抗體酶

抗體酶（Abzyme）也稱催化性抗體，是具有催化活性的單株抗體。它是抗體的高度特異性與酶的高效催化性的結合產物，其實質是一類在可變區賦予了酶活性的免疫球蛋白。

抗體酶的歷史可以追溯到萊納斯·鮑林在1948年發的一篇論文。目前已有可催化10多種反應的抗體酶，例如酯和酰胺的水解。不過，抗體酶的催化活性一般不是很高，主要原因可能是抗原-抗體間的結合比酶的催化機制要簡單得多。

歷史

1946年，鮑林(Pauling)用過渡態理論闡明了酶催化的實質，即酶之所以具有催化活力是因為它能特異性結合併穩定化學反應的過渡態（底物激態），從而降低反應能級。1969年傑奈克斯(William P. Jencks)在過渡態理論的基礎上猜想：若抗體能結合反應的過渡態，理論上它則能夠獲得催化性質。

1984年理查德·勒納(Richard A. Lerner)進一步推測：以過渡態類似物作為半抗原，則其誘發出的抗體即與該類似物有着互補的構象，這種抗體與底物結合後，即可誘導底物進入過渡態構象，從而引起催化作用。根據這個猜想勒納和彼得·舒爾茨(Peter G. Schultz)分別領導各自的研究小組獨立地證明了：針對羧酸酯水解的過渡態類似物產生的抗體，能催化相應的羧酸酯和碳酸酯的水解反應。1986年美國Science雜誌同時發表了他們的發現，並將這類具催化能力的免疫球蛋白稱為抗體酶或催化抗體。1994年，彼得·舒爾茨和理查德·勒納獲得了著名的沃爾夫化學獎，以開發許多反應的催化抗體，並將他們的研究推廣到一個重要的酶學領域。

特性

抗體酶具有典型的酶反應特性；與配體(底物)結合的專一性，包括立體專一性，抗體酶催化反應的專一性可以達到甚至超過天然酶的專一性；具有高效催化性，一般抗體酶催化反應速度比非催化反應快104～108倍，有的反應速度已接近於天然酶促反應速度；抗體酶還具有與天然酶相近的米氏方程動力學及pH依賴性等。 將抗體轉變為酶主要通過誘導法、引入法、拷貝法三種途徑。誘導法是利用反應過渡態類似物為半抗原製作單株抗體，篩選出具高催化活性的單抗即抗體酶；引入法則藉助基因工程和蛋白質工程將催化基因引入到特異抗體的抗原結合位點上，使其獲得催化功能，拷貝法主要根據抗體生成過程中抗原-抗體互補性來設計的。博萊克(Pollack)等以硝基苯酚磷酸膽鹼酯作為半抗原誘導產生單抗，經篩選找到加快水解反應1.2萬倍的抗體酶。

主要功能

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抗體酶可催化多種化學反應，包括酯水解、酰胺水解、酰基轉移、光誘導反應、氧化還原分應、金屬螯合反應等。其中有的反應過去根本不存在一種生物催化劑能催化它們進行，甚至可以使熱力學上無法進行的反應得以進行。 抗體酶的研究，為人們提供了一條合理途徑去設計適合於市場需要的蛋白質，即人為地設計製作酶。它是酶工程的一個全新領域。利用動物免疫系統產生抗體的高度專一性，可以得到一系列高度專一性的抗體酶，使抗體酶不斷豐富。隨之出現大量針對性強、藥效高的藥物。立本專一性抗體酶的研究，使生產高純度立體專一性的藥物成為現實。以某個生化反應的過渡態類似物來誘導免疫反應，產生特定抗體酶，以治療某種酶先天性缺陷的遺傳病。抗體酶可有選擇地使病毒外殼蛋白的肽鍵裂解，從而防止病毒與靶細胞結合。抗體酶的固定化已獲得成功，將大大地推進工業化進程。