第1页：第五章酶的化学修饰 章节目录
第五章 酶的化学修饰
- 第一节 前言
- 第二节 酶化学修饰的方法及修饰剂
- 第三节 酶分子侧链基团的化学修饰
- 第四节 有机大分子对酶的修饰
- 第五节 蛋白质类及其它
- 第六节 修饰酶的性质及特点
- 第七节 酶化学修饰的应用
第2页：酶的化学修饰原因
第一节 前言：一．酶的化学修饰原因
- 1．稳定性不够，不能适应大量生产的需要
- 2．作用的最适条件不符
- 3．酶的主要动力学性质的不适应
- 4．临床应用的特殊要求
第3页：酶修饰的方向
二．酶修饰的方向
第4页：酶化学修饰的基本原理
三．酶化学修饰的基本原理
- 1．如何增强酶天然构象的稳定性与耐热性
- 2．如何保护酶活性部位与抗抑制剂
- 3．如何维持酶功能结构的完整性与抗蛋白水解酶
- 4．如何消除酶的抗原性及稳定酶的微环境
第5页：第一节内容小结
第一节结束（内容小结）
- 化学修饰原因：稳定性不够，不能适应大量生产的需要；作用的最适条件不符；酶的主要动力学性质的不适应；临床应用的特殊要求
- 酶修饰的方向：核酸水平、蛋白质水平
- 基本原理：增强天然构象稳定性与耐热性；保护活性部位与抗抑制剂；维持功能结构完整性与抗蛋白水解酶；消除抗原性及稳定微环境
第6页：第一节结束
第一节结束，点击返回。
第7页：第二节目录 酶化学修饰的方法及修饰剂
第二节 酶化学修饰的方法及修饰剂
- 一．修饰剂的要求
- 二．酶性质的了解
- 三．反应条件的选择
- 四．酶修饰方法
第8页：修饰剂的要求
一．修饰剂的要求
- 1．修饰剂的分子量、修饰剂链的长度对蛋白质的吸附性
- 2．修饰剂上反应基团的数目及位置
- 3．修饰剂上反应基团的活化方法与条件
第9页：酶性质的了解
二．酶性质的了解
- 1．酶活性部位情况
- 2．酶的稳定条件、酶反应最适条件
- 3．酶分子侧链基团的化学性质及反应活泼性等
第10页：反应条件的选择
三．反应条件的选择
- 1．反应体系中酶与修饰剂的分子比例
- 2．反应体系的溶剂性质，盐浓度和pH条件
- 3．反应温度及时间
第11页：酶修饰方法
四．酶修饰方法
- 1．酶分子侧链基团的化学修饰
- 2．有机大分子对酶的化学修饰
- 3．蛋白质类及其他
第12页：第二节内容小结
第二节结束（内容小结）
第13页：第二节结束
第二节结束，点击返回。
第14页：第三节目录 酶分子侧链基团的化学修饰
第三节 酶分子侧链基团的化学修饰
- 一．几种重要的修饰反应
- 二．特定氨基酸残基侧链基团的化学修饰
- 三．研究新热点
第15页：酰化及其相关反应
一．几种重要的修饰反应：1．酰化及其相关反应：本页主体为酰化修饰反应式，具体试剂与产物建议对照原图补充。
第16页：烷基化反应
2．烷基化反应：本页主体为烷基化修饰反应式，具体试剂与产物建议对照原图补充。
第17页：氧化和还原反应
3．氧化和还原反应：本页主体为氧化还原修饰反应式，具体试剂与产物建议对照原图补充。
第18页：芳香环取代反应
4．芳香环取代反应：本页主体为芳香环取代修饰反应式，具体试剂与产物建议对照原图补充。
第19页：特定氨基酸残基侧链基团的化学修饰
二．特定氨基酸残基侧链基团的化学修饰：本页为总览页，依次展开巯基、氨基、羧基、咪唑基、胍基及二硫键的修饰（具体结构式建议对照原图补充）。
第20页：巯基的化学修饰
- 1．巯基的化学修饰
- 巯基具有很强的亲核性，采用巯基化学修饰剂与酶蛋白侧链上的巯基结合，使巯基发生改变，从而改变酶的空间构象、特性和功能。常用：烷基化剂、酰化基、马来酰亚胺。
第21页：氨基的化学修饰
2．氨基的化学修饰：本页主体为氨基修饰反应式，常用试剂与产物建议对照原图补充。
第22页：羧基的化学修饰
3．羧基的化学修饰：本页主体为羧基修饰反应式，常用试剂与产物建议对照原图补充。
第23页：咪唑基的化学修饰
4．咪唑基的化学修饰：本页主体为咪唑基修饰反应式，常用试剂与产物建议对照原图补充。
第24页：胍基的化学修饰
5．胍基的化学修饰：本页主体为胍基修饰反应式，常用试剂与产物建议对照原图补充。
第25页：核酸类酶的修饰
三．研究热点——核酸类酶的修饰：RNA酶的侧链基团指组成RNA的核苷酸残基上的功能团，主要是核糖2′-位置上的羟基和嘌呤、嘧啶碱基上的氨基和羟基。
第26页：第三节内容小结
第三节结束（内容小结）
- 重要的修饰反应：酰化及其相关反应、烷基化反应、氧化和还原反应、芳香环取代反应
- 特定氨基酸残基侧链基团的化学修饰：巯基、氨基、羧基、咪唑基、胍基、二硫基
第27页：第三节结束
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第28页：大分子结合修饰法的概念
- 大分子结合修饰法（大分子结合法）
- 利用水溶性大分子与酶结合，使酶的空间结构发生某些精细的改变，从而改变酶的特性与功能的方法，简称为大分子结合法。
第29页：常用的水溶性大分子修饰剂
二．常使用的水溶性大分子修饰剂
- 糖及糖的衍生物
- 生物活性大分子
- 具有生物活性的大分子物质
第30页：第四节内容小结与修饰举例
第四节结束（内容小结与举例）
- 概念：大分子结合修饰法
- 常用的水溶性大分子修饰剂：糖及糖衍生物（如聚乙二醇）、生物活性大分子（如肝素）、大分子多聚物（如乙烯酮）
- 举例：精氨酸酶经聚乙二醇（PEG）结合修饰；聚乙二醇对色氨酸酶进行修饰；聚乙二醇结合修饰后的L-天门冬酰胺酶
注：源文件将聚乙二醇列在「糖及糖的衍生物」项下，聚乙二醇实为合成高分子修饰剂，此处沿用源文件归类，建议对照原课件核对。
第31页：第四节结束
第四节结束，点击返回。
第32页：第五节目录 蛋白质类及其它
第五节 蛋白质类及其它
第33页：蛋白质类修饰的修饰剂
一．蛋白质类修饰：血浆蛋白质，其中人血清白蛋白应用较多。
第34页：蛋白质类修饰的常用方法
常用方法
- 1．戊二醛法：戊二醛双功能基团
- 2．碳二亚胺法：碳二亚胺作为交联剂
- 3．活性酯法
第35页：活性酯法：白蛋白琥珀酰化
活性酯法 a：白蛋白琥珀酰化：本页主体为反应示意，具体试剂与条件建议对照原图补充。
第36页：活性酯法：活性酯形成反应
活性酯法 b：活性酯形成反应：本页主体为反应示意，具体活化试剂建议对照原图补充。
第37页：活性酯法：修饰反应
活性酯法 c：修饰反应：本页主体为偶联反应示意，具体产物结构建议对照原图补充。
第38页：金属离子置换修饰的概念
- 金属离子置换修饰
- 通过改变酶分子中所含的金属离子，使酶的特性和功能发生改变的方法称为金属离子置换修饰。
第39页：金属离子置换的常用离子
2．常用离子
- 常用二价金属离子
- 金属离子置换修饰法只适用于本来在结构中含有金属离子的酶
第40页：金属离子置换修饰举例
举例：将锌型蛋白酶的Zn2+除去，然后用Ca2+置换成钙型蛋白酶，则酶活力可提高20-30%。若将钙型蛋白酶制成结晶，则其酶活力比锌型蛋白酶结晶的酶活力提高2-3倍。
第41页：第六节目录 修饰酶的性质及特点
第六节 修饰酶的性质及特点
- 一．热稳定性
- 二．抗原性
- 三．体内半衰期
- 四．最适pH
- 五．酶学性质的改变
- 六．对组织的分布能力变化
第42页：修饰酶的热稳定性
一．热稳定性：热稳定性增加
- 1．修饰剂与酶多点交联，固定了酶的分子构象，增强了酶的热稳定性
- 2．增强酶天然构象的稳定性，减少了酶热失活
第43页：修饰酶的抗原性
二．抗原性：部分可消除。PEG、人血清白蛋白在消除酶抗原性上效果明显。
第44页：修饰酶的体内半衰期
三．体内半衰期：体内半衰期延长。
第45页：修饰酶的最适pH
四．最适pH：有些酶经过化学修饰后，最适pH发生变化。
第46页：酶学性质的改变
五．酶学性质的改变：绝大多数酶经过修饰后，最大反应速度没有改变，但有些酶在修饰后，米氏常数会增大。
第47页：对组织的分布能力变化
六．对组织的分布能力变化：对组织的分布能力有所改变，能在血液中被靶器官选择性地吸收。
第48页：第六节内容小结
第六节结束（内容小结）
- 热稳定性
- 抗原性
- 体内半衰期
- 最适pH
- 酶学性质的改变
- 对组织的分布能力变化
第49页：第六节结束
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第50页：化学修饰在酶结构与功能研究中的应用
第七节 酶化学修饰的应用：一．化学修饰在酶的结构与功能研究中的应用
- 生物技术领域：改变酶的最适pH、改变酶底物专一性、有机溶剂可溶解酶、提高酶耐热、酸、碱的能力
- 理论研究：酶中特定基团之间距离、氨基酸残基的存在状态、酶的大小形状和构象、确定酶活性部位、氨基酸数量顺序测定
- 医药：解除医用酶免疫源性和抗原性、提高医用酶稳定性、延长医用酶体内半衰期
第51页：酶结构与功能研究的三项应用
应用
- 1．研究酶的空间结构
- 2．确定氨基酸残基的功能
- 3．测定酶分子中某种氨基酸的数量
第52页：蛋白质化学修饰的局限性
三．蛋白质化学修饰的局限性
- 化学修饰专一性相对
- 酶的构象有些变化
- 只能在具有极性的氨基酸残基侧链上进行
- 研究酶结构与功能缺乏准确性和系统性
第53页：第七节内容小结
第七节结束（内容小结）
- 化学修饰在酶的结构与功能研究中的应用
- 化学修饰酶在医药和生物技术中的应用
- 蛋白质化学修饰的局限性
第54页：第七节结束
第七节结束，点击返回。
