酶的化学修饰特点及名词解释

　　酶化学修饰的目的在于人为地改变天然酶的一些性质，创造天然酶所不具备的某些优良特性甚至创造出新的活性，来扩大酶的应用领域，促进生物技术的发展。下面是百分网小编给大家整理的酶的化学修饰特点，希望能帮到大家!

酶的化学修饰特点及名词解释

　　酶的化学修饰特点

　　(1)绝大多数酶化学修饰的酶都具有无活性(或低活性)与有活性(或高活性)两种形式。它们之间的互变反应，正逆两向都有共价变化，由不同的酶进行催化，而催化这互变反应的酶又受机体调节物质(如激素)的控制。

　　(2)存在瀑布式效应。由于酶化学修饰是酶所催化的反应，故有瀑布式(逐级放大)效应。少量的调节因素就可通过加速这种酶促反应，使大量的另一种酶发生化学修饰星恒教育搜集整理。因此，这类反应的催化效率常较变构调节为高。

　　(3)磷酸化与脱磷酸是常见的酶化学修饰反应。一分子亚基发生磷酸化常需消耗一分子ATP，这与合成酶蛋白所消耗的ATP相比，显然是少得多;同时酶化学修饰又有放大效应，因此，这种调节方式更为经济有效。

　　(4)此种调节同变构调节一样，可以按着生理的需要来进行。在前述的肌肉糖元磷酸化酶的`化学修饰过程中，若细胞要减弱或停止糖元分解，则磷酸化酶a在磷酸化酶a磷酸酶的催化下即水解脱去磷酸基而转变成无活性的磷酸化酶b，从而减弱或停止了糖元的分解。

　　酶的化学修饰名词解释简介

　　酶化学修饰是应用化学方法对酶分子施行种种“手术”，通过主链的“切割”、“剪接”和侧链基团的“化学修饰”对酶蛋白进行分子改造，以改变其理化性质及生物活性的技术。目的在于人为地改变天然酶的一些性质，创造天然酶所不具备的某些优良特性甚至创造出新的活性，来扩大酶的应用领域，促进生物技术的发展。

　　通过主链的“切割”、“剪接”和侧链基团的“化学修饰”对酶蛋白进行分子改造，以改变其理化性质及生物活性，这种应用化学方法对酶分子施行种种“手术”的技术，称为酶分子的化学修饰。自然界本身就存在着酶分子改造修饰过程，如酶源激活、可逆共价调节等，这是自然界赋予酶分子的特异功能，提高酶活力的措施。从广义上说，凡涉及共价部分或部分共价键的形成或破坏的转变都可看做是酶的化学修饰，从狭义上说，酶的化学修饰则是指在较温和的条件下，以可控制的方式使一种蛋白质同某些化学试剂起特异反应，从而引起单个氨基酸残基或其功能基团发生共价的化学改变。

　　酶的化学修饰方法

　　1、交联技术

　　使用双功能基团试剂如戊二醛、PEG等将酶蛋白分子之间、亚基之间或分子内不同肽链部分，进行共价交联，可使分子活性结构加固，并可提高其稳定性，扩大了酶在非水溶剂中的使用范围。已使用戊二醛进行酶交联的研究，证实了利用交联酶晶体(crosslinkedenzymecrystal，CLEC)技术提高了嗜热菌蛋白酶的生物活性，增加了其热稳定性。枯草杆菌蛋白酶经预处理，冻干形成交联酶晶体，在有机溶剂和水溶液中的稳定性大大增加，活力可提高13倍。交联酶晶体制备分为两步：①酶晶体的形成;②保持酶活性，保持酶晶体的晶格不被破坏，进行化学交联。多功能交联试剂除了传统的戊二醛外，还包括一些新近开发成功的化合物，例如，糖基化作用与交联技术联合应用于青霉素G酰化酶，利用葡聚糖二乙醛将青霉素G酰化酶进行交联，使其在55℃下的半衰期提高9倍。酶的稳定性提高的主要原因是交联增强了葡聚糖的羟基与酶分子亲水基团间的相互作用。

　　2、定点突变

　　目前，科研人员已开始通过一些可控制的方法在酶或蛋白质特殊的位点引入特定分子进行修饰，并结合定点突变引入一种非天然氨基酸侧链来进行化学修饰，从而得到一些新颖的酶制剂。这一策略是利用定点突变技术在酶的关键活性位点引入一个氨基酸残基，然后利用化学修饰法对突变的氨基酸残基进行修饰，引入一个小分子化合物，得到一种化学修饰突变酶(ChemicallymodifiedmutantenzymeCMM)。已利用定点突变法在枯草杆菌蛋白酶SBL的特定位点中引入半胱氨酸，然后用甲基磺酰硫醇试剂进行硫代烷基化，得到一系列新型的化学修饰突变枯草杆菌蛋白酶。酶的kcat/KM值随疏水基团R的增大而增大，而且绝大部分CMM的kcat/KM值都大于天然酶，有些甚至增加了2.2倍，因此CMM能够改进酶的专一性及扩大催化底物范围。

　　3、小分子化合物

　　利用小分子化合物对酶活性部位或活性部位之外的侧链基团进行化学修饰，可以改变酶学性质。已被广泛应用的小分子化合物主要有邻苯二酸酐、氨基葡萄糖、醋酸酐、硬脂酸等。D-葡糖胺与未糖基化的RNaseA进行化学偶联，得到单糖基化酶和双糖基化酶，其中，53位的天冬氨酸和49位的谷氨酸被认为可能是糖基化位点，经过修饰的单糖基化RNaseA活力比天然酶低，但是热稳定性大大提高。氧化还原酶中的谷胱甘肽过氧化物酶是不稳定的，但人们对它很感兴趣。通过使用化学修饰的方法，用不稳定的氧化型硒原子取代胰蛋白酶中195位丝氨酸γ位的氯原子，使之转变为硒基胰蛋白酶，硒基胰蛋白酶失去了还原酶的活性，而表现出较强的谷胱甘肽氧化酶的活性。

　　4、单功能聚合物

　　单功能试剂的化学修饰可以使酶结合成具有特异功能的单位或聚合体。两性分子聚乙二醇PEG及其衍生物PM是最常用的化学修饰剂。它不仅能提高酶在有机溶剂中的稳定性和溶解性，而且也能降低一些治疗用多肽类药物的抗原性。例如，念珠菌属脂肪酶CRL用对硝基苯基氯仿和氰尿酸氯化物活化的PEG处理后，在异辛烷中的稳定性大大提高，活力也提高许多。酶的PEG修饰包括两个步骤：

　　①PEG的活化;

　　②活化后PEG与酶的共价结合。目前，已有一些酶采用PEG法进行修饰，如细胞色素C、内-β-葡萄糖酶、胰蛋白酶等。细胞色素C经PEG修饰，其羟基被酯化，得到性质改进的生物催化剂，其在同样条件下，能够氧化更多的芳香族化合物，因此，化学修饰被认为是创造新型生物催化剂的一种有效方法。辣根过氧化物酶用mPEG共价修饰，在极端PH条件下抗变性能力提高，耐热性也有所增加。

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