现者:尤利乌斯∙洛塔尔∙迈耶尔

德国化学家尤利乌斯·洛塔尔·迈耶尔与俄国化学家德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫各自独立且几乎同时发现了化学元素周期律,并因此共同获得了英国皇家学会的戴维奖章。然而,迈耶尔在元素周期律上的贡献却没有得到应有的关注。适逢国际化学元素周期表年,特撰此文记叙迈耶尔的生平与化学贡献,以纪念这位化学史上的伟大先驱。     

学科交叉为化学发展注入新活力——第二届“化学的创新与发展论坛”概述

2012年4月13-15日,作为中国化学会第28届学术年会的分会之一,由中国科学院科普和出版工作委员会与《中国科学》杂志社主办,美国物理联合会（AIP）协办的第二届“化学的创新与发展论坛”在四川大学召开．《中国科学：化学》主编黎乐民院士（北京大学）、编委帅志刚教授（清华大学）以及黄震教授（Georgia State University）担任论坛主席．本届论坛的主题是“化学与相关学科的交叉与渗透”,旨在促进化学与物理科学、材料科学和生命科学的交叉渗透,进一步发挥化学在解决能源、医药、环境保护与资源利用等领域基本问题中的重要作用．中国科学院科普和出版工作委员会主任及《中国科学》《科学通报》总主编朱作占院士和AIP全球出版总监Mark Cassar致开幕词．化学生物学、材料科学、物理学、能源、环境和资源利用等多个领域的15位国内外专家作了主题报告．     

含磷抗原及含硫抗原诱导的抗体水解活性的比较

以过渡态理论为基础,以羧肽酶A(CPA)的天然肽底物马脲酰-苯丙氨酸为模型,分别以磷原子和硫原子为四面体过渡态类似物的中心原子来设计和合成了半抗原和全抗原,将两类抗原用免疫方法诱导制备出抗体,然后对两类抗体水解肽键的活性进行比较。