酶学研究方面
医药领域
- 降低或消除酶的抗原性
例:PEG 修饰的酶在临床上的应用(精氨酸酶、L-天冬酰胺酶)
- 增强医用酶的稳定性
例1:T4 溶菌酶 Ile3 → Cys3,与 Cys97 形成二硫键,热稳定性提高;用 O-甲基异脲修饰亦提高其稳定性
例2:SOD 用 PEG 修饰后,在血浆中半衰期延长至 350 倍
例3:葡聚糖二乙醛修饰青霉素酰化酶,在55 C 下半衰期延长 9倍,Vmax 未发生变化
例4:用亚硝酸将 L-天冬酰胺酶的—NH2 转化成—OH,在体内半衰期延长 2 倍
工业生产中的应用
- 提高工业酶的催化效率
例1:右旋糖酐修饰过的胰蛋白酶 (11:1),催化效率提高至 5.1 倍
例2:Zn 型 α-淀粉酶/蛋白酶改性成 Ca 型,催化效率均有提高
- 增强工业酶的稳定性
常用的几种淀粉酶和蛋白酶经大分子修饰后稳定性均得到提高
胰蛋白酶经物理修饰后,50 C 下稳定性比天然酶提高 5 倍
- 改变酶的动力学特征
例:葡萄糖异构酶经琥珀酰化修饰后,最适 pH 下降 0.5,稳定性增强
其他方面应用
- 有机介质中催化能力提高
改变酶分子的疏水性,提高酶在有机溶剂中的溶解性
- 抗体酶(abzyme)研究开发
对抗体和抗原的结合部位特定基团进行修饰,引入催化基团,可以将抗体改造成具有催化能力的抗体酶
- 核酸类酶的人工改造
设计具有催化活性的单链 DNA(1994年,Breaker)