抗體酶

1946年，鮑林（Pauling）用過渡態(tài)理論闡明了酶催化的實(shí)質(zhì)，即酶之所以具有催化活力是因?yàn)樗芴禺愋越Y(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(jí)。1969年杰奈克斯（Jencks）在過渡態(tài)理論的基礎(chǔ)上猜想：若抗體能結(jié)合反應(yīng)的過渡態(tài)，理論上它則能夠獲得催化性質(zhì)。1984年列那（Lerner）進(jìn)一步推測：以過渡態(tài)類似物作為半抗原，則其誘發(fā)出的抗體即與該類似物有著互補(bǔ)的構(gòu)象，這種抗體與底物結(jié)合后，即可誘導(dǎo)底物進(jìn)入過渡態(tài)構(gòu)象，從而引起催化作用。根據(jù)這個(gè)猜想列那和蘇爾滋（P．C．Schultz）分別領(lǐng)導(dǎo)各自的研究小組獨(dú)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(shí)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。

    抗體酶具有典型的酶反應(yīng)特性；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(dá)到甚至超過天然酶的專一性；具有催化性，一般催化反應(yīng)速度比非催化反應(yīng)快104～108倍，有的反應(yīng)速度已接近于天然酶促反應(yīng)速度；還具有與天然酶相近的米氏方程動(dòng)力學(xué)及pH依賴性等。

    將抗體轉(zhuǎn)變?yōu)槊钢饕ㄟ^誘導(dǎo)法、引入法、拷貝法三種途徑。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；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(diǎn)上，使其獲得催化功能，拷貝法主要根據(jù)抗體生成過程中抗原-抗體互補(bǔ)性來設(shè)計(jì)的。博萊克（Pollack）等以硝基苯酚磷酸膽堿酯作為半抗原誘導(dǎo)產(chǎn)生單抗，經(jīng)篩選找到加快水解反應(yīng)1.2萬倍的。

    可催化多種化學(xué)反應(yīng)，包括酯水解、酰胺水解、酰基轉(zhuǎn)移、光誘導(dǎo)反應(yīng)、氧化還原分應(yīng)、金屬螯合反應(yīng)等。其中有的反應(yīng)過去根本不存在一種生物催化劑能催化它們進(jìn)行，甚至可以使熱力學(xué)上無法進(jìn)行的反應(yīng)得以進(jìn)行。

     的研究，為人們提供了一條合理途徑去設(shè)計(jì)適合于市場需要的蛋白質(zhì)，即人為地設(shè)計(jì)制作酶。它是酶工程的一個(gè)全新領(lǐng)域。利用動(dòng)物免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體的高度專一性，可以得到一系列高度專一性的，使不斷豐富。隨之出現(xiàn)大量針對性強(qiáng)、藥效高的藥物。立本專一性的研究，使生產(chǎn)高純度立體專一性的藥物成為現(xiàn)實(shí)。以某個(gè)生化反應(yīng)的過渡態(tài)類似物來誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，產(chǎn)生特定，以治療某種酶先天性缺陷的遺傳病。可有選擇地使病毒外殼蛋白的肽鍵裂解，從而防止病毒與靶細(xì)胞結(jié)合。的固定化已獲得成功，將大大地推進(jìn)工業(yè)化進(jìn)程。