酶分子修飾

酶分子修飾

酶分子修飾通過對蛋白酶主鏈的剪接切割和側鏈的化學修飾對酶分子進行改造,改造的目的在於改變酶的一些性質,創造出天然酶不具備的某些優良性狀,擴大酶的套用以達到較高的經濟效益。

方法

1、金屬離子置換修飾:定義:通過改變酶分子中所含的金屬離子,使酶的特性和功能發生改變的方法。常用於酶分子修飾的是二價金屬離子,如:Ca2+,Mg2+,Mn2+,Zn2+,Co2+,Cu2+,Fe2+等。

2、大分子結合修飾:定義:利用水溶性大分子與酶結合,使酶的空間結構發生精細改變,從而改變酶的特性與功能的方法。常用修飾劑:右旋糖酐、聚乙二醇、肝素、蔗糖聚合物、聚胺基酸等。使用前一般需經過活化,然後在一定條件下與酶分子共價結合。

3、酶側鏈水解修飾(肽鏈有限水解修飾):定義:有些酶的肽鏈經有限水解,使酶的空間結構發生某些精細改變,從而改變酶的特性和功能的方法。酶蛋白主鏈修飾主要是靠酶切/酶原激活法。方法有:(1)加常用修飾劑:專一性較強的蛋白酶或肽酶;(2)其他:如EDTA+純水或稀鹽酸透析處理枯草桿菌中性蛋白酶,可使其部分水解。

4、酶分子的側鏈基團修飾:定義:採用一定的方法(化學法)使酶蛋白的側鏈基團發生改變,從而改變酶分子的特性和功能的修飾方法。組成蛋白質的胺基酸殘基上的功能團,側鏈基團改變引起酶蛋白空間構象的改變,從而改變酶的特性和功能。常見被修飾的基團有:羧基、氨基、巰基、咪唑基、酚羥基、胍基、色氨酸吲哚基

修飾劑的要求

一般情況下,要求修飾劑具有較大分子量、有良好的水溶性和生物相容性,修飾後酶的半衰期長。

酶性質的了解

應熟悉酶的分子結構,活性部位,側鏈集團。反應活性溫度、PH等。

反應條件的選擇

反應要在酶穩定的環境下進行,避免破壞酶的活性集團。控制酶分子與修飾劑的分子比例,反應溫度,時長。確保酶的高結合率和高回收率。

基因工程修飾

酶的基因工程主要利用基因工程解決酶的大量生產和天然酶分子的改造。

雜交酶

在酶的蛋白質基礎上利用基因工程將兩種或兩種以上的酶的不同結構片段構成新的酶,使酶具有多種生產需要的功能特點。

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