酶工程 核酶和抗体酶(6.4)--6.1

什么是抗体酶？抗体酶有何特性？答：

抗体酶指既是抗体又具有催化功能的蛋白质。因为它是具有催化活性的抗体，故又称为“催化性抗体”。

抗体酶具有典型的酶反应特性；与配体(底物)结合的专一性，包括立体专一性，抗体酶催化反应的专一性可以达到甚至超过天然酶的专一性；具有高效催化性，一般抗体酶催化反应速度比非催化反应快104～108倍，有的反应速度已接近于天然酶促反应速度；抗体酶还具有与天然酶相近的米氏方程动力学及pH依赖性等。抗体酶与天然酶相比，最大的优点在于抗体的种类繁多，抗体的精细识别性使其能结合几乎任何天然的或合成的分子，制备成功的抗体酶不但能催化一些天然酶能催化的反应，而且还能催化一些天然酶不能催化的反应。

简述抗体酶的制备原理。答：

抗体酶的制备主要有诱导法、引入法、拷贝法等方法。诱导法是利用反应过渡态类似物为半抗原制作单克隆抗体，筛选出具高催化活性的单抗即抗体酶；引入法则借助基因工程和蛋白质工程将催化基因引入到特异抗体的抗原结合位点上，使其获得催化功能；拷贝法主要根据抗体生成过程中抗原-抗体互补性来设计的。

核酶是如何发现的? 核酶的发现有什么重要意义？答：

1982年，美国的T.Cech等研究发现原生动物四膜虫的26SrRNA前体能够在完全没有蛋白质的情况下，自我加工、拼接，得到成熟的rRNA。

1983年，S.Altman等研究RNaseP时发现，将RNaseP的蛋白质与RNA分离，分别测定，发现蛋白质部分没有催化活性；RNaseP的蛋白质部分除去并提高Mg2+，则留下的RNA部分具有与全酶相同的催化活性。

催化 寡聚核苷酸 底物的切割1986年，T.Cech又发现在一定条件下，L19RNA能专一地 与连接，具有核糖核酸酶和RNA聚合酶的活性。

核酶的发现，证明了核酸既是信息分子，又是功能分子，对于研究生命的起源，了解核酸新功能，以及重新认识酶的概念等都具有重要意义。

简述L19 RNA（L19 IVS）的生成及其催化反应。答：

1982年Cech等人在研究四膜虫前体rENA拼接机制时发现，在没有仟何蛋白质酶参与下，几秒钟内自动切除含有413nt的IVS(间插序列片段intervening

sequcnce，IVS)，并产生成熟的rRNA，但反应体系需镁离子和鸟苷酸或鸟苷(均需有3￠-OH)参与。反应过程是：G3￠-OH和U3￠-OH 向IVS剪接点进行亲核攻击，IVS被准确地切开，两段外显于接在一起，并释放出5￠端带有G的线性IVS(G-IVS，414nt)。G-IVS可通过自身环化和切割去掉5￠端19核苷酸片段后，生成L-19IVS（395nt）（图：略）。

1986年，T．Cech又发现L19RNA在一定条件下能够以高度专一性的方式去催化寡聚核糖核苷酸底物的切割与连接。在离体条件下，L-19IVS可催化五聚胞苷酸形成或长或短的多聚胞苷酸（图：略）。L-19IVS具有多种酶的功能，相当于蛋白质催化剂的核苷酸转移酶、磷酸二酯酶、磷酸转移酶、酸性磷酸酯酶和RNA限制性内切酶等五种酶活性。