【6.8.1】抗体酶-催化性抗体

抗体酶,又称为催化抗体(catalytic antibody),是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物,本质上是一类具有催化活力的免疫球蛋白,在其可变区赋予了酶的属性。

抗体酶的历史可以追溯到Pauling在1948年发的一篇论文。Pauling用过渡态理论阐明了酶催化的实质,他认为酶之所以具有高效的催化能力是因为它能特异性结合并稳定了反应的过渡态,从而降低反应活化能。1969年Jencks在过渡态理论的基础上猜想:若抗体能结合反应的过渡态,理论上它能够具有催化活性。

1984年Lerner进一步推测:以过渡态类似物作为半抗原,那么其诱导出的抗体与该类似物就有互补的构象。当这种抗体与底物结合后,就能诱导底物进入过渡态构象,从而起到催化作用。根据这个猜想,Lerner和P.C. Schultz分别领导各自的研究小组开展研究,他们使用膦酸酯作为半抗原成功得到催化羧酸酯和碳酸酯水解的抗体酶,并于1986年将研究结果同时发表在Science杂志上。

抗体酶具有典型酶的特性:

  • 与底物结合的专一性,包括立体专一性;具有高效催化活性;
  • 抗体酶还具有与天然酶相近的动力学特性及pH依赖性。

抗体酶的制备方法主要有诱导法、引入法、拷贝法三种途径。诱导法是利用反应过渡态类似物为半抗原制作单克隆抗体,筛选出具高催化活性的单抗即抗体酶;引入法则借助选择性的化学修饰、基因工程和蛋白质工程将催化基团和辅助因子引入到特异抗体的抗原结合位点上,使其获得催化功能。拷贝法主要根据抗体生成过程中抗原-抗体互补性来设计的。

  • 抗体是由机体对付外来抗原分子引起的免疫反应而产生的一种免疫球蛋
  • 由过渡态类似物诱导产生的抗体有可能稳定反应的过渡态,并且通过迫使 底物进入过渡态结构而进行催化
  • 抗体酶的例子: 催化可卡因的水解

参考资料

  • 南京大学 杨荣武老师 《结构生物学》课件
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