5、 蛋白质与酶的修饰技术
1、酶分子修饰的概念和意义:
概念:通过各种方法改变蛋白/酶的分子结构,从而改变其某些特性和功能。主要途径有化学途径和分子生物学途径。 意义:
① 提高蛋白/酶的活力,满足/适应生产工艺的要求 ② 增强蛋白/酶的稳定性
③ 提高、降低或消除蛋白/酶的抗原性 ④ 研究和了解蛋白/酶的结构:
⑤ 弥补天然蛋白的不足,赋予优良性状 2、化学修饰的手段与方法:
经常被修饰的残基:亲核:丝、半胱、甲硫、苏、赖、组 亲点:酪、色 3、侧链基团的修饰
(1)羧基修饰反应----------水溶性碳二亚胺类(最标准)、硼氟化三甲烊盐
(2)氨基修饰:采用某些化合物使酶分子侧链氨基发生改变,从而改变酶蛋白的空间构象的方法称为氨基修饰
① 亚硝酸
② 2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)、
③
④
(3)巯基修饰:巯基在许多酶中是活性中心的催化基团,巯基还可与另一巯基形成二硫键,因此对稳定酶的结构和发挥催化功能具有重要的作用。常用修饰剂:烷基化试剂(碘乙酸、碘乙酰胺)、马来酰亚胺
(4)咪唑基修饰:组氨酸(咪唑基)位于许多酶的活性性中心。常用咪唑基修饰剂:焦碳酸二乙酯(DPC)和碘代乙酸
(5)酚羟基(酪氨酸)修饰反应:Tyr(酪氨酸)残基修饰主要是酚羟基的修饰,Thr和Ser残基修饰为羟基修饰,但反应条件苛刻
(6)胍基(精氨酸)化学修饰反应:采用二羰基化合物与胍基反应生成稳定的杂环,从而改变酶分子空间构象的方法。修饰剂:丁二酮、1,2-环己二酮、丙二醛和苯乙二醛(二羰基化合物)
(7)吲哚基(色氨酸)化学修饰反应:
4、大分子结合(共价)修饰:修试剂:聚乙二醇(PEG)、单甲氧基聚乙二醇(MPEG)、右旋糖酐
5、分子内交联修饰:双功能基团化合物(双功能试剂):戊二醛、己二胺、葡聚糖二乙醛等,在酶蛋白分子中相距较近的两个侧链基团之间形成共价交联,从而提高酶稳定性的修饰方法。
6、金属离子置换修饰:把酶分子中的金属离子换成另一种金属离子,使酶的特性和功能发生改变的修饰方法。作用如下:
① 阐明金属离子对酶催化作用的影响 ② 提高酶活力 ③ 增强酶的稳定性 ④ 改变酶的动力学特性
7、氨基酸化学置换修饰:将酶分子肽链上的某一个氨基酸换成另一个氨基酸的修饰方法。缺点:难度大,成本高,专一性差,而且对酶分子逐个进行修饰,操作复杂,难以工业化生产。
8、蛋白质片段嵌合修饰:一个天然多肽与一个人造多肽(或化学修饰)相缔合,产生半合成结构
9、分子生物学方法:定点突变技术

