核酶和抗體酶

關(guān)于核酶和抗體酶第1頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月核酶

核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一類特殊的RNA，能夠催化RNA分子中的磷酸酯的水解及其逆反應(yīng)。RNA分子因為是單股核酸，且其分子通常不會很長，因此可以卷繞成一定的分子構(gòu)象，可能因而具有催化的能力；此種具有催化力的RNA，統(tǒng)稱之為ribozyme。

第2頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月堿基配對原則：A——U(T)G——CRNA第3頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

至于RNA的分子結(jié)構(gòu)，就其化學(xué)組成上看，也是由四種核苷酸組成的多聚體。它與DNA的不同，

首先在于以U代替了T，其次是用核糖代替了脫氧核糖，

此外，還有一個重要的不同點，就是絕大部分RNA以單鏈形式存在，但可以折疊起來形成若干雙鏈區(qū)域。在這些區(qū)域內(nèi)，凡互補的堿基對間可以形成氫鍵(圖)。但有一些以RNA為遺傳物質(zhì)的動物病毒含有雙鏈RNA。第4頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月為何RNA有這種功能？(不要忘記，凡是具有催化功能的分子，大多與其構(gòu)象有關(guān))。

類病毒viroid乃一種無外殼病毒，含有可感染植物的巨大RNA，其部份RNA序列，居然可催化其遠(yuǎn)程RNA的裂解，是典型的ribozyme。上圖的ribozyme會折疊成一定構(gòu)型，并可辨識其所要切開的序列，其反應(yīng)也需要鎂離子協(xié)助，都很像是酶的行為。DNA是雙股核酸，而且其分子量非常巨大，因此無法自由卷繞成特定構(gòu)象，都只是形成長長的雙螺旋結(jié)構(gòu)。第5頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1982年，切赫（Cech）發(fā)現(xiàn)四膜蟲前體rRNA的自我剪接1983年，阿爾特曼(Altman)發(fā)現(xiàn)核糖核酸酶P的RNA部分具有催化能力。1989年，二者獲得諾貝爾化學(xué)獎第6頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月一.切赫：四膜蟲rRNA前體的自我剪接實驗

1981年，ThomasCech和他的同事在研究原生動物嗜熱四膜蟲的26srRNA基因中有一段內(nèi)含子，該基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物——前體rRNA中相應(yīng)于這段內(nèi)含子的核苷酸順序是一個有413個核苷酸的居間序列(IVS)。在前體rRNA加工過程中去除基因內(nèi)含子時這個IVS可自我催化除,并最后使5’→外顯子與3’→外顯子連接成成熟的rRNA分子。由此獲得一個驚奇的發(fā)現(xiàn)∶由Mg離子和鳥苷或5’鳥苷酸作輔助因子內(nèi)含子的切除反應(yīng)發(fā)生在僅含有核苷酸和純化的26SrRNA前體而不含有任何蛋白質(zhì)催化劑的溶液中，可能的解釋只能是:內(nèi)含子切除是由26SrRNA前體自身催化的，而不是蛋白質(zhì)。IVSinterveningsequenc

第7頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

為了證明剪接過程中，確實沒有蛋白質(zhì)參與，切赫用重組DNA技術(shù)得到四膜蟲rRNA基因中的413bP連同兩側(cè)的DNA克隆片段，將其離體DNA克隆到細(xì)菌中并且在無細(xì)胞系統(tǒng)中轉(zhuǎn)錄成26SrRNA前體分子，再進行SDS-酚抽提，以保證轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物前體rRNA不與酶蛋白結(jié)合，在電泳圖譜上可看到環(huán)狀I(lǐng)VS，線狀I(lǐng)VS和缺失15個核苷酸的線狀物3條譜帶，結(jié)合其他一些實驗結(jié)果，可以充分肯定前體rRNA可在非酶蛋白質(zhì)存在條件下進行自我剪接。

這種現(xiàn)象稱為自我剪接(self-splicing)，這是人類第一次發(fā)現(xiàn)RNA具有催化化學(xué)反應(yīng)的活性，具有這種催化活性的RNA稱為核酶。這一發(fā)現(xiàn)之后不久，在酵母和真菌的線粒體mRNA和tRNA前體加工、葉綠體的tRNA和rRNA前體加工、某些細(xì)菌病毒的mRNA前體加工中都發(fā)現(xiàn)了自我剪接現(xiàn)象。第8頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月ThomasCech因發(fā)現(xiàn)了核酶而獲得1989年諾貝爾化學(xué)獎。核酶的發(fā)現(xiàn)在生命科學(xué)中具有重要意義，在進化上使我們有理由推測早期遺傳信息和遺傳信息功能體現(xiàn)者是一體的，只是在進化的某一進程中蛋白質(zhì)和核酸分別執(zhí)行不同的功能。核酶的發(fā)現(xiàn)為臨床的基因治療提供了一種手段，具有重要的應(yīng)用前景。第9頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二.奧爾特曼：

RNaseP(核糖核酸酶P）中的RNA亞基的催化功能的研究1.實驗梗概：

1978年，奧爾特曼在純化RNaseP(核糖核酸酶P）時，發(fā)現(xiàn)一種377個核苷酸長的RNA片段與一種14000道爾頓的蛋白質(zhì)總是同時被純化，另外，還發(fā)現(xiàn)RNaseA及小球菌核酸酶都可使RNaseP失活，RNaseP的浮力密度顯示RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物特性，在離體條件下，大腸桿菌RNaseP的RNA亞基與蛋白質(zhì)亞基都不表現(xiàn)RNase活性，但若把RNA亞基與蛋白質(zhì)亞基進行重組，則重組復(fù)合物具有RNA酶活性。

第10頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

奧爾特曼在研究RNA亞基3’端5’端核苷酸缺失與其催化活性關(guān)系中，發(fā)現(xiàn)隨3’端5’端不同核苷酸數(shù)的缺失，RNA亞基的催化活性亦隨之而降低，乃至失活，這說明RNA亞基分子折疊所形成的三維空間結(jié)構(gòu)可能是其催化活性的重要保證。

更進一步的研究發(fā)現(xiàn)，RNaseP的RNA亞基可在高Mg離子濃度下，催化前體tRNA的剪切，而蛋白質(zhì)亞基則無此功能，從而說明RNaseP的催化功能是由其RNA亞基部分來承擔(dān)的。第11頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

大腸桿菌的4.5sRNA前體可被RNA亞基剪切，但如果當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)亞基存在時，則剪接速度可加快幾百倍以上。另外，RNA亞基對3’端帶CCA順序的前體tRNA比對3’端CCA順序缺失的前體tRNA的裂解效率更高，但當(dāng)有蛋白質(zhì)亞基存在時，則剪接這兩類前體tRNA的效率幾乎相同，這說明蛋白質(zhì)亞基決定著RNaseP全酶對不同底物的剪接效率，可能對RNA亞基功能起著某種調(diào)控作用。到目前為止，已充分肯定了RNaseP的催化活性中心在RNA亞基上，但有關(guān)RNaseP與前體tRNA的識別位點及剪接機制還不完全清楚。第12頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月四膜蟲前體rRNA的自我剪接功能第13頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月ActiveSiteintheCrystalStructureoftheTetrahymenaRibozyme

（四膜蟲核酸酶）第14頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1、酶催化反應(yīng)類型：剪切酶剪接酶多功能酶2、酶的結(jié)構(gòu)特點錘頭型R酶發(fā)夾型R酶含Ⅰ型IVSR酶第15頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月幾種能進行自我剪切的RNA結(jié)構(gòu)第16頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3、根據(jù)底物是否其本身分子內(nèi)催化

分子間催化自我剪切酶自我剪接酶：RNA前體RNA剪切酶多功能R酶作用于多糖的R酶作用于氨基酸酯的R酶第17頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月核酶的具體作用主要有：

1.

核苷酸轉(zhuǎn)移作用。

2.

水解反應(yīng)，即磷酸二酯酶作用。

3.

磷酸轉(zhuǎn)移反應(yīng)，類似磷酸轉(zhuǎn)移酶作用。

4.

脫磷酸作用，即酸性磷酸酶作用。

5.

RNA內(nèi)切反應(yīng)，即RNA限制性內(nèi)切酶作用。核酸內(nèi)切酶可以催化水解多核苷酸內(nèi)部的磷酸二酯鍵。RNA內(nèi)切反應(yīng)，即RNA限制性內(nèi)切酶作用，被廣泛用于DNA分子克隆和序列測定。如今人們還人工合成了一些DNA也具有催化活性。所以現(xiàn)在的核酶應(yīng)該包括催化性DNA和催化性RNA兩大類核酶。目前，催化性DNA只是人工合成的，并沒有發(fā)現(xiàn)有天然存在的。第18頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

有些核酸內(nèi)切酶僅水解5′磷酸二酯鍵，把磷酸基團留在3′位置上，稱為5′-內(nèi)切酶；而有些僅水解3′-磷酸二酯鍵，把磷酸基團留在5′位置上，稱為3′-內(nèi)切酶。能專一性地識別并水解雙鏈DNA上的特異核苷酸順序，稱為限制性核酸內(nèi)切酶（restriction

endonuclease，簡稱限制酶）。當(dāng)外源DNA侵入細(xì)菌后，限制性內(nèi)切酶可將其水解切成片段，從而限制了外源DNA在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的表達，而細(xì)菌本身的DNA由于在該特異核苷酸順序處被甲基化酶修飾，不被水解，從而得到保護。限制性核酸內(nèi)切酶可被分成三種類型。Ⅰ型和Ⅲ型限制酶水解DNA需要消耗ATP，全酶中的部分亞基有通過在特殊堿基上補加甲基基團對DNA進行化學(xué)修飾的活性。Ⅱ型限制酶水解DNA不需要ATP也不以甲基化或其它方式修飾DNA，能在所識別的特殊核苷酸順序內(nèi)或附近切割DNA。因此，被廣泛用于DNA分子克隆和序列測定。

第19頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

隨著對核酶的深入研究，已經(jīng)認(rèn)識到核酶在遺傳病，腫瘤和病毒性疾病上的潛力。比如，對于艾滋病毒HIV的轉(zhuǎn)錄信息來源于RNA而非DNA，核酶能夠在特定位點切斷RNA，使得它失去活性。如果一個能專一識別HIV的RNA的核酶存在于被病毒感染的細(xì)胞內(nèi)，那么它就能建立抵抗入侵的第一防線。甚至，HIV確實進入到了細(xì)胞并進行了復(fù)制，RNA也可以在病毒生活史的不同階段切斷HIV的RNA而不影響自身的RNA。又如，白血病是造血系統(tǒng)的惡性腫瘤,目前尚缺少有效的治療方法。核酶的發(fā)現(xiàn)，尤其是錘頭狀核酶，為白血病的基因治療帶來了新的希望。近些年，在國外的一些國家已經(jīng)在小白鼠體內(nèi)得到較好的效果。核酶的的醫(yī)藥意義第20頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程中的工具酶基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶(簡稱限制酶)。主要存在于微生物中。一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點上切割DNA分子基因工程中的工具酶:------主要包括用于DNA和RNA分子的切割、連接、聚合、逆轉(zhuǎn)錄等相關(guān)的各種酶類。第21頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

常用限制性核酸內(nèi)切酶的特性微生物名稱酶名稱識別順序同裂酶同尾酶BacillusamyloliquefaciensH解淀粉芽孢桿菌BamHⅠGGATCCBstⅠBglⅡMboⅠBacilliusglobigil球芽孢桿菌BglⅡACATCTEscherichiacoliRY13大腸桿菌EcoRⅠGAATTCHaemophilusinfluenzae流感嗜血菌HindⅢAAGCTTHsuⅠProvidenciastuartii164普羅威登細(xì)菌PstⅠCTGCAGSalpⅠStreptomycesalbusSubspeciespathocidicus白色鏈球菌SalⅠGTCGACAvaⅠXhoⅠ第22頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月重要的工具酶工具酶

活性限制性核酸內(nèi)切酶

識別特異堿基序列，切割DNAT4DNA連接酶

催化DNA5ˊ-磷酸與3ˊ-羥基形成磷酸二酯鍵DNA聚合酶

以DNA為模板合成DNA逆轉(zhuǎn)錄酶

以RNA為模板合成cDNA堿性磷酸酶

切除5－末端磷酸T4多聚核苷酸激酶

催化核酸5'-羥基磷酸化末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶

催化3'-端合成同聚尾第23頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月例題：1.20世紀(jì)80年代初，Cech和Altman分別發(fā)現(xiàn)了具有催化功能的核酶，打破了酶只是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念，為此雙雙獲得了1989年的諾貝爾化學(xué)獎?！昂嗣浮笔侵改承?/p>

）。A．DNA

B．RNA

C．染色體

D．ATP

2.人體內(nèi)的酶都是蛋白質(zhì)嗎？下列關(guān)于人體內(nèi)蛋白質(zhì)的敘述中，正確的是

A．蛋白質(zhì)具有多樣性，是由于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和空間結(jié)構(gòu)不同

B．指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的基因中的堿基有C、G、A、T、U

C．人體內(nèi)的酶都是蛋白質(zhì)，激素不一定是蛋白質(zhì)

D．蛋白酶也是蛋白質(zhì)，能夠把蛋白質(zhì)分解為氨基酸

答案是C。

第24頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)抗體酶（Abzyme)一.概念是一種具有催化功能的抗體分子，在其可變區(qū)賦予了酶的屬性。第25頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

人體和動物都有免疫系統(tǒng)，包括特異性免疫和非特異性免疫，其中特異性免疫又分為體液免疫系統(tǒng)和細(xì)胞免疫系統(tǒng)。當(dāng)某些外源生物（如細(xì)菌）或生物大分子（如蛋白質(zhì)），也叫抗原，進入動物體后，會刺激動物體本能地產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，引起免疫應(yīng)答，從而將進入的外源生物或蛋白質(zhì)分解或清除。

第26頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞免疫主要指機體受到異己物質(zhì)抗原的刺激后，一類小淋巴細(xì)胞——依賴胸腺的T細(xì)胞發(fā)生增生、分化，直接攻擊靶細(xì)胞或間接地釋放一些淋巴因子從而使機體達到免疫的過程。體液免疫則是當(dāng)機體受到抗原刺激后，來源與骨髓的小淋巴細(xì)胞——B細(xì)胞（即B型淋巴細(xì)胞）進行增生并分化為漿細(xì)胞，進而合成各類免疫球蛋白（即抗體），然后在體液中發(fā)揮免疫作用的過程。第27頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月多克隆抗體（Polyclonalantibody,PcAb）：

存在于體液中的各種抗體的總和可稱為多種B細(xì)胞克隆抗體。單克隆抗體，簡稱單抗：（Monoclonalantibody,McAb）

如果把能分泌某種特異抗體的一個B型淋巴細(xì)胞分離出來，通過純種培養(yǎng)，所產(chǎn)生的抗體則只有一種，可以特異地和體內(nèi)一種抗原結(jié)合，這種單一的特異性抗體即為單一B細(xì)胞克隆抗體，即單克隆抗體，簡稱單抗。第28頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月雙功能抗體

---是一種非天然性的抗體，是指通過基因工程的方法，使得雙功能抗體結(jié)合抗原有二個臂具有不同的特異性。一個臂用來識別腫瘤細(xì)胞的表面抗原，而另一個臂則用來識別抗體藥物、毒素、T細(xì)胞細(xì)胞。最后實現(xiàn)藥物對腫瘤細(xì)胞的殺滅作用。第29頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

抗體酶：20世紀(jì)80年代以來出現(xiàn)的一種具有催化活性的蛋白質(zhì)，是利用生物學(xué)和化學(xué)的成果在分子水平上交叉滲透研究的產(chǎn)物；其本質(zhì)上是免疫球蛋白，只是在其易變區(qū)被賦予了酶的屬性，因此抗體酶又稱為催化抗體（CatalyticAntibody)?？贵w酶（Abzyme）或催化抗體（Catalyticantibody)一種具有催化功能的抗體分子，在其可變區(qū)賦予了酶的屬性。它是利用現(xiàn)代生物學(xué)與化學(xué)的理論與技術(shù)交叉研究的成果，是抗體的高度選擇性和酶的高效催化能力巧妙結(jié)合的產(chǎn)物。第30頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月過渡態(tài)理論認(rèn)為，酶與底物的結(jié)合經(jīng)歷了一個易于形成產(chǎn)物的過渡態(tài)，實際上是降低了反應(yīng)所需的活化能。1946年，Pauling用過渡態(tài)理論闡明酶催化的實質(zhì)

---過渡態(tài)理論

酶之所以具有催化活力是因為它能特異性結(jié)合并穩(wěn)定化學(xué)反應(yīng)的過渡態(tài)(底物激態(tài))，從而降低反應(yīng)能級。酶是生物催化劑第31頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月在酶催化的反應(yīng)中，與酶的活性中心形成復(fù)合物的實際上是底物形成的過渡狀態(tài)，酶與過渡狀態(tài)的親和力要大于酶與底物或產(chǎn)物的親和力。與反應(yīng)過渡狀態(tài)結(jié)合作用第32頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

W.P.Jencks(1969)認(rèn)為：酶分子與其催化反應(yīng)的過渡態(tài)在結(jié)構(gòu)和電荷兩方面呈互補，即酶分子充當(dāng)了反應(yīng)物的模板，使底物分子轉(zhuǎn)變成新的構(gòu)型；如果抗體能夠結(jié)合過度態(tài)，那么在理論上便能獲得催化活性。這一理論的意義在于，如果使抗原最大限度地接近某一特定反應(yīng)的過渡態(tài)，就可能使誘導(dǎo)的抗體在與之結(jié)合時發(fā)揮催化作用。用過渡態(tài)類似物誘導(dǎo)的抗體所催化的反應(yīng)并非該類似物本身，而是與其相似的另一種反應(yīng)。抗體酶的發(fā)現(xiàn)第33頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月Lerner(1984)提出：若以過渡態(tài)類似物為半抗原，則其誘發(fā)產(chǎn)生的抗體應(yīng)該與該類似物具有互補構(gòu)象；這種抗體與底物結(jié)合后，就能夠誘導(dǎo)底物進入過渡態(tài)結(jié)構(gòu)，從而引起催化作用。根據(jù)這個猜想Lerner和蘇爾滋(P．C．Schultz)分別領(lǐng)導(dǎo)各自的研究小組獨立地證明了：針對羧酸酯水解的過渡態(tài)類似物產(chǎn)生的抗體，能催化相應(yīng)的羧酸酯和碳酸酯的水解反應(yīng)。1986年美國《Science》雜志同時發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)，并將這類具催化能力的免疫球蛋白稱為抗體酶或催化抗體。標(biāo)志著抗體酶的研究進入了一個新階段。第34頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1986年Schultz以對硝基苯酚磷酸膽堿酯（PNPPC）作為相應(yīng)的羧酸二酯的過渡態(tài)類似物。誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體酶使水解反應(yīng)速度加快12000倍。第35頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1.一種對酶促反應(yīng)過渡態(tài)特異的抗體①結(jié)合了酶與抗體的優(yōu)點，既可以起酶促催化作用，又可以起抗體的選擇性和專一性結(jié)合抗原的作用。②抗體酶還具有與天然酶相近的米氏方程動力學(xué)及pH依賴性等?？贵w酶具有典型的酶反應(yīng)特性2.能催化一些天然酶不能催化的反應(yīng)①具有高效催化性，一般抗體酶催化反應(yīng)速度比非催化反應(yīng)快102～106倍，有的反應(yīng)速度已接近于天然酶促反應(yīng)速度；②有許多化學(xué)反應(yīng)還沒有已知酶催化進行③抗體的多樣性決定了抗體酶催化反應(yīng)類型多樣性④抗體酶可以根據(jù)需要人工裁制第36頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3.有更強的專一性和穩(wěn)定性①與配體(底物)結(jié)合的專一性，包括立體專一性，抗體酶催化反應(yīng)的專一性可以達到甚至超過天然酶的專一性；②抗體的精細(xì)識別使其能結(jié)合幾乎任何天然的或合成的分子③抗體酶催化反應(yīng)的介質(zhì)效應(yīng)酯解反應(yīng)中介質(zhì)效應(yīng)：抗體酶在有機溶劑中具有穩(wěn)定性。脫羧反應(yīng)中介質(zhì)效應(yīng)：有機溶劑引起脫羧反應(yīng)速率增加。酰基轉(zhuǎn)移反應(yīng)中介質(zhì)效應(yīng)：在疏水溶劑中，活性較高。第37頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月抗體酶的催化反應(yīng)類型1、轉(zhuǎn)酰基反應(yīng)2、水解反應(yīng)3、Claisen重排反應(yīng)4、酰胺合成反應(yīng)5Diels-Alder反應(yīng)6、轉(zhuǎn)酯反應(yīng)7、光誘導(dǎo)反應(yīng)8、氧化還原反應(yīng)9、脫羧反應(yīng)10、順反異構(gòu)化反應(yīng)第38頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月抗體酶的制備將抗體轉(zhuǎn)變?yōu)槊缚赏ㄟ^誘導(dǎo)法、拷貝法、引入法、化學(xué)修飾法等途徑。誘導(dǎo)法是利用反應(yīng)過渡態(tài)類似物為半抗原制作單克隆抗體，篩選出具高催化活性的單抗即抗體酶?？截惙ㄖ饕鶕?jù)抗體生成過程中抗原-抗體互補性來設(shè)計的。引入法則借助基因工程和蛋白質(zhì)工程將催化基因引入到特異抗體的抗原結(jié)合位點上，使其獲得催化功能?；瘜W(xué)修飾法對抗體進行化學(xué)修飾，使抗體與催化基團相連。第39頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月誘導(dǎo)法設(shè)計半抗原選擇合適的反應(yīng)過渡態(tài)類似物作為化學(xué)模型物用設(shè)計好的半抗原，與載體蛋白（如牛血清白蛋白）偶聯(lián)制成抗原；將此抗原進行免疫——使宿主針對抗原產(chǎn)生抗體。產(chǎn)生抗體的脾臟細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞相融合，得到的雜交瘤細(xì)胞既能產(chǎn)生抗體又能在體外培養(yǎng)；將雜交瘤細(xì)胞克隆化，即能產(chǎn)生單一均勻的抗體。病毒介導(dǎo)的細(xì)胞融PEG介導(dǎo)細(xì)胞融合電激融合第40頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月抗原免疫的脾細(xì)胞（B細(xì)胞）1.抗體分泌（Ig+)2.HGPRT+在HAT生長小鼠骨髓瘤細(xì)胞（B細(xì)胞惡性腫瘤）1.具永生性2.篩選出HGPRT-株P(guān)EG融合HAT篩選脾-骨髓瘤細(xì)胞（雜交瘤細(xì)胞）（HGPRT+、Ig+）

一般情況下，用于雜交瘤細(xì)胞檢出的培養(yǎng)基采用HAT培養(yǎng)基，即在正常的培養(yǎng)基中添加了次黃嘌呤（H）氨基蝶呤（A）(葉酸拮抗劑)和胸腺嘧啶T）。第41頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月HAT培養(yǎng)基篩選H,次黃嘌呤;A,氨基喋呤;T,胸腺嘧啶DNA內(nèi)源性途徑(主要途徑)

谷氨酰胺or單磷酸尿苷酸二氫葉酸還原酶AHT外源性途徑(旁路途徑)(Hypoxanthineguzninephosphoribosyltransferase)

次嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶

(HGPRT)胸腺嘧啶激酶(TK)(Thymidinekinase)B淋巴細(xì)胞：HGPRT+，

TK+骨髓瘤細(xì)胞：HGPRT-，

TK-存活死亡外源性途徑(旁路途徑)第43頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月利用過渡態(tài)類似物制備抗體酶示意圖第44頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月誘導(dǎo)法特點動物免疫技術(shù)和雜交瘤技術(shù)有機結(jié)合而產(chǎn)生的一種新方法。利用這種方法所得到的抗體酶催化效果的好壞很大程度上取決于化學(xué)模型物的設(shè)計。反應(yīng)過渡態(tài)類似物，即半抗原的設(shè)計。第45頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月抗體酶用于有機酯的水解，過渡態(tài)類似物磷酸鹽和磷酸酯作為免疫原誘導(dǎo)產(chǎn)生的單克隆抗體催化水解反應(yīng)比未催化反應(yīng)快104倍。酯酶催化反應(yīng)的過渡態(tài)類似物設(shè)計(方框內(nèi)為半抗原)第46頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月用一個帶有電荷的半抗原作為免疫原，在免疫進化過程中誘異抗體結(jié)合部位的一個氨基酸殘基帶有互補的電荷，使其具有酸、堿或親核催化的能力。Janda等根據(jù)此原理，以帶電的半抗原1為誘導(dǎo)，得到7個能催化和半抗原1結(jié)構(gòu)類似的底物3水解的單克隆，而結(jié)構(gòu)相同但不帶電的半抗原2(作為比較)卻未得到有催化活性的單克隆。第47頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月拷貝法用酶作為抗原免疫動物得到抗酶抗體，再將此抗體免疫動物并進行單克隆化，獲得單克隆的抗抗體。對抗抗體進行篩選，獲得具有原來酶活性的抗體酶。第48頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

引入法用基因工程方法改造和制備全新的抗體酶是一種很有前途和發(fā)展?jié)摿Φ目贵w酶制備方法。將催化基因引入到特異抗體的抗原結(jié)合位點上，也可以針對性地改變抗體結(jié)合區(qū)的某些氨基酸序列，以獲得高效的抗體酶。對于已產(chǎn)生的單抗，分析抗體結(jié)合部位的氨基酸順序或?qū)?yīng)的堿基順序。然后通過對抗體酶結(jié)合部位氨基酸對應(yīng)的基因序列進行定點突變，希望能在抗體結(jié)合部位換上有催化作用的氨基酸。進而改變抗體酶的催化效率。第49頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月隨著噬菌體抗體庫技術(shù)的完善，可根據(jù)需要構(gòu)建適當(dāng)序列的基因片斷，繞過免疫學(xué)方法，構(gòu)建全新的抗體酶。噬菌體展示技術(shù)將組建億萬種不同特異性抗體可變區(qū)基因庫和抗體在大腸桿菌中功能性表達，與高效快速的篩選手段結(jié)合起來，徹底改變了抗體酶生產(chǎn)的傳統(tǒng)途徑。用工程抗體催化法生產(chǎn)抗體酶，不需要進行細(xì)胞融合以獲得雜交瘤細(xì)胞，并且可篩選具有特定功能的未知結(jié)構(gòu)，具有生產(chǎn)簡單、價格低、抗體的免疫原性較低的優(yōu)點，并易獲得稀有的抗體。第50頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月Fab片斷由輕鏈和重鏈的VH及CH1部分組成，作為一種催化劑，抗體酶有這樣的片斷就行，無須完整的抗體分子。從人或動物的抗原中抽取基因，然后用PCR技術(shù)重新鑄造輕鏈和重鏈，這樣就可以把這些基因組合成100萬個含有成對輕鏈和重鏈的基因庫。這些基因庫是存儲在細(xì)菌病毒里，通過隨機地將基因和輕重鏈結(jié)合的方法，就可大量制造Fab片斷了。這就可在細(xì)菌培養(yǎng)中繁殖數(shù)百萬計不同抗體。第51頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)修飾法抗體酶和酶一樣也可以用化學(xué)修飾法加以改造。對抗體酶進行結(jié)構(gòu)修飾的關(guān)鍵是找到一種溫和的方法在抗體結(jié)合位置或附近引入具有催化功能的基因。-----游離巰基就是適合的基團之一，它具有高親核性，易于氧化，能通過二硫化物進行交換反應(yīng)或親電反應(yīng)而選擇性修飾的特點。第52頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月抗體酶的應(yīng)用前景1、抗體酶在幫助戒毒方面的應(yīng)用Landry等用可卡因水解的過渡態(tài)類似物-磷酸單酯為半抗原，產(chǎn)生的單克隆抗體能催化可卡因的分解，其催化活性和血液中催化可卡因的丁酰膽堿酯酶差不多，水解后的可卡因片斷失去可卡因刺激功能。因此，用人工抗體酶的被動免疫也許能阻斷可卡因上癮，達到戒毒目的。第53頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第54頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2、抗體酶用于腫瘤治療目前正在發(fā)展一種稱為抗體介導(dǎo)前藥治療（ADEPT）技術(shù)，即將能水解前藥釋放出腫瘤細(xì)胞毒劑的酶和腫瘤專一性抗體相偶聯(lián)，這樣酶就會通過和腫瘤結(jié)合的抗體而存在于細(xì)胞的表面。-----前藥(prodrug)是指由