理论教育 生物催化反应与转化原理-化学修饰的生物催化剂

生物催化反应与转化原理-化学修饰的生物催化剂

时间:2023-11-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:生物催化剂的化学修饰即酶分子的修饰。目前用于生物催化的酶主要是蛋白质酶,因此,通过各种方法使蛋白分子的结构发生某些变化,从而改变酶的某些特性和功能的技术过程即称为酶分子修饰。为了克服酶的弱点,人们进行了酶分子修饰方面的研究。然而归纳起来,酶分子修饰主要有主链修饰、侧链基团修饰、组成单位置换修饰、金属离子置换修饰和物理修饰等。

生物催化反应与转化原理-化学修饰的生物催化剂

生物催化剂的化学修饰即酶分子的修饰。由于核酶的研究只有20余年的历史,对核酸类酶的修饰研究较少。目前用于生物催化的酶主要是蛋白质酶,因此,通过各种方法使蛋白分子的结构发生某些变化,从而改变酶的某些特性和功能的技术过程即称为酶分子修饰。从广义上说,凡通过化学基团的引入或除去,而使蛋白质共价结构发生改变,都可称为蛋白质的修饰。蛋白酶、氨基转移酶和氧化还原酶等的修饰,近年来都取得了一定的进展。

酶分子的完整空间结构赋予酶分子以生物催化的功能,使酶具有催化效率高、专一性强和作用条件温和的特点。但也正是酶的分子结构具有使酶稳定性较差、活性不够高等弱点,使酶的应用受到限制。为了克服酶的弱点,人们进行了酶分子修饰方面的研究。

酶分子技术不断发展,修饰方法多种多样。然而归纳起来,酶分子修饰主要有主链修饰、侧链基团修饰、组成单位置换修饰、金属离子置换修饰和物理修饰等。

利用酶分子主链的切断和连接,使酶分子的化学结构及其空间结构发生某些变化,从而改变酶的特性和功能的方法,称为酶分子的主链修饰。主链的切断如酶原的活化,主链的连接如在1个酶分子上具有两种或多种催化活性的多酶融合体,这些都是主链修饰的分子。(www.daowen.com)

通过对酶分子主链的修饰,有可能提高酶的催化活性,降低或消除酶的抗原性,并可以知道酶活性中心在主链上的位置,从而了解主链的不同位置对酶的催化功能的贡献等。

酶分子侧链的修饰主要有羧基的化学修饰、氨基的化学修饰、精氨酸胍基的修饰、巯基的化学修饰、组氨酸咪唑基的修饰、色氨酸吲哚基的修饰、氨酸残基和脂肪族羟基的修饰、甲硫氨酸甲硫基的修饰等。通过对酶分子侧链基团的修饰,可以提高酶的活力、增加酶的稳定性、降低酶的抗原性,并且可能引起酶催化特性和催化功能的改变,提高酶的使用价值。

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