胺基酸置換修飾技術是將蛋白質分子肽鏈上的某一個胺基酸換成另一個胺基酸的修飾方法。
蛋白分子的特定位置上， 胺基酸的種類和性質是特定不變的， 胺基酸置換修飾是指將肽鏈上的某一特定胺基酸換成另一個胺基酸，使蛋白的空間構型發生改變， 從而改變酶蛋白的某些生物學特性， 即稱為胺基酸置換修飾。
基本介紹
- 中文名：胺基酸置換修飾技術
- 外文名：Aminoacid replacement modification technology
- 主要套用：酶分子的改造
- 主要手段：遺傳工程
- 結構改變：空間構型發生改變
- 主要作用：提高酶活力和增加酶蛋白的穩定性
酶蛋白胺基酸置換修飾,胺基酸置換修飾的方法,
酶蛋白胺基酸置換修飾
胺基酸的置換修飾主要在提高酶蛋白的酶活力和增加酶蛋白的穩定性有一定的作用；例如: T4-溶菌酶 酶蛋白分子上第三位的異亮氨酸置換成半胱氨酸後, 半胱氨酸可與第97位的半胱氨酸形成二硫鍵， 這對於維持酶蛋白的空間構型起到很重要作用, 在保持酶活力不變的前提下，酶穩定性增加了一倍。胺基酸置換修飾方法主要是通過遺傳工程的手段來進行。
研究證明將輔因子與酶進行共價結合可以產生新的酶活。近些年來，更具創造性的工作是開發新的輔酶類似物，並將其引入酶的活性位點，從而實現酶的輔因子重構，這是解決催化反應體系中受昂貴的輔因子限制的重要進展。使用固相合成技術，將核糖核酸酶s的c肽鏈中的第8殘基苯丙氨酸用一種天然胺基酸——磷酸吡多胺(維生素B6)取代，經過重構的酶催化反應速率提高了7倍。
胺基酸置換修飾的方法
1、化學修飾法
化學修飾最為創造性的工作是可以通過純粹有機化學反應的手段，通過對酶蛋白的活性位點胺基酸進行原子置換，使之成為一種具有全新催化性能的催化劑。最早的例子是通過將枯草桿菌蛋白酶的絲氨酸活性位點變為半胱氨酸殘基，從而得到的巰基枯草桿菌蛋白酶失去了它最初的氨基水解活性，但是仍然保留了催化酯化反應的能力，因此可以被用於肽的合成。在枯草桿菌蛋白酶上引入硒基半胱氨酸，從而將氨基水解酶轉變為醯基轉移酶。隨後他們又發現由於氧化還原活性硒原子的存在，這種硒基枯草桿菌蛋白酶具有和谷胱甘肽過氧化物酶類似的活性。此後，其它研究人員又將該路線用於胰蛋白酶的修飾，同樣使之具有了氧化還原活性。
2、定向突變技術
定向進化在其出現的短短的十幾年內已發展成一門相當成熟的蛋白質及多肽的改造技術，它的套用極大地促進了酶工程、代謝工程以及醫藥等其他相關領域的發展。在眾多研究者的共同努力下，蛋白質定向進化領域取得了卓著成績，定向進化套用於工業生物催化劑改造的成功例子已經很多。
定向進化不僅可以套用於生物催化劑活性、熱穩定和耐操作條件性能的顯著提高而且還可以套用到疫苗和製藥領域，對疫苗和蛋白類藥物進行改造，在各個套用領域，定向進化都取得了顯著成功。定向進化為生物催化劑從實驗室研究走向工業套用提供了強大的手段。目前，對一些酶（或蛋白質）、砷酸鹽解毒途徑、抗輻射性、生物合成途徑、對映體選擇性、抗體庫以及結合位點定向進化的可喜成果令眾多的相關領域的科學家為之振奮。
