发酵工程综述娄宏跃( 12 级生物工程专业( 1) 班) 摘要: 抗体酶是具有催化活性的免疫球蛋白, 又被称为催化抗体。[1]由于它兼具抗体的高度选择性和酶的高效催化性, 因而催化抗体制备技术的开发预示着能够人为生产适应各种用途的, 特别是自然界不存在的高效催化剂, 对生物学、 化学和医学等多种学科有重要的理论意义和有用价值。本文主要对抗体酶的生产工艺及其应用进行综述。关键词: 抗体酶; 发酵; 微生物; 酶工程前言: 自从 1986 年 Schultz 和 Lerner 首次证实由过渡态类似物为半抗原,经过杂交瘤技术产生的抗体具有类似酶的催化活性以来,抗体酶一直是科学界的”宠儿”。[2]短短十几年,抗体酶已显示出在许多领域的潜在应用价值,包括许多困难和能量不利的有机合成反应,前药设计,临床治疗,材料科学等多个方面。抗体酶和天然酶在功能上有许多相似之处,如催化效率高,具有专一性、 区域和立体选择性,可进行化学修饰和具有辅助因子等,而且在饱和动力学与竞争性抑制方面也极其相似。一、 抗体酶的发现1946 年, Pauling 用过渡态理论阐明了酶催化的实质, 即酶之因此具有催化活力是因为它能特异性结合并稳定化学反应的过渡态(底物激态), 从而降低反应能级。她指出, 酶经过某种方式与高能、 短寿命的过渡态结合而起催化作用。这个过渡态构型中某些键在形成, 另一些键在断裂, 存在时间极短, 半衰期约为 10~10s, 实际中极难捕获。[3]同时, Pauling 又指出酶和抗体的根本不同在于前者选择性的结合一个化学反下载后可任意编辑应的过渡态, 而抗体则是结合一个基态分子。既然过渡态分子难以捕获, 而过渡态类似物是能够模拟一个酶催化反应过渡态的结构的稳定物质, 于是人们就设想, 只要寻找到与反应中决定性步骤的相应酶紧密结合的酶竞争性抑制剂, 就等于发现了过渡态类似物; 还有一种思路, 就是这种类似物也能根据化学反应机制推测设计出来。然后, 以过渡态类似物为半抗原, 利用哺乳动物的免疫系统, 诱导与其互补构象的抗体产生, 这种抗体即具有催化活性——这就是1969 年 Jencks 提出的, 她进展了 Pauling 的理论; 接着, Kohler 和Milstein 于 1975 年制造了具有历史意义的单克隆技术, 使抗体酶的生产成为可能。[4]Lerner 和 P．C．Schultz 分别领导各自的讨论小组独立地证明了: 针对羧酸酯水解的过渡态类似物产生的抗体, 能催化相应的羧酸酯和碳酸酯的水解反应。1986 年美国《Science》杂志...
