酶學(xué)和酶工程研究今后的方向、進(jìn)展、熱點(diǎn)問題-預(yù)覽頁
【正文】 物 ，具有氧化還原酶 、 參與光合作用的酶和各種水解酶等功能 。此外 ， 利用銅 、 鐵 、 鈷等金屬的絡(luò)合物 ， 可以模擬過氧化氫酶 等 ． 近來，國(guó)際上又發(fā)展起一種分子壓印技術(shù)，又稱為生物壓印 (bidimprinting)技術(shù)。 有專家在演講中介紹了人工合成酶在氧化還原反應(yīng)方面的進(jìn)展。 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)核酸酶是一種多功能的生物催化劑，不僅可以作用于 RNA和 DNA，而且還可以作用于多糖、氨基酸酯等底物。 我們知道，動(dòng)植物病毒的基因組由核酸組成． 根據(jù)這些基因組的全部序列，就可設(shè)計(jì)并合成出防治一些病毒引起的人、畜和植物病毒病的核酸酶。 人們從酶與底物過渡態(tài)中間物是酶催化過程中的關(guān)鍵一步得到啟發(fā)，結(jié)合到抗原引起生物體內(nèi)抗體的合成，以及抗原和抗體的緊密結(jié)合，設(shè)想 考慮利用抗原抗體相互作用原理來模擬酶的催化作用 。 抗體酶在本質(zhì)上是免疫球蛋白，人們?cè)谄湟鬃儏^(qū)賦予了酶的催化活性。 抗體酶的催化效率遠(yuǎn)比模擬酶高 。業(yè)已證明，抗體酶 可以在體內(nèi)執(zhí)行催化功能。 近年來 ， 多標(biāo)記和多維技術(shù)的發(fā)展 ， 使得利用核磁共振檢測(cè)生物高分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)成為可能 。其任務(wù)是完成人體 23對(duì)染色體、約 10萬個(gè)基因、 30億對(duì)堿基的 DNA的全序列測(cè)定，原來計(jì)劃 2022年完成。 2022年 2月 12日美日英中德等國(guó)的科學(xué)家和美 國(guó)的塞萊拉公司，聯(lián)合公布了在原 “ 工作框架圖 ” 基 礎(chǔ)上經(jīng)過整理分類和排列而得到的人類基因組圖譜 和初步分析結(jié)果 。 即使得到表達(dá) ， 其表達(dá)程度也各不相同 ． 當(dāng)然，基因的表達(dá)并非是無序進(jìn)行的，而是有內(nèi)在的規(guī)律。因此功能基因組的研究在今后的研究中就非常重要。一個(gè)基因?qū)?yīng)一個(gè)蛋白質(zhì)的經(jīng)典理論已經(jīng)被實(shí)踐所否定。而對(duì)于人，則可以高達(dá) I0。 七 .酶的定向固定化問題 酶固定化以后活性部分失去 ， 甚至全部失去 。 近來，國(guó)外的研究者們?cè)谔剿髅傅鞍踪|(zhì)的固定化技術(shù)方面，己經(jīng)尋找到幾條不同途徑，使酶蛋白能夠以有序方式附著在載體上，有一定的定向作用，而使酶活性的損失降低到最小程度。 3) 糖蛋蛋白的位點(diǎn)專一性固定化 。 八 雜交酶 所謂雜交酶是指由來自兩種或兩種以上的酶的不同結(jié)構(gòu)片段構(gòu)建成的新酶 。 例如 ， 利用根癌土壤桿菌和淡黃色纖維弧菌的 β 葡萄糖苷酶進(jìn)行雜交 ， 構(gòu)建成的雜交 β 葡萄糖 苷酶 ， 其最佳反應(yīng)條件和對(duì)各種多糖的 Km值都介 于雙親酶之間 。 有時(shí)單個(gè) 氨基酸殘基的變化就能夠改變酶的催化活性 。 ` 創(chuàng)造新雜交酶還可以利用功能性結(jié)構(gòu)域的交換，以及向合適的蛋白質(zhì)骨架引入底物專一性和催化特性的活性位點(diǎn)等技術(shù)。 近年來 ， 雜交酶的發(fā)展非常迅速 ， 1998年就有 14個(gè)利用雜交酶技術(shù)改良的酶 ， 獲得了美國(guó)專利 。 自有酶一詞以來，隨著研究工作的深入，酶的種類在不斷增加。 如果估計(jì)可靠，酶的種類將達(dá)到幾萬種。 其中主要研究 嗜熱微生物、 嗜冷微生物、 嗜鹽微生物、 嗜酸微生物、 嗜堿微生物、 嗜壓微生物 等。耐高溫的 α 淀粉酶和 DNA聚合酶等也獲得廣泛的應(yīng)用。 它不僅可以構(gòu)成其他眾多研究領(lǐng)域的基礎(chǔ) ， 而且也能夠不斷研制開發(fā)出各種各樣的新產(chǎn)品 ， 以符合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要 。 例如， C0鍵、 CN鍵、 PO鍵 CC鍵 斷裂和形成， 氧化還原反應(yīng)， 異構(gòu)化反應(yīng) 分子重排反應(yīng)等 其中在對(duì)映體選擇性降價(jià)、非對(duì)映體選擇性裂解和手性化合物的合成和折分等方面，酶顯示了巨大的威力。為了提高酶的穩(wěn)定性和催化活性，以及使用的方便，也可以利用化學(xué)修飾酶和固定化酶 。 3) 與水中相比 ， 非水系統(tǒng)內(nèi)酶的穩(wěn)定性比較高 。 在水中進(jìn)行反應(yīng) ， 酯化率在 %以下 。 酶大部分也進(jìn)入下相。 由此，可以進(jìn)一步研究溶解在有機(jī)溶劑中的天然酶的結(jié)構(gòu)和催化特性。 其他方面研究的進(jìn)展 糖生物學(xué)和糖基轉(zhuǎn)移酶 糖類是自然界分布最廣的生物分子 。 這一個(gè)名詞最早是由牛津大學(xué) Dwek教授，在 1988年為 《 生化年評(píng) 》 中撰寫 “ 糖生物學(xué) ” 為題的綜述時(shí)提出的，同年牛津大學(xué)研制成功了 N糖鏈的結(jié)構(gòu)分析儀，并且商品化。 有關(guān)糖基轉(zhuǎn)移酶的分布和定位． 分子結(jié)構(gòu)和家族份子克隆和表達(dá)、 酶的調(diào)控和缺失等方面的研究 ， 在這些方面將會(huì)取得引人注目的成果。 由此獲得的藥物被稱為酶標(biāo)藥物 。目前， ACE抑制劑己經(jīng)成為重要的常用的降壓藥物。 同時(shí) ， 人們正在努力設(shè)計(jì)能夠抑制青霉素酰胺酶的抑制劑 ， 從而抑制耐藥細(xì)菌的青霉素酰胺酶 ， 使青霉素重新有效 。由簡(jiǎn)單重復(fù)的 DNA序列和結(jié)合蛋白質(zhì)組成，其功能是完成染色體末端的復(fù)制，并防止染色體免遭融合重組和降解． 各種不同生物端粒的結(jié)構(gòu)和功能都非常保守。 最近發(fā)現(xiàn)，端粒酶另外一個(gè)重要的功能就是合成串聯(lián)重復(fù)的 TTAGGG序列為 TRF2提供結(jié)合位，防止染色體的末端融合。其模板區(qū)為 5CAACCCCAA339。 活化的端粒酶導(dǎo)致端粒序列異常延長(zhǎng) ， 細(xì)胞旺盛增殖 ， 細(xì)胞壽命大大延長(zhǎng) 。 因此采用 “ 抗端粒酶療法 ” ，即研制端粒酶的專一性抑制劑 ， 對(duì)腫瘤的治療有著非常廣闊的前景 。 砒霜能起到高效的抗癌作用 。 目前 ， 美國(guó) 、 日本的多個(gè)實(shí)驗(yàn)室部已經(jīng)用實(shí)驗(yàn)證明 ，ATP合酶作用機(jī)理的確是旋轉(zhuǎn)催化 。 最近，美國(guó)康奈爾大學(xué)研究人員 把由金屬鎳制成的螺旋槳連接到 ATP合酶分子的中軸上，制成 400個(gè)分子發(fā)動(dòng)機(jī)。 ATP合酶分子發(fā)動(dòng)機(jī)具有巨大地潛在應(yīng)用價(jià)值
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