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Enzyme Engineering酶工程 第八章 酶的人工模拟 第一节 模拟酶的理论基础和策略 第二节 模拟酶的分类和制备 第三节 印迹酶 第一节 模拟酶的理论基础和策略 一．模拟酶的概念 二．模拟酶的理论基础 三．设计要点 一．模拟酶的概念 模拟酶的酶学基础 酶的作用机制：过渡态理论 对简化的人工体系中识别、结合和催化的研究 2.超分子化学 主-客体化学：主体和客体在结合部位的空间及电子排列的互补 超分子：该分子形成源于底物和受体的结合，这种结合基于非共价键相互作用，当接受体与络合离子或分子结合形成稳定的，具有稳定结构和性质的实体，形成超分子 功能：分子识别、催化、选择性输出 三．设计要点 设计前： 酶活性中心-底物复合物的结构 酶的专一性及其同底物结合方式的能力 反应的动力学及各中间物的知识 三．设计要点 设计中： 为底物提供良好的微环境 催化基团必须相对于结合点尽可能同底物的功能团相接近 应具有足够的水溶性，并在接近生理条件下保持其催化活性 第一节结束 点击返回 第二节 模拟酶的分类和制备 一.根据Kirby分类法 二.按照模拟酶的属性 三.制备举例——水解酶的模拟 四.研究热点 一.根据Kirby分类法 单纯酶模型：化学方法通过天然酶活性的模拟来重建和改造酶活性 机理酶模型：通过对酶作用机制诸如识别、结合和过渡态稳定化的认识，来指导酶模型的设计和合成 单纯合成的酶样化合物：化学合成的具有酶样催化活性的简单分子 二.按照模拟酶的属性 主-客体酶模型 胶束酶模型 肽酶 抗体酶 分子印迹酶模型 半合成酶 胶束酶模型 三.制备举例——水解酶的模拟 1．a-胰凝乳蛋白酶简介 2．环糊精结构示意 水解酶模型 四 研究热点 CD分子 原来：在CD的两面引入催化基团，通过柔性或刚性加冕引入疏水基团，改善CD的疏水结合和催化功能 现在，桥联环糊精和聚合环糊精，可得到双重或多重疏水结合作用和多重识别作用 第二节结束 点击返回 第三节 印迹酶 一 分子印迹技术概述 二 分子印迹酶 二 分子印迹酶 1．分子印迹概念：制备对某一化合物具有选择性的聚合物的过程 2．分子印迹技术内容 选定印迹分子和功能单体，使二者发生互补反应 在印迹分子-单体复合物周围发生聚合反应 用抽提法从聚合物中除掉印迹分子 3．分子印迹酶： 通过分子印迹技术可以产生类似于酶的活性中心的空腔，对底物产生有效的结合作用，并可以在结合部位的空腔内诱导产生催化基团，并与底物定向排列。 性质：遵循米氏方程，催化活力依赖反应速度常数。 三．表面分子印迹 1．无机物为载体的表面印迹 2．固体材料的表面修饰 3．蛋白质的表面印迹 蛋白质表面印迹在聚合物涂层的硅石上的示意 四．生物印迹 1．生物印迹：指以天然的生物材料，如蛋白质和糖类物质为骨架，在其上进行分子印迹而产生对印迹分子具有特异性识别空腔的过程。 2．有机相生物印迹酶 非水相生物印迹酶制备示意图 3．水相生物印迹酶 第三节结束 点击返回 * *