1、 主主 講講 陳陳 惠惠概念：抗體酶 或催化抗體（Catalytic antibody)是一種新型人工酶制劑，是一種具有催化功能的抗體分子，在其可變區賦予了酶的屬性。它是利用現代生物學與化學的理論與技術交叉研究的成果，是抗體的高度選擇性和酶的高效催化能力巧妙結合的產物。免疫球蛋白的結構與功能免疫球蛋白的結構與功能1抗原抗原(antigen)抗體抗體(antibody)的一般的一般概念概念2、免疫球蛋白結構、免疫球蛋白結構 （1） 一級結構一級結構 （2） 空間結構空間結構IgGIgG與抗原形成與抗原形成 的交聯晶格的交聯晶格l1、與天然酶相比抗體酶的特點l 能催化一些天然酶不能催化的反應l 有

2、更強的專一性和穩定性l 催化作用機制不同l2、抗體酶和非催化性抗體作用的比較l 更高的反應特異性l 反應的可逆性l 反應的量效性l 反應過程l1、過渡態理論與抗體酶l2、抗體酶催化的三種重要反應機制l 水解作用機制l 基團轉移l 連續反應機制l3、抗體酶催化反應的介質效應l 酯解反應中介質效應 ： 抗體酶在有機溶劑中具穩定性。l 脫羧反應中介質效應 ；有機溶劑引起脫羧反應速率增加。l 酰基轉移反應中介質效應 ：在疏水溶劑中，活性較高。l1、轉酰基反應l2、水解反應l3、Claisen重排反應l4、酰胺合成反應l5 Diels-Alder反應l6、轉酯反應l7、光誘導反應l8、氧化還原反應l9、

3、脫羧反應l10、順反異構化反應l1、細胞融合法：用設計好的半抗原，通過間隔鏈與載體蛋白（如牛血清白蛋白）偶聯制成抗原。然后對此抗原進行免疫，使宿主有機體針對抗原產生抗體，產生抗體的脾臟細胞與骨髓細胞相融合。融合得到的雜交細胞既能產生抗體又能在體外培養。將雜交體克隆化，即能產生單一均勻的抗體。2、抗體結合位點化學修飾法：抗體酶和酶一樣也可以用化學修飾法加以改造。對抗體酶進行結構修飾的關鍵是找到一種溫和的方法在抗體結合位置或附近引入具有催化功能的基因。游離巰基就是適合的基團之一，它具有高親核性，易于氧化，及能通過二硫化物進行交換反應或親電反應而選擇性修飾的特點3 . 引入輔助因子法 很多天然酶活性

4、中心都含有金屬離子。很多天然酶活性中心都含有金屬離子。Lerner等將金屬離子引入抗體酶，成功地催化等將金屬離子引入抗體酶，成功地催化了肽鍵的選擇性水解。他們用三乙撐胺了肽鍵的選擇性水解。他們用三乙撐胺Co3+鹽鹽作為金屬離子輔因子，所用半抗原分子帶有一作為金屬離子輔因子，所用半抗原分子帶有一肽鍵。且通過羧根及仲胺基與金屬離子相連。肽鍵。且通過羧根及仲胺基與金屬離子相連。將此半抗原通過共價鍵連接在載體蛋白免疫動將此半抗原通過共價鍵連接在載體蛋白免疫動物產生的抗體，在金屬離子復合物作為輔因子物產生的抗體，在金屬離子復合物作為輔因子的參與下，這些抗體酶能選擇性水解甘氨酸和的參與下，這些抗體酶能選擇

5、性水解甘氨酸和丙氨酸之間的肽鍵丙氨酸之間的肽鍵 .用生物工程的方法產生抗體用生物工程的方法產生抗體 Fab片斷由輕鏈和重鏈的片斷由輕鏈和重鏈的VH及及CH1部分部分組成，作為一種催化劑，抗體酶有這樣的片組成，作為一種催化劑，抗體酶有這樣的片斷就行，無須完整的抗體分子。從人或動物斷就行，無須完整的抗體分子。從人或動物的抗原中抽取基因，然后用酶反應復制基因的抗原中抽取基因，然后用酶反應復制基因的聚合酶鏈反應（的聚合酶鏈反應（PCR）技術重新鑄造輕鏈技術重新鑄造輕鏈和重鏈，這樣就可以把這些基因組合成和重鏈，這樣就可以把這些基因組合成100萬個含有成對輕鏈和重鏈的基因庫。這些基萬個含有成對輕鏈和重鏈的

6、基因庫。這些基因庫是存儲在細菌病毒里，通過隨機地將基因庫是存儲在細菌病毒里，通過隨機地將基因和輕重鏈結合的方法，就可大量制造因和輕重鏈結合的方法，就可大量制造Fab片斷了。片斷里的基因是通過細菌的形式表片斷了。片斷里的基因是通過細菌的形式表達出來的。這就可在細菌培養中繁殖數百萬達出來的。這就可在細菌培養中繁殖數百萬計不同抗體。計不同抗體。抗原和抗體抗原和抗體 當外源物性物質，如蛋白質、毒素、糖當外源物性物質，如蛋白質、毒素、糖蛋白、脂蛋白、核酸、多糖、顆粒（細菌、蛋白、脂蛋白、核酸、多糖、顆粒（細菌、細胞、病毒）進入人或動物體內時，機體的細胞、病毒）進入人或動物體內時，機體的免疫系統便產生相應

7、的免疫球蛋白（免疫系統便產生相應的免疫球蛋白（immune globin），），并以之結合，以消除異物的毒害。并以之結合，以消除異物的毒害。此反應稱為免疫反應，此異物便是抗原，此此反應稱為免疫反應，此異物便是抗原，此球蛋白便是抗體球蛋白便是抗體。5、拷貝法：用酶作為抗原免疫動物得到抗酶的抗、拷貝法：用酶作為抗原免疫動物得到抗酶的抗體，再將此抗體免疫動物并進行單克隆化，獲得體，再將此抗體免疫動物并進行單克隆化，獲得單克隆的抗抗體。對抗抗體進行篩選，獲得具有單克隆的抗抗體。對抗抗體進行篩選，獲得具有原來酶活性的抗體酶。原來酶活性的抗體酶。6、共價抗原免疫法、共價抗原免疫法 這是在親和標記抑制劑基礎

8、上發展起來的新的這是在親和標記抑制劑基礎上發展起來的新的抗體酶制備方法。以親和標記劑為半抗原，則抗抗體酶制備方法。以親和標記劑為半抗原，則抗體結合部位將產生與親和基團電荷性質相反的基體結合部位將產生與親和基團電荷性質相反的基團，如親核性，親電性氨基酸，酸性氨基酸，堿團，如親核性，親電性氨基酸，酸性氨基酸，堿性氨基酸等。性氨基酸等。五、抗體酶的篩選1、ELISA法；用法；用ELISA法篩選對半抗原有親和力法篩選對半抗原有親和力的單克隆抗體的單克隆抗體 。2、酶學活性檢測法：直接用反應底物檢測細胞培、酶學活性檢測法：直接用反應底物檢測細胞培養液中抗體的酶活性。養液中抗體的酶活性。3、短過渡態類似物

9、法：以過渡態類似物中含有的、短過渡態類似物法：以過渡態類似物中含有的必需基團的基本結構單元做為篩選單克隆抗體的必需基團的基本結構單元做為篩選單克隆抗體的標準。標準。4、基因篩選法、基因篩選法 ：應用基因探針，對基因抗體庫：應用基因探針，對基因抗體庫進行分析和篩選。進行分析和篩選。六、抗體酶的應用前景1、 抗體酶在幫助戒毒方面的應用抗體酶在幫助戒毒方面的應用 Landry等用可卡因水解的過渡態類似物等用可卡因水解的過渡態類似物-磷酸單酯磷酸單酯為半抗原，產生的單克隆抗體能催化可卡因的分解，為半抗原，產生的單克隆抗體能催化可卡因的分解，其催化活性和血液中催化可卡因的丁酰膽堿酯酶差其催化活性和血液中

10、催化可卡因的丁酰膽堿酯酶差不多，水解后的可卡因片斷失去可卡因刺激功能。不多，水解后的可卡因片斷失去可卡因刺激功能。因此，用人工抗體酶的被動免疫也許能阻斷可卡因因此，用人工抗體酶的被動免疫也許能阻斷可卡因上癮，達到戒毒目的上癮，達到戒毒目的 。2.抗體酶用于腫瘤治療 目前正在發展一種稱為抗體介導前藥治療目前正在發展一種稱為抗體介導前藥治療（ADEPT）技術，即將能水解前藥釋放出腫瘤技術，即將能水解前藥釋放出腫瘤細胞毒劑的酶和腫瘤專一性抗體相偶聯，這樣酶細胞毒劑的酶和腫瘤專一性抗體相偶聯，這樣酶就會通過和腫瘤結合的抗體而存在于細胞的表面。就會通過和腫瘤結合的抗體而存在于細胞的表面。靜脈給藥后，當藥

11、物擴散至腫瘤細胞的表面或附靜脈給藥后，當藥物擴散至腫瘤細胞的表面或附近，抗體酶就會將前藥迅速水解釋放出抗腫瘤藥近，抗體酶就會將前藥迅速水解釋放出抗腫瘤藥物，從而提高腫瘤細胞局部藥物濃度，增強對腫物，從而提高腫瘤細胞局部藥物濃度，增強對腫瘤的殺傷力，達到提高腫瘤化療效果的目的。當瘤的殺傷力，達到提高腫瘤化療效果的目的。當然交藥只能被抗體酶水解而不能被內源性酶水解，然交藥只能被抗體酶水解而不能被內源性酶水解，抗原還要盡量減少免疫原性抗原還要盡量減少免疫原性 。 免疫球蛋白免疫球蛋白IgG的一級結構的一級結構IgG的三級結構的三級結構IgG與抗原形成與抗原形成 的交聯晶格的交聯晶格酶酶 聯聯 免免 疫疫 分分 析析酶 聯 免 疫 吸 附 分 析酶 聯 免 疫 吸 附 分 析 （ e n z y m e - l i n k e d immunosorbent assay ELISA）是將酶作為標是將酶作為標記物質，使之和抗原（或抗體）結合形成酶與記物質，使之和抗