(4.8)-第五章酶分子修飾

吸附法交聯(lián)法包埋法物理吸附生物吸附離子吸附酶的固定化纖維凝膠半透膜共價(jià)結(jié)合法利用物理吸附法對(duì)酶進(jìn)行固定化主要通過

結(jié)合于載體上。氫鍵、疏水作用和π-電子親和力氫鍵、離子鍵和π-電子親和力氫鍵、離子鍵和共價(jià)鍵離子鍵、疏水作用和共價(jià)鍵ABCD提交單選題1分酶固定化后，受載體帶電性和產(chǎn)物性質(zhì)的影響，其最適pH和酶活力-pH曲線常發(fā)生偏移。一般來(lái)說(shuō)，用帶負(fù)電荷載體制備的固定化酶，其最適pH較游離酶

；當(dāng)催化反應(yīng)的產(chǎn)物為堿性時(shí)，固定化后酶的最適pH值較游離酶

。升高

升高降低

降低升高

降低降低

升高ABCD提交單選題1分吸附法包埋法共價(jià)交聯(lián)法細(xì)胞的固定化載體固定化法無(wú)載體固定化法絮凝法物理法共價(jià)交聯(lián)法第五章酶分子修飾Chapter5ModificationofEnzymeMolecule限制酶大規(guī)模應(yīng)用的原因1.易于變性失活（酸、堿、有機(jī)溶劑、熱）；2.容易受產(chǎn)物和抑制劑的抑制，易被蛋白酶降解；3.酶做為藥物免疫原性強(qiáng)，體內(nèi)半衰期短；4.已知酶種類及產(chǎn)物有限。1.通過分子修飾方法來(lái)改變已分離出來(lái)的天然酶的活性?！鞍踪|(zhì)水平（化學(xué)酶工程）2.通過基因工程方法改變編碼酶分子的基因而達(dá)到改造酶的目的?！怂崴剑ㄉ锩腹こ蹋└淖兠柑匦缘膬煞N主要方法：

酶分子修飾：通過各種方法使酶分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而改變酶的特性和功能的技術(shù)過程。酶的活性中心酶分子修飾的發(fā)展酶分子修飾的種類修飾酶的性質(zhì)酶分子修飾的應(yīng)用主要內(nèi)容一、活性中心（activecenter）的概念酶分子中的一小部分區(qū)域——

由酶分子中少數(shù)氨基酸殘基參與組成與底物發(fā)生結(jié)合和催化作用與酶活力直接相關(guān)第一節(jié)酶的活性中心二、酶活性中心的共性Theactivesiteformedby

essentialgroups

istheregionoftheenzymethat

bindsthesubstrate,to

formanenzyme-substratecomplex,and

transformsitintoproduct.1.酶的活性中心是由必需基團(tuán)構(gòu)成的與酶催化活性有關(guān)的特定區(qū)域，其構(gòu)象不是固定不變的（誘導(dǎo)契合）。2.活性部位只占酶分子很小的一部分（1-2%）。3.活性部位是一個(gè)三維實(shí)體。Theactivesiteisoftena

cleft

orcrevice

onthesurfaceoftheprotein,inwhichthesubstrateisboundby

multipleweakinteractions.4.活性中心位于酶分子表面的疏水性裂縫中。5.酶與底物通過鹽鍵、氫鍵、范德華力和疏水作用等次級(jí)鍵結(jié)合。下列關(guān)于酶活性部位的描述錯(cuò)誤的一項(xiàng)是

?；钚圆课皇敲阜肿又兄苯优c底物結(jié)合，并發(fā)揮催化功能的部位活性部位的基團(tuán)按功能可分為兩大類：一類是結(jié)合基團(tuán)，一類是催化基團(tuán)酶活性部位的基團(tuán)可以是同一條肽鏈但在一級(jí)結(jié)構(gòu)上相距很遠(yuǎn)的基團(tuán)不同肽鏈上的有關(guān)基團(tuán)不能構(gòu)成該酶的活性部位ABCD提交單選題1分1.物理學(xué)方法2.化學(xué)修飾法3.動(dòng)力學(xué)參數(shù)法4.蛋白質(zhì)工程

三、研究酶活性中心的方法1.化學(xué)修飾法根據(jù)所用修飾試劑不同，分為:1)非專一性化學(xué)修飾

用非專一性的修飾試劑與氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)作用。2)專一性化學(xué)修飾用專一性的修飾試劑與氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)作用。

基團(tuán)專一性修飾：用專一性化學(xué)修飾劑修飾酶分子中的某一特定氨基酸殘基的側(cè)鏈基團(tuán)。若修飾后：

酶活性不變——修飾基團(tuán)不是酶的必需基團(tuán)

酶活性降低或喪失——修飾基團(tuán)可能是酶的必需基團(tuán)，但不能確定是否位于活性中心內(nèi)

位點(diǎn)專一性修飾(親和標(biāo)記）：利用酶對(duì)底物的特殊親和力修飾酶分子活性中心的某一特定氨基酸殘基的側(cè)鏈基團(tuán)?；瘜W(xué)修飾的專一性

親和修飾劑特點(diǎn)：①與底物結(jié)構(gòu)相似，與活性中心的氨基酸殘基親和力大，而與活性中心以外的氨基酸殘基親和力小。②具有活潑的化學(xué)基團(tuán)（如鹵素）可與活性中心的基團(tuán)形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。親和標(biāo)記（位點(diǎn)專一性修飾）2.蛋白質(zhì)工程將酶相應(yīng)的cDNA定點(diǎn)突變，突變的cDNA只表達(dá)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸被置換的酶蛋白，測(cè)定其活性可知被置換的氨基酸是否為活力所必需。一、研究酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（上世紀(jì)50年代）探測(cè)酶活性必需氨基酸的性質(zhì)和數(shù)目酶蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定酶蛋白的結(jié)構(gòu)變化與運(yùn)動(dòng)酶蛋白部分區(qū)域的構(gòu)象狀態(tài)酶的作用機(jī)理與催化反應(yīng)歷程酶分子的拓?fù)鋵W(xué)以及寡聚酶的亞基結(jié)合狀態(tài)酶的固定化技術(shù)酶純度的分析與檢測(cè)第二節(jié)酶分子修飾的發(fā)展二、人為改變天然酶的某些性質(zhì)，擴(kuò)大酶的應(yīng)用范圍（上世紀(jì)70年代）提高酶的生物活性（酶活力）增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性（熱穩(wěn)定性、體內(nèi)半衰期）消除抗原性（針對(duì)特異性反應(yīng)降低生物識(shí)別能力）產(chǎn)生新的催化能力三、獲得新酶（上世紀(jì)80年代）

定點(diǎn)突變、PCR技術(shù)等第三節(jié)酶分子修飾的種類一、金屬離子置換修飾二、酶分子的化學(xué)修飾三、酶分子的物理修飾一、金屬離子置換修飾（metalionsubstitutemodification）

將酶分子中的金屬離子置換為另一種金屬離子，使其催化特性發(fā)生改變的修飾方法。1.方法：

酶的分離純化除去原有金屬離子：加入金屬螯合劑，去除螯合物

加入置換離子2.作用：闡明金屬離子對(duì)酶催化作用的影響提高酶的催化效率增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性改變酶的動(dòng)力學(xué)特性1.酶分子表面化學(xué)修飾（氨基酸數(shù)量、種類不變）（1）大分子結(jié)合修飾（2）側(cè)鏈基團(tuán)修飾（小分子修飾）（3）交聯(lián)修飾（4）固定化修飾（共價(jià)結(jié)合法）2.酶分子內(nèi)部修飾（氨基酸數(shù)量、種類改變）（1）肽鏈有限水解修飾/核苷酸鏈剪切修飾（2）氨基酸置換修飾/核苷酸置換修飾二、酶分子的化學(xué)修飾1.酶分子表面化學(xué)修飾（1）大分子結(jié)合修飾（macromoleculescombinemodification）

利用水溶性大分子與酶的側(cè)鏈基團(tuán)結(jié)合，使之在酶的表面形成一覆蓋層，從而改變酶的催化特性的方法。

修飾劑：聚乙二醇（PEG）、右旋糖酐（dextran）、糖肽（glycopeptide）、肝素（heparin）、白蛋白等。

修飾方法：修飾劑選擇，修飾劑活化，修飾，分離（凝膠層析）。①聚乙二醇的修飾反應(yīng)聚乙二醇（PEG，Mw5000-20000）：線性大分子，具有良好的生物相容性和水溶性，在體內(nèi)無(wú)毒性、無(wú)殘留、無(wú)免疫原性。單甲氧基聚乙二醇（mPEG）：

CH3O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-OHmPEG活化方法：重氮法、疊氮法、烷基化法例：聚乙二醇化學(xué)修飾超氧化物歧化酶（SOD）超氧化物歧化酶（SOD）：生物體內(nèi)重要的自由基清除劑，催化超氧陰離子（O2-）的歧化反應(yīng)，能緩解許多由自由基介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，減輕組織缺血性損傷，預(yù)防和治療輻射損傷。應(yīng)用：延緩人體衰老，防止色素沉著，消除局部炎癥，特別是治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、慢性多發(fā)性關(guān)節(jié)炎及輻射防護(hù)。缺陷：半衰期短（6min）、穩(wěn)定性差、免疫原性強(qiáng)！改進(jìn)方法：mPEG修飾修飾劑選擇：?jiǎn)渭籽趸鵓EG(mPEG)修飾劑活化：烷基化修飾：活化后的修飾劑與蛋白上賴氨酸殘基的ε-氨基或N末端氨基反應(yīng)，形成穩(wěn)定的連接體分離：分子篩層析效果：抑制免疫反應(yīng)的產(chǎn)生，提高抗酶水解能力，延長(zhǎng)半衰期（35h）原因？？修飾原理抑制免疫反應(yīng)產(chǎn)生：PEG與蛋白的非必需基團(tuán)結(jié)合后，分子表面形成一個(gè)PEG保護(hù)層，破壞或者作為屏障擋住蛋白分子表面的抗原決定簇，避免抗體的產(chǎn)生或者阻止抗原和抗體的結(jié)合?？姑杆饽芰μ岣撸罕Ｗo(hù)層的形成屏蔽了水解酶的作用位點(diǎn)，保護(hù)其免受體內(nèi)水解酶的消化。半衰期延長(zhǎng)：蛋白經(jīng)PEG修飾后分子量增加，分子的體積增大，腎小球過濾減少，可以避免被腎臟很快地排除，因而其血漿存留時(shí)間得到顯著延長(zhǎng)，有助于蛋白藥物循環(huán)。-NH2②糖類的修飾反應(yīng)：右旋糖苷修飾反應(yīng)右旋糖苷：-葡萄糖通過-1,6-糖苷鍵連接而成，雙羥基經(jīng)過活化后可與酶分子上的游離氨基相結(jié)合。修飾方法：溴化氰法、高碘酸氧化法。糖肽（Glycopeptide）的修飾反應(yīng):

糖肽：人纖維蛋白或-球蛋白經(jīng)蛋白酶水解后得到的產(chǎn)物，分子上的游離氨基活化后可與酶分子上的氨基反應(yīng)。修飾方法：異氰酸法、戊二醛法。聚乳糖修飾反應(yīng)：聚乳糖在一定溫度下，通過適當(dāng)?shù)幕罨瘎┛膳c酶分子上氨基反應(yīng)。③其他合成大分子多聚物的修飾反應(yīng)(1)聚N-乙烯吡硌烷酮（PVP）:用水溶性的分子量為10,000的PVP，經(jīng)過開環(huán)水解活化后，與酶結(jié)合。(2)聚乙烯醇（PVA）:PVA與對(duì)硝基苯氧酰氯反應(yīng)，其硝基再用連二亞硫酸鈉還原為氨基，與酶分子中的羧基共價(jià)連接。(3)聚丙烯酸（PAA）:用分子量為250,000的PAA，經(jīng)過N-羥基琥珀酰亞胺活化后與酶的氨基反應(yīng)。(4)聚順丁烯二酸酐:用分子量為98,000的聚順丁烯二酸酐，可以直接與酶分子的氨基發(fā)生反應(yīng)。(5)聚氨基酸：用分子量為5,700的聚賴氨酸做修飾劑時(shí)，其氨基與酶分子上的羧基通過羰二亞胺產(chǎn)生交聯(lián)。用丙氨酸的二肽或三肽做修飾劑時(shí)，其酸酐可以與酶發(fā)生反應(yīng)。④天然大分子對(duì)酶的修飾反應(yīng)肝素由氨基葡萄糖和兩種糖醛酸組成，平均分子量約為20000，是一種含硫酸酯的黏多糖。經(jīng)過肝素修飾的酶具有良好的穩(wěn)定性，不僅可以提高酶的療效，而且具有抗凝血、抗血栓、降血脂等活性。修飾方法：烷基化法、溴化氰法④天然大分子對(duì)酶的修飾反應(yīng)人血清白蛋白：包含585個(gè)氨基酸，分子量為66kD

臨床應(yīng)用：治療休克與燒傷，用于補(bǔ)充因手術(shù)、意外事故或大出血所致的血液丟失，也可以作為血漿增容劑修飾方法：戊二醛法、活性酯法A.提高酶的催化效率部分水溶性大分子與酶的側(cè)鏈基團(tuán)共價(jià)結(jié)合后，一定程度上改變了酶的空間構(gòu)象，有利于活性中心與底物結(jié)合并發(fā)揮催化作用⑤大分子結(jié)合修飾的作用

增強(qiáng)酶天然構(gòu)象的穩(wěn)定性與耐熱性——修飾劑與酶形成多點(diǎn)交聯(lián)，使酶的天然構(gòu)象“剛性”增加。

保護(hù)酶活性部位與抗抑制劑——大分子修飾劑產(chǎn)生的空間障礙或靜電斥力阻擋抑制劑。

維持酶功能結(jié)構(gòu)的完整性與抗蛋白水解酶——大分子修飾劑產(chǎn)生空間障礙阻擋蛋白水解酶；敏感基團(tuán)交聯(lián)上修飾劑后受蛋白水解酶破壞的可能性減小。

穩(wěn)定酶的微環(huán)境——大分子修飾劑（多聚電荷體）在酶分子表面形成“緩沖外殼”B.增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性酶蛋白氨基酸組成的抗原決定簇，與修飾劑形成了共價(jià)鍵。

破壞了抗原決定簇——抗原性降低乃至消除

遮蓋了抗原決定簇——阻礙抗原、抗體結(jié)合C.降低或消除酶蛋白的抗原性⑥大分子結(jié)合修飾的應(yīng)用

PEG-超氧化物歧化酶（superoxidedismutase,SOD）

PEG-溶血類蛋白質(zhì)（鏈激酶Streptokinase,SK;尿激酶urokinase,UK等）

PEG-天冬酰胺酶（Asparaginase,ASNase）消除了抗原性延長(zhǎng)了酶在體內(nèi)的半衰期用Dextran修飾-淀粉酶，-淀粉酶，胰蛋白酶、過氧化氫酶：提高了酶的熱穩(wěn)定性。（2）側(cè)鏈基團(tuán)修飾（小分子修飾）（sideresiduesmodification）通過小分子化學(xué)修飾劑使酶分子側(cè)鏈基團(tuán)發(fā)生改變，從而改變酶的催化特性的修飾方法。

側(cè)鏈基團(tuán)：組成蛋白質(zhì)氨基酸殘基上的功能團(tuán)。主要有：氨基、羧基、胍基、巰基、羥基、咪唑基等。

20種不同氨基酸的側(cè)鏈基團(tuán)中只有極性氨基酸的側(cè)鏈易被修飾。

側(cè)鏈基團(tuán)修飾劑：小分子化合物在構(gòu)成酶的20種氨基酸中，只有具有極性的氨基酸殘基的側(cè)鏈基團(tuán)才能夠進(jìn)行化學(xué)修飾。其中，酶分子側(cè)鏈上的巰基和咪唑基主要由

提供。Cys和Tyr

Trp和HisCys和HisHis和CysABCD提交單選題1分烷基化反應(yīng)?；磻?yīng)氧化還原反應(yīng)芳香環(huán)取代反應(yīng)①幾種重要的修飾反應(yīng)烷基化反應(yīng)試劑特點(diǎn)：烷基上帶活潑鹵素，導(dǎo)致酶分子的活性基團(tuán)發(fā)生烷基化?？勺饔没鶊F(tuán)：氨基（Lys），胍基（Arg），巰基（Cys），羧基（Asp、Glu），咪唑基（His）。修飾劑：2,4-二硝基氟苯、碘乙酸、碘乙酰胺等。烷基化反應(yīng)?；磻?yīng)試劑特點(diǎn)：通常含有結(jié)構(gòu)，作用于側(cè)鏈基團(tuán)上的活性基團(tuán)，使之?；??？勺饔没鶊F(tuán)：氨基，巰基，醇羥基（Ser、Thr），酚羥基（Tyr）修飾劑：乙酰咪唑、二異丙基磷酰氟、酸酐磺酰氯等?；磻?yīng)氧化和還原反應(yīng)試劑特點(diǎn)：具有氧化性或還原性。氧化劑：H2O2，N-溴代琥珀酰亞胺可被氧化的側(cè)鏈基團(tuán)：巰基、甲硫基、吲哚基、咪唑基、酚基等。還原劑：2-巰基乙醇、DTT等?？杀贿€原的側(cè)鏈基團(tuán)：二硫鍵。連四硫酸鹽氧化巰基，DTT還原逆回，用于保護(hù)巰基。芳香環(huán)取代反應(yīng)試劑：鹵（碘）化、硝化試劑

（四硝基甲烷）I2++HI(NO2)4C+

+(NO2)3CH②特定氨基酸殘基側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)修飾氨基的化學(xué)修飾：來(lái)源：Lys、N端氨基修飾反應(yīng)：?；?、烷基化修飾劑:

三硝基苯磺酸（TNBS）、2,4-二硝基氟苯（DNFB）、丹磺酰氯（DNS）、碘乙酸、碘乙酰胺、亞硝酸等三硝基苯磺酸2,4-二硝基氟苯碘乙酸Lysε-氨基專一性修飾劑羧基的化學(xué)修飾來(lái)源：Asp、Glu修飾反應(yīng)：烷基化修飾羧基的反應(yīng)專一性較差。修飾劑：碳二亞胺+碳二亞胺巰基的化學(xué)修飾

來(lái)源：Cys

修飾反應(yīng)：烷基化、?；?、氧化修飾劑：碘乙酸(IAA)

碘乙酰胺(IAM)

5,5’-二硫代-雙（2-硝基苯甲酸）（DTNB，Ellman試劑）：常用的專一修飾巰基試劑胍基的化學(xué)修飾來(lái)源：Arg修飾反應(yīng)：本質(zhì)上是羰基對(duì)氨基?；?。修飾劑：丁二酮二羰基化合物1，2-環(huán)己二酮苯乙二醛酚羥基的化學(xué)修飾來(lái)源：Tyr修飾反應(yīng)：芳香環(huán)取代反應(yīng)修飾劑：碘、硝化試劑專一性修飾劑：四硝基甲烷（TNM）I2++HI咪唑基的化學(xué)修飾

來(lái)源：His

修飾反應(yīng)：?；?、烷基化

酰基化修飾劑:焦碳酸二乙酯（DPC）

++C2H5OH+CO2

烷基化修飾劑：碘乙酸+ICH2COOH+HI專一性修飾劑吲哚基的化學(xué)修飾

來(lái)源：Trp

修飾反應(yīng)：氧化反應(yīng)修飾劑：

N-溴代琥珀酰亞胺（NBS）、2-巰基-5-硝基芐溴（HNBB）、4-硝基苯硫氯二硫鍵的化學(xué)修飾還原：巰基乙醇、二硫蘇糖醇（DTT）氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)修飾劑Lys氨基三硝基苯磺酸，2，4-二硝基氟苯、碘乙酸、碘乙酰胺、丹磺酰氯、亞硝酸Asp/Glu羧基碳二亞胺Arg胍基苯乙二醛，1,2-環(huán)己二酮、丁二酮Cys巰基碘乙酸、碘乙酰胺、5,5’-二硫代-雙（2-硝基苯甲酸）Cys二硫鍵巰基乙醇、DTTHis咪唑基焦碳酸二乙酯、碘乙酸Tyr酚羥基碘、四硝基甲烷Trp吲哚基N-溴代琥珀酰亞胺、2-巰基-5-硝基芐溴、4-硝基苯硫氯

各種氨基酸側(cè)鏈的修飾劑

對(duì)修飾效果的解釋須十分小心：①任何一種修飾劑不是絕對(duì)專一的。②有些修飾劑引起蛋白質(zhì)構(gòu)象變化——失活，不一定是活性中心基團(tuán)被共價(jià)修飾。③不同部分的相同基團(tuán)，修飾效果不同，分子內(nèi)部的必需基團(tuán)不易被修飾。（3）交聯(lián)修飾（crosslinkingmodification）

分子內(nèi)交聯(lián)：利用雙功能試劑與酶分子中鄰近的側(cè)鏈基團(tuán)之間形成共價(jià)交聯(lián)。

分子間交聯(lián)：借助雙功能試劑使酶分子之間發(fā)生共價(jià)交聯(lián)。

形成雜化酶例：用戊二醛交聯(lián)胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶，可以降低胰凝乳蛋白酶的自溶性；將胰蛋白酶與堿性磷酸脂酶交聯(lián)形成的雜化酶可作為部分代謝途徑的模型，可在體內(nèi)將它們輸送到同一部位而提高藥效。（4）固定化修飾（共價(jià)結(jié)合法）（covalent

bindingmodification）通過酶表面的極性氨基酸殘基，將酶共價(jià)連接到水不溶性載體上，由于酶所處的微環(huán)境發(fā)生改變，使酶的最適pH、最適溫度和穩(wěn)定性發(fā)生改變。（1）肽鏈有限水解修飾

（peptidechainlimithydrolysismodification）蛋白類酶（P酶）在酶分子主鏈的特定部位進(jìn)行水解，使酶分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而改變酶的特性和功能的方法。酶切/酶原激活法（用專一性較強(qiáng)的蛋白酶或肽酶為修飾劑）。

酶蛋白的肽鏈被水解后，可能出現(xiàn)以下三種情況：1.引起酶活性中心的破壞，酶失去催化功能。2.仍維持活性中心的完整構(gòu)象，保持酶活力。3.有利于活性中心的形成及與底物結(jié)合并形成準(zhǔn)確的催化部位，酶活力提高。后兩種情況，肽鏈的水解在限定的肽鍵上進(jìn)行，稱肽鏈有限水解。

應(yīng)用實(shí)例

1）提高酶活力：

胃蛋白酶原的激活

天冬氨酸酶切除10個(gè)氨基酸殘基，可使其活力提高4-5倍。胰蛋白酶原（trypsinogen）的激活

2）消除藥用酶的抗原性大分子外源蛋白抗原性較強(qiáng)，經(jīng)肽鏈有限水解，降低分子量，抗原性顯著降低，甚至消失。木瓜蛋白酶用亮氨酸氨肽酶進(jìn)行有限水解，除去了2/3肽鏈，酶活性不變，抗原性大大降低。核苷酸鏈剪切修飾

（nucleotidechaincleavagemodification）核酸類酶（R酶）在核苷酸鏈的限定位點(diǎn)進(jìn)行剪切，使酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而改變酶的催化特性。例：四膜蟲L-19IVS（interveningsequencelacking19nucleotides）的形成四膜蟲大核rRNA前體自我剪接后所形成的環(huán)狀I(lǐng)VS可水解成一個(gè)比完整IVS少了5’端19個(gè)核苷酸的線狀I(lǐng)VS（L-19IVS），具有核苷酸轉(zhuǎn)移酶、磷酸二酯酶、磷酸轉(zhuǎn)移酶、酸性磷酸酯酶和RNA限制性內(nèi)切酶等5種酶活性肽鏈上氨基酸發(fā)生置換，引起酶蛋白的化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)象的改變，從而改變酶的某些特性和功能。作用：提高酶的催化效率、增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性，改變酶的催化專一性方法：化學(xué)修飾法、蛋白質(zhì)工程（2）氨基酸置換修飾——P酶（aminoacidsubstitutemodification）化學(xué)修飾法例：利用化學(xué)修飾法將枯草桿菌蛋白酶活性中心的絲氨酸轉(zhuǎn)換為半胱氨酸，修飾后，該酶失去對(duì)蛋白質(zhì)和多肽的水解能力，卻出現(xiàn)了催化硝基苯酯等底物水解的活性?；瘜W(xué)修飾法難度大，成本高，專一性差，而且要對(duì)酶分子逐個(gè)進(jìn)行修飾，操作復(fù)雜，難以工業(yè)化生產(chǎn)。蛋白質(zhì)工程：利用定點(diǎn)突變技術(shù)?；蛐蛄蟹治龅鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)分析酶活性中心分析引物設(shè)計(jì)進(jìn)行基因定點(diǎn)突變酶基因克隆表達(dá)變異特性分析新酶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定突變序列突變基因獲得新酶獲得核苷酸置換修飾——P酶

（nucleotidesubstitutemodification）將酶分子核苷酸鏈上的某一個(gè)核苷酸置換為另一個(gè)核苷酸，從而改變酶的催化性質(zhì)的修飾方法。方法：定點(diǎn)突變例：L-19IVS活性中心單個(gè)堿基置換后，底物專一性改變?nèi)?、酶分子的物理修飾（physicalmodification）通過各種物理方法使酶分子的空間構(gòu)象發(fā)生改變，從而改變酶的催化特性的修飾方法。特點(diǎn)：不改變酶的組成單位及共價(jià)鍵方法：高溫、高壓、變性劑等極端條件原理：副鍵改變影響酶分子的空間構(gòu)象第四節(jié)修飾酶的化學(xué)性質(zhì)

（以大分子結(jié)合修飾為例）一、熱穩(wěn)定性一般提高原因：修飾試劑的多個(gè)功能基團(tuán)與酶分子的多個(gè)功能基團(tuán)相互交聯(lián)增加了酶分子構(gòu)象的穩(wěn)定性（表1）。二、抗原性修飾酶的抗原性與修飾劑有關(guān)，目前比較公認(rèn)的是PEG和人血清白蛋白在消除酶分子抗原性方面效果較好（表2）。三、對(duì)各類失活因子的抵抗力:

化學(xué)修飾酶與天然酶相比，對(duì)蛋白酶、抑制劑等失活因子的抵抗力均有不同程度的提高（表3）。四、修飾酶在體內(nèi)的半衰期：多數(shù)修飾酶在體內(nèi)的半衰期得到有效延長(zhǎng)（表4）。五、最適pH

大多數(shù)酶經(jīng)化學(xué)修飾后，最適pH發(fā)生了變化，這在應(yīng)用上具有重要意義（表5）。六、Km的變化有些酶經(jīng)化學(xué)修飾后，Km變大，這可能是由于屏蔽效應(yīng)引起的。（表6）第五節(jié)酶分子修飾的應(yīng)用一、酶分子修飾的應(yīng)用

酶學(xué)研究方面：1.研究酶空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，如酶的活性中心研究；2.確定氨基酸殘基的功能；3.測(cè)定酶分子中某種氨基酸的數(shù)量。醫(yī)藥方面：提高藥用酶的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)它在體內(nèi)半衰期，抑制免疫球蛋白的產(chǎn)生，降低免疫原性和抗原性。工業(yè)方面：提高酶對(duì)熱、酸、堿和有機(jī)溶劑的耐受性，改變酶的底物專一性和最適pH等酶學(xué)性質(zhì)。

抗體酶和核酸類酶改造方面有機(jī)介質(zhì)酶催化反應(yīng)一、酶分子修飾的應(yīng)用二、酶蛋白化學(xué)修飾的局限性1.某種修飾劑對(duì)某一氨基酸側(cè)鏈的化學(xué)修飾專一性是相對(duì)的，很少有對(duì)某一氨基酸側(cè)鏈絕對(duì)專一的化學(xué)修飾劑。2.化學(xué)修飾后酶的構(gòu)象或多或少都有一些改變，因此這種構(gòu)象的變化將妨礙對(duì)修飾結(jié)果的解釋。3.酶化學(xué)修飾的結(jié)果對(duì)于研究酶結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系能提供一些信息，如某一氨基酸殘基被修飾后，酶活力完全喪失，說(shuō)明該殘基是酶活性所必需的，為什么是必