浅析抗体酶存在的问题及解决方案

尹孟慧 范的国 周丽娟

浅析抗体酶存在的问题及解决方案

尹孟慧 范的国 周丽娟

（河北省沧州市东光县农业局，河北东光 061600）

抗体酶又叫催化抗体，兼具抗体的高度选择性和酶的高效性，可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。本文主要介绍了抗体酶的存在的问题并予以解决措施。

抗体酶；问题；解决措施

抗体酶是一种具有催化活性的免疫球蛋白，它既有抗体的高度选择性，又有酶的高效性。因此它的发现不仅提供了研究生物催化过程的新途径，而且能为生物学、化学和医学提供具有高度特异性的人工生物催化剂，并可以根据需要使人们获得具有某些不能被酶催化或较难催化的化学反应催化剂。抗体酶的出现，意味着有可能出现简单有效的方法，从而人们可凭主观愿望来设计蛋白质。这一发现是利用生物学和化学成果在分子水平上交叉渗透研究的产物。尽管抗体酶的研究和应用已经取得了很大的进展，但离实际或规模应用还存在不小的差距，主要原因是人们对抗体酶的认识还很肤浅，还有很多问题亟待解决，归纳起来大致有以下几方面的问题：

1 抗体酶现阶段存在的问题及解决策略

1.1抗体酶存在的问题

（1）催化效率。抗体酶是不对称合成的理想催化剂，其催化反应的范围十分广泛，而且还在不断拓展。但也应看到抗体酶在应用过程中的局限性，至今只有少数的抗体酶已经获得实际应用，而综合考虑抗体酶的来源、费用、可靠性和催化效率等因素后，绝大多数的抗体酶还远未达到实用阶段。其中催化效率是抗体酶能否实现实用的关键因素，因为它直接关系到反应时间是否合理、反应的收率是否可以被人们接受。从目前的情况来看，与酶的催化速度相比较，大部分抗体酶的反应速度要低2～3个数量级。

（2）抗体酶的筛选。目前的筛选方法一般是通过对半抗原亲合力的大小进行筛选，而不是通过催化活性的大小来进行，此时的问题是，与半抗原的亲和力最大的抗体却不一定是最好的抗体酶。

（3）抗体酶的专一性。从经济观点出发，与酶催化一样，抗体酶的专一性在一些情况下却是一个明显的缺陷，因为在这些情况下，人们不得不需要不同的抗体酶来催化每一个底物或每一个反应，因此，开发能催化多种底物的抗体酶显然是应用研究所追求的一个重要目标。

1.2解决策略

（1）多种半抗原的综合应用过渡态类似物与过渡态总是存在差异，但是要做到过渡态类似物的某一部分与过渡态的相应部分相同却是可能的，可以合成多种的过渡态类似物，每一类似物都与过渡态的某一部分相同，以这样的相似物连续免疫动物，多次采用杂交技术，最后得到的抗体酶的催化性能就能优于单一类似物所诱导的抗体酶。

（2）克隆免疫反应因子的基因通过扩增免疫动物的脾细胞或杂交细胞的信使RNA，得出单独产生重链和轻链的噬菌体文库，然后通过载体中存在的非对称限制点位使之重新组合，这样的含上百个高水平表达的轻链和重链片段的文库，可在大肠杆菌中表达和组装。这样，既保留了亲本单克隆的识别及亲和特征，又利用了免疫因子的多样性，可以在更多的抗体中选择抗体酶。

（3）抗体结合点位的化学和遗传修饰，或者是通过抗体结合点位的选择性化学衍生引入天然或人工合成的催化基团；或是利用点位专一性突变，引起抗体结合点位氨基酸的改变，在二硝基苯和磷酸胆碱专一的抗体的活性点位引入组氨酸，增加抗体酶的催化性能。

（4）在抗体酶中引入辅助因子，辅助因子可以是天然的也可以是人工合成的。

2 抗体酶的发展前景

抗体酶的出现为人们根据自己的需要设计酶开辟了一条道路。它应用了抗体的多样性和酶的专一性，把本来独立、各司其职的两种事物相结合，是一种伟大的创造。未来抗体酶研究可能通过对某一化学反应机理的研究，设计合理的反应过渡态类似物作为半抗原，可以诱导产生对该反应具有催化活性的抗体。根据此原理定制的抗体酶可以催化那些用现有的方法难以加速的反应或不存在天然酶存在的反应。

在医学方面，抗体酶可能可以用于体内治疗多种疾病，除作为药物传递体系活化前药用于肿瘤治疗外，还可以替代氨基酸和嘧啶体内生物合成中的必需酶用于体内代谢的反应的催化。抗体酶在体内治疗方面可能会随着抗体治疗应用的发展而迅速发展。虽然现在抗体酶的各种性能还不尽人意，但随着生产技术及设备的完善，抗体酶的研究和应用将具有更为广泛的应用前景，其许多应用能在商业上成为可能。

［1］ Tramontano A，Janda KD，Lerner RA.Catalytic antibodie5［J］. science，1986，234（4783）：1566-1570.

［2］ 袁勤生.现代酶学［M］.华东理工大学出版社，2007.

［3］ 王静岩，朱圣庚，徐长法.生物化学［M］.高等教育出版社，2002.