酶的化学修饰.docx

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1、酶分子化学修饰研究摘要：酶是高效的生物催化剂,在工业和临床医药上有着广泛的应用。但由于酶是蛋白质,稳定性差,受外界条件的影响大,因而严重制约了其应用。而通过化学手段在分子水平上对酶进行改造，可有效地改善酶的性质，为酶广泛的应用提供更广泛的前景。综述酶分子的化学修饰方法和酶化学修饰领域的主要应用，以及其最新进展。关键词：酶；化学修饰；应用StudyonchemicalmodificationofenzymeAbstract:Enzymesareefficientbiocatalystsandiswidelyusedinindus

2、tryandclinicalmedicine.Butbecausetheenzymesthatareproteinshaspoorstabilityandwasaffectedbyexternalconditions,whichrestrictsitsapplication.Themethodofchemicalmodificationthatmodifiedenzymeatthemolecularlevelcaneffectivelyimprovethepropertiesoftheenzymeandprovideabroa

3、derprospectforapplicationofenzymewidely.Themainapplicationofenzymeinchemicalmodificationandchemicalmodificationofenzymeinthefield,andthelatestprogress.Keywords:Enzyme;chemicalmodification;application酶是生物催化剂，它具有底物专一性强、催化效率高和反应条件温和等显著特点[1]。在所有生物生命活动的物质代谢中,各种生物化学反应都是在酶

4、的催化作用下高效有序地进行。作为生物催化剂，酶虽然有许多优点，但是与化学催化剂相比较，又有很多缺点。比如对反应条件具有严格的要求,一般要求温和的反应条件，如适宜的温度和pH值等，这就大大限制了酶在工业、农业生产中的应用[2]。如医用酶就有稳定性差、分子量过大、成本高、来源有限、有异体反应等缺点，这也使得酶的应用受到很大限制。这促使科研工作者须不断地开展新的研究，发现新的酶或者利用新方法来改变或提高酶的原有性质，以满足各种反应条件对酶的需求，克服天然酶的缺陷。酶的化学修饰就是在分子水平上对酶进行改造，即利用化学手段将大分子或某些

5、功能基团连接到酶分子上，改变酶的理化性质，最终达到改变酶的催化性质的目的[1,3]。尽管基因改造已经大体上替代了化学修饰酶的方法，但化学修饰依然是一种提高蛋白质稳定性的有效方法。虽然基因操作技术有了巨大的成功，酶的化学修饰依然有一些明显的优势，比如化学修饰可以将各种各样的化学基团引入酶蛋白的结构中，不需要对蛋白的结构有清楚地了解，相对于基因操作更短的时间需要，及在酶蛋白正确折叠中的作用[4]。1，酶化学修饰的简介通过主链的“切割”、“剪接”和侧链基团的“化学修饰”对酶蛋白进行分子改造，以改变其理化性质及生物活性。这种应用化学方

6、法对酶分子施行种种“手术”的技术，称为酶分子的化学修饰。自然界本身就存在着酶分子改造修饰过程，如酶源激活、可逆共价调节等，这是自然界赋予酶分子的特异功能，提高酶活力的措施[5]。从广义上说，凡涉及共价部分或部分共价键的形成或破坏的转变都可看作是酶的化学修饰。从狭义上说，酶的化学修饰则是指在较温和的条件下，以可控制的方式使一种蛋白质同某些化学试剂起特异反应，从而引起单个氨基酸残基或其功能基团发生共价的化学改变[6]。酶化学修饰的目的在于人为地改变天然酶的一些性质，创造天然酶所不具备的某些优良特性甚至创造出新的活性，来扩大酶的应用

7、领域，促进生物技术的发展。通常，酶经过改造后，会产生各种各样的变化包括提高生物活性，增强在不良环境中的稳定性，针对异体反应，降低生物识别能力。可以说，酶化学修饰在理论上为生物大分子结构与功能关系的研究提供了实验依据和证明，是改善酶学性质和提高其应用价值的一种非常有效的措施[6,7]。2，酶化学修饰的方法酶分子的化学修饰，就是在分子水平上对酶进行改造，包括对酶分子主链结构的改变和对其侧链基团的改变。前者是分子生物学层次上的修饰，即在己知酶的结构与功能关系的基础上，有目的地改变酶的某一活性基团或氨基酸残基，从而使酶产生新的性状，又

8、称理性分子设计。理性分子设计主要应用于改造酶的底物特异性、催化特性及热稳定性等。然而，由于对酶的结构、功能和作用机制没有完全了解，而且仅仅把氨基酸序列的同源性作为氨基酸取代的标准,加上氨基酸取代后有可能导致酶构象的改变，所以，并非所有的理性分子设计都能取得预期的效果，这就严重