1、催化性抗体概述和特点(Catalytic Antibody)一、 概 述根据抗体结合抗原的高度特异性，与天然酶结合底物的高度专一性相类似的特性，Jencks等于 1969年首先提出能与化学反应中过渡态结合的抗体，可能会具有酶样的活性催化反应进行的功能。Lerner 和 Schultz(1986)证实了这一设想，制备出催化酯键水解反应的单克隆抗体（McAb） ，称此为催化性抗体（catalytic antibody）或抗体酶（abzyme） ，从此揭开催化性抗体研究的新篇章。随之，大量的催化性抗体相继发现，其催化机制及在机体中催化活性的研究在不断深入。酶催化的反应有两个主要的特征：高催化效率和高
2、选择性，其速率提高范围在10610 16倍之间。多年来提出了大量的假说和理论来阐明酶的催化机理，但在众多的观点中，Pauling 关于酶反应的过渡态理论（transition state theory）得到广泛承认。在此基础上，认为一种酶可以通过制备一种抗（相关反应的）过渡态类似物的抗体而获得，抗体的最显著特征就是它的多样性和专一性，一种抗原至少可以产生 108种不同的抗体分子，和抗原强烈结合，解离常数的范围在 1041014molL-1之间。配基和抗体的结合是高度专一性的，这种专一性可以超过酶对底物的专一性。小分子配基一般结合到抗体的一个缝隙中，而对大分子其结合位点可以是 6080nm的一个
3、扩展平面。实际上，Pauling 早在 40年前就指出酶和抗体之间的基本区别就是前者选择性地结合过渡态，而后者结合抗原，另一个主要区别就是抗体的专一性的形成仅需几周，而酶的专一性则演化了上百万年。免疫化学借助于物理和合成化学的发展，可利用免疫系统巨大的细胞和分子网络产生具有新功能的抗体催化性抗体。酶产生的生物局限性是其催化高效性无法普遍化的限制因素，突破了限制就能人为控制酶的产生。高等动物的免疫系统为我们提供了方便。Jencks(1969)提出通过免疫，诱导产生抗底物激态这种抗原的抗体，该抗体具有类似酶的催化活性。催化性抗体设想的提出，使得为任何一个化学反应构造一个专一性催化酶成为可能。二、
4、催化性抗体的催化特点与天然酶的催化特性相比，催化性抗体的催化有以下特点：(一) 能催化天然酶不能催化的一些反应 抗体的多样性决定了催化性抗体的催化反应类型多样性。催化抗体的构建，表明可能通过免疫学技术，为人工酶的设计和制备开辟一条新的、实用化的途径。这种利用抗原 抗体识别功能，把催化活性引入免疫球蛋白结合位点的技术，或许可能发展成为构建某种具有定向特异性和催化活性的生物催化剂的一般方法。例如，有可能构建出一些特殊的生物催化剂，用于催化自然界的酶尚不能催化的特殊化学反应。运用单克隆抗体技术，可以诱导产生具有多种多样底物特异性的、具有特殊用途的蛋白质，用于分子识别、药物检测或解毒等方面。还可以构建
5、能裂解病毒，或对肿瘤具有特异性的抗体，这种催化抗体在治疗上的运用可能是大有前途的。(二) 有更强的专一性和稳定性 与天然酶相比，催化性抗体催化反应有高度的专一性与稳定性：催化抗体作为一种具有酶和抗体双重功能的新型生物大分子，用作分子识别元件，具有优于酶和抗体的突出特点。由于作为酶分子的催化性抗体为 IgG，其蛋白性质较酶蛋白更稳定，作用更持久；同时，天然酶分子底物识别部位所占有的氨基酸一般为 7个左右，而催化性抗体底物识别部位的氨基酸约 1520个，从而增强了催化反应的底物的特异性。所以与天然酶相比较，它具有更高的专一性和稳定性。并且催化抗体与配体底物抗原的识别结合又不同于一般的抗原 抗体反应
6、。因为配体底物抗原与催化抗体的活性部位结合后，会立即发生催化反应，释放产物，所以每一次分子反应之后，抗体的分子识别位点都可以再生，这就使催化抗体能够作为一种可以连续反复使用的可逆性的酶分子。(三) 与天然酶的催化作用机制不同 酶催化作用机制是“锁钥学说” （lock and key）及“诱导契合学说” （inducedfit ） ；而催化性抗体的催化机制目前还没有完全搞清楚，Janda 曾提出“识别开关”或“诱饵开关” （bait and switch）机制，即抗体将底物“钓进”抗体结合部位，然后使其与抗体结合，打开底物转化为反应过渡态的“开关” ，导致共价键断裂，形成产物。酶与底物结合程度即
7、亲和力，用 Km表示；而抗体可用解离常数Kd（抗原 抗体）和 Km（抗体 底物）来比较分子识别程度，从而改进分子设计。对天然酶来说，在研究催化机制时，需要分析蛋白的晶体结构，探索其空间、电荷分布情况。如果只用化学修饰、蛋白质工程技术很难确切知道活性部位的空间结构；而对催化性抗体来说，因为采用事先设计的化合物作为半抗原，根据抗体和抗原间的互补关系，直接推测催化性抗体活性部位的结构，对其催化机制进行研究。天然酶的种类是在物种的长期进化过程中形成的，因此其数量相对稳定；而催化性抗体则是运用化学、免疫学、分子生物学、分子遗传学等技术人工制备的与天然酶具有相似酶活性的抗体，甚至可以产生自然界中不存在的新
8、酶即超自然酶，这对于酶的催化反应机制研究及实验应用都有重要意义。三、 催化性抗体和常规抗体作用的比较诱导催化性抗体活性的设想，最早起源于人们对抗体与酶相同点的观察。抗体和酶同属蛋白质，它们对各自配基（即抗原与底物）的结合具有高度的专一性。而且，就结合的物理过程而言，是氢键、离子键、疏水基等依赖于双方的极性互补，及立体互补的非共价性的作用力在蛋白与配基之间相互作用的结果，并无本质区别。但二者在以下方面各有特点：(一) 反应的特异性 抗体的产生是针对抗原表面的决定簇，无论是催化性抗体与底物抗原作用还是抗原抗体作用，都有很高的特异性。但在抗体抗原作用中，抗体特异结合基态抗原分子，而由于催化性抗体是用
9、底物过渡态的类似物作抗原制备而得，其与底物作用主要是选择性地与底物过渡态抗原结合形成稳定的催化性抗体 底物过渡态抗原复合物，针对的位点是底物抗原中的酶活性中心，要求有更高的特异性。(二) 反应的可逆性 催化性抗体和底物作用与抗体抗原作用一样都是可逆的，但抗原抗体作用形成免疫复合物后需在一定理化条件下，抗体抗原才会分离，而催化性抗体与过渡态抗原结合，完成反应过程后，可从底物抗原中自动游离参与新一轮的反应。(三) 反应的量效关系 当抗体抗原比例最合适时，抗体抗原反应最充分，复合物最多，反应最明显也最为快速，无论是抗体或抗原过剩都不利于反应。而当其他条件相同时，底物抗原的浓度又足以使所有催化性抗体都
10、能结合为催化性抗体 底物过渡态抗原复合物时，则催化性抗体浓度越大催化性抗体 底物抗原反应速度也越快，体现了催化抗体的催化特性。 (四) 发生反应的过程 从反应过程来看，催化性抗体和底物作用与抗体抗原作用都可分为结合阶段与反应阶段。在结合阶段二者没有什么区别，但反应阶段抗原抗体作用后产生凝聚、沉淀等分子形态学变化，但不改变抗原分子结构；而催化性抗体与底物抗原结合后，将引起底物分子内结构的改变，而有利于反应的进行。四、 催化性抗体催化作用的机理不同方法制备的催化性抗体作用机理不尽相同。如化学突变法制备的催化性抗体直接作用于底物抗原，再如制备的醛缩酶催化抗体，其催化机理类似于天然酶，与半抗原结合后，
11、分步攻击第一底物抗原和第二底物抗原，形成新的碳一碳化合键。有的催化性抗体与天然的蛋白水解酶类似，具有相似的催化活性位点，而有的催化性抗体中有 Ser-His位点，类似于丝氨酸蛋白酶中的催化位点 Ser-His-Asp。但过渡态理论也是催化性抗体催化作用遵循的原则，具体内容详见生物化学等有关专著。催化性抗体催化作用的机理是：(一) 水解作用 水解反应是催化性抗体催化作用研究的最早的反应类型之一，定向断裂肽键的能力也是催化性抗体研究的重要目的，因为这类催化剂在控制生物体系中有很大的潜在应用价值。最近有人估计在中性 pH值中非活化酰胺键断裂的半衰期约 7年。然而，采用亲核、酸 碱、或者金属离子协助机
12、制的协同作用，水解酶增加酰胺水解反应速率约109倍；而由半抗原诱导的抗体 43C9对增加酰胺 2的水解速率约 1106倍（pH 值 9.0） 。该抗体也催化一系列酯的水解。当设计的半抗原不是有助于溶剂的亲核催化，就是有利于一般酸碱催化时，动力学分析支持涉及抗体结合中间体的一个更为复杂的机制。详细研究表明酰胺和酯水解经历过渡态、抗体结合中间体等多步过程，利用定位诱变技术可以确定中间体是乙酰-抗体，即乙酰-咪唑。Gibbs研究了单克隆催化抗体 43C9对一系列取代的苯酯的水解。一个单一过渡类似物诱导产生的抗体（43C9）可以经过两种过渡态完成水解反应，该抗体与天然水解酶既有惊人的类似，但又不完全相
13、同。溶剂同位素效应、取代基效应、pH-速率曲线和 QSAR研究表明，一系列的对位取代苯酯均可被 43C9有效地水解，Km 有区别。但不水解邻 硝基苯胺和对硝基苯胺的饱和酰胺，间 硝基苯胺也不是抗体 43C9的适宜底物。(二) 基团转移 一般而言，基团转移反应的催化作用有两种类型：抗体同时结合供体和受体的直接基团转移及通过先形成共价结合的抗体供体中间体的间接基团转移。例如，用磷酸酯半抗原诱导产生的催化性抗体，其催化的双分子转酰基反应为“乒乓”反应机制。此催化性抗体先催化底物水解生成乙醛，并形成抗体酰基复合物中间体，然后此复合物中酰基转移给受体，完成酰基转移形成产物。(三) 连续反应 催化性抗体领
14、域一个引人注目的方面是设计没有酶的对应物及专一性和多用性超过现有的大分子组合体的催化体系。由诱导的催化性抗体催化，经过中间物，形成产物。在这些反应中，抗体可以选择性催化不同反应。五、 催化性抗体催化反应的介质效应催化性抗体催化不同的反应，除与抗体本身的性质有关外，还与催化反应的介质有关，即介质效应。(一) 酯解反应中的介质效应 在有机溶剂中，酶常常发生活性变化。为了确定催化性抗体在有机溶剂中的稳定性，Janda 等将冻干的类似酯酶的抗体 2H6和 21H3放进疏水溶剂如己烷、乙醚、氯仿和苯及可与水混溶的溶剂如乙腈和二氧 口HT5，6”恶烷中。1h 后，除去溶剂，抗体被重新溶解在缓冲溶液中，并检
15、测其活性。在所有情况下，抗体催化反应的速率只比原来下降 5%，这与酶略有区别。在水溶液中，类酯酶的抗体（如 2H6和 21H3）结合到无机载体上，仍显示与它们在游离态相同的活性和立体选择性。此外在 40%的二甲亚砜溶液中，催化性抗体仍保持中等活性。然而在无水条件下，催化性抗体催化可逆反应没有取得成功。图 1121Lewis 使用的半抗原(二) 脱羧反应中的介质效应 脱羧反应对溶剂效应相当敏感，已被广泛用于表征胶束、泡囊和合成聚合物的微环境。为了了解具有催化脱羧反应的抗体结合部位的性质，Lewis使用的半抗原(见图 1121) ，其中萘部分是为了了解疏水结合袋的大小，由于抗体 抗原复合物中电荷互
16、补作用是普遍存在的，因此，引入负电荷的硫酸酯基团可以诱导抗体结合部位带正电荷的残基的产生。研究催化抗体 21D8作为脱羧酶的模拟物的活性表明，在可比较的条件下 Kcat/Kuncat=1 900。单就催化效率而言，21D8 远优于各种微观不均匀性体系如阳离子胶束，冠醚和聚季铵盐。同时他还测量了水溶液介质的非催化反应、二 口HT5，6恶 烷加速反应和蛋白质催化反应条件下脱羧反应的同位素效应，三种结果相似。这表明 C-C键断裂是快速步骤，过渡态结构并不显著变化。这一结果进一步验证了由蛋白质结合区或有机溶剂引起的去溶剂引起大的脱羧反应速率增加，但不改变过渡态结构的假设是正确的。(三) 酰基转移反应中
17、的介质效应 抗体在可逆胶束中可以催化水解反应，然而催化性抗体在水 有机界面或低水介质中的功能报道不多，有的抗体可以立体选择性催化烷基酯的 R或 S对映体水解，其中前面所列的抗体 21H3可以催化对映选择性酰基转移反应，然而在极性有机溶剂中催化性抗体催化酯基转移反应没有成功。已证明辛烷值（logP）等于4.5是催化性抗体催化作用优良的溶剂体系。21H3 催化此反应的活性和 logP有明显关系：在 logP4.0的疏水溶剂中，活性较高，这与酶促反应体系类似。Janda 研究了 21H3对水的需要。发现为了使免疫球蛋白的反应速度占优势，使用 0.6mg的抗体，需要水的含量达15%（V/V） ；低于
18、2%的水时，仍能得到优良的催化活性；在 0.12%的水中，催化性抗体的活性仍可以检测到。许多例子表明由于过渡态高的自由能，抗体催化的反应不宜在水中进行。六、 催化性抗体的制备原则抗体多样性的特点为研制催化性抗体提供了充分可能。但抗原能诱导出具有酶活性的抗体这是真正实现抗体向酶转变的关键。抗体只有具备了酶的结构特征，才可能具有催化活性。因此，就必须在抗原的结构上进行改造，以使其诱导的抗体具有酶的结构。而改造抗原的根据，或者说抗原设计的原则，就是酶的催化机制。所以催化性抗体的设计主要是以过渡态理论与免疫学原理为依据。因为酶与底物和抗体与抗原的结合均具有高亲和力和空间结构及电荷分布上的互补特性。但二
19、种结合的对象不同；而抗体则仅仅是与低能的结构结合。因而在正常情况下抗体不具备催化活性。按上述原理，如果利用某一反应过渡态的模拟物作为免疫原，则会得到催化该反应抗体。这一过渡态模拟物在结构上是稳定的，能利用化学手段加以合成。目前制备催化性抗体的步骤主要采用：根据催化的目的通过化学反应合成模型化合物，并与载体蛋白偶联成人工抗原，制备具有催化活性的单克隆抗体。只有特定的抗原才能诱导具有酶样结构和功能的抗体，因而设计半抗原成为制备催化性抗体的关键。主要策略有：利用抗体与相应半抗原的电荷和立体互补性，使抗体稳定反应过渡态；抗体作为熵阱；在结合部位引入催化活性基团或辅因子，或进一步用化学工程或基因工程方法
20、改造抗体部位，使之具有新的或更高的催化活性。(一) 催化性抗体制备的基本方法 由于酶与其催化的活性化合物之间具有结构互补的性质，即酶分子与“反应过渡态”化合物互补，从分子识别角度来看，这种互补关系类似于抗体抗原间的互补作用。所以催化性抗体最初的生产手段是按以下步骤进行的：首先合成稳定的反应过渡态类似物，将此类似物作为半抗原与载体蛋白相连，免疫动物制备单克隆抗体，由它诱导产生的抗体，可以按预定方向取得催化活性。该方法中最重要的是半抗原的分子设计与合成。现将制备催化性抗体的几种主要方法简介如下：1. 单克隆抗体技术 该法较为常用，是经体内免疫后再进行细胞融合制备催化性抗体的经典方法。首先选择或合成
21、与过渡态立体结构相似的模拟物作半抗原，偶联适当的载体后免疫动物，从产生的约 104种抗体分子中，可筛选到约 2590种能结合半抗原的单克隆抗体，再从中筛检催化性抗体。该制备方法的关键是要有合适而稳定的过渡态模拟物作半抗原，以产生与过渡态高度亲和的催化性抗体。Smith 等已制备出双功能模拟物，既模拟过渡态又模拟底物初态。Tsumuraga 等用多种半抗原分次免疫，获得了亲和力及催化活性均有所提高的催化性抗体。2. 抗体基因组合文库法 由免疫学可知，对独特的分子抗原，动物可有 5 0009 000个不同的 B细胞产生抗体，而通过细胞融合产生的单克隆抗体一般只有上百个。随着基因工程技术的不断发展，
22、人们引入组合文库的方法，以期绕过杂交瘤技术，并扩大待筛检抗体的容量（达 105108种抗体） 。抗体的轻链基因和重链基因随机组合，重组入大肠杆菌表达载体。这样随机组合的抗体种类可达 105108种，形成抗体组合文库。假设库容量为4106，筛选阳性克隆的频率为 1/4 500，约有 900个克隆可用于活性检测。引入链交替法（chain shuffling） ，还能进一步扩大库容量。抗体 Fab段或轻链重链可变区连接而成的单链抗体均可在大肠杆菌中表达。根据表达载体不同，可用不同的筛选方法。若轻、重链基因融合前导肽序列，重组 噬菌体，表达产物在周质（periplasm） ，完成折叠和组装，分泌至培养
23、上清，用硝酸纤维膜可俘获抗体。3. 多克隆催化抗体 最初获得的催化性抗体都是单克隆抗体，因为早期产生多克隆催化抗体的努力几乎都没有成功。目前催化各种反应的多克隆催化性抗体的报道正在增加，并且发现了催化水解反应的人自身抗体。多克隆催化产生抗体有以下优点：相对于单克隆抗体造价较低，并且制备相对简单、快速；作为催化剂在技术领域有广泛的应用前景；可用此评估包括诱导血清中催化活性的可能的治疗策略；通过分析一系列结构相关的半抗原并比较由它们所得出的催化性抗体的催化活性来辅助设计半抗原。并且在试图获得单克隆催化性抗体之前，最好通过产生多克隆催化性抗体来确定半抗原的设计和合成的可行性。4. 自身催化性抗体目前
24、已发现的具有催化活性的自身抗体有以下几种：（1）水解 VIP的自身抗体：最早发现具有催化活性的自身抗体是 1989年从部分正常人和支气管哮喘病人血清中分离出来的 VIP抗体，属 IgG类型。VIP 即肠血管活性肽（vasoactive intestinal peptide） ，由 28个氨基酸残基组成，在体内具有广泛的生物作用。VIP 自身抗体可将 VIP水解成两个片段，反应动力学完全符合米氏方程。这一发现赋予自身抗体以全新的功能。（2）能切割 DNA的自身抗体：在系统性红斑狼疮病人血清中发现了具有 DNA切割活性的自身抗体，有 IgG，也有 IgM。通过琼脂糖凝胶电泳观察到，这种抗体可使质粒
25、 pUC18的超螺旋松解。进一步分析表明，这是一种依赖于二价离子的多位点切割的活性抗体。将有切割 DNA活性的自身抗体与大肠杆菌 DNA酶 I和人血清 DNA酶进行比较，发现该抗体的催化效率比人血清 DNA酶高一个数量级，但比 DNA酶 I低两个数量级。用这三者对同一段大鼠 DNA进行酶切图谱分析，他们还发现 DNA抗体具有与其他两种酶完全不同的切割样式，说明其切割并不是随机的。（3）具有乙酰胆碱酯酶活性的抗独特型抗体：根据免疫网络学说，抗独特型抗体的结合位点具有与初级抗原表位（epitope）相似的结构。由此推论如果某一抗体针对某一酶的活性部位，那么，以该抗体免疫动物，将可产生与该酶活性部位
26、有相似结构（即所谓“内影象” ）的抗独特型抗体；结构决定功能，该抗独特型抗体应该可以模拟该酶的活性。这无疑是一条制备催化性抗体的新途径。5. 其他制备方法 除上述两种主要的产生催化性抗体的方法以外，最近又发展了几种新的制备方法：化学诱变法。将合成的或天然的具有催化活性的基团通过化学修饰法（半合成抗体法）引入到抗体分子中；蛋白质工程技术，通过蛋白工程技术使抗体结合部位的氨基酸残基产生定向改变，既可以直接产生酶活性，也可以对初步具有酶活性的抗体进行进一步改造，构建高活性抗体；相似分子诱导法，在反应过渡态类似物难以合成的条件下，采用化学结构相似的分子如酶的抑制分子做半抗原，也可筛选到催化性抗体。因为
27、免疫系统对一个半抗原可以产生一些结构大致相同，但却存在细微差别的抗体，因此用含有与半抗原类似结构的化合物筛选单克隆抗体，也会找到所需要的有特殊识别功能及催化作用的催化性抗体；共价抗原免疫法。这是在亲和标记抑制剂基础上发展起来的新的催化性抗体制备方法。 （二）催化性抗体的筛选方法 在制备抗体后，催化性抗体的筛选是很重要的，常见的筛选方法有：ELISA 法：用 ELISA法筛选对半抗原有亲和力的单克隆抗体，然后大量培养，分析单克隆抗体的酶学活性；酶学活性检测法：直接用反应底物检测细胞培养液中抗体的酶活性，此法比上述方法更简单，但需要抗体具有可观测的酶活力；短过渡态类似物法：以过渡态类似物中含有的必
28、需基团的基本结构单元作为筛选单克隆抗体的标准。这是一种快速鉴定与过渡态结合的抗体的方法，这样对该化合物亲和力越强的抗体，其催化效率越高；基因筛选法：应用基因探针，对基因抗体库进行分析和筛选。七、 催化性抗体应用中存在的主要问题限制催化性抗体研制和应用的主要因素是反应过渡态的确定。目前，许多反应过程还不清楚，从而无法设计过渡态稳定类似物。因此，对种种反应历程的研究成为催化性抗体发展的“障碍” 。同时，由于对酶催化机制的许多方面尚未充分了解，抗原设计还有一定盲目性；对于分子量甚小，结构变化细微的半抗原，尤其在抗体的催化机制与天然酶不同的情况下，必须建立敏感、特殊的抗体及酶活性检测方法，否则就会出现
29、抗体诱导不出或酶活性检测不到的假象；与天然酶相比，抗体与底物结合后缺乏结构的动态变化，阻碍了产物的释放，这是目前催化性抗体活性普遍较低的主要原因。另外催化性抗体的亲和力及催化活性难以超过 10-9mol/L，催化效率至多为 106107倍，而天然酶 Ki值可达 10-24mol/L，则其催化效率可达到无酶时的 1017倍，这种差异可能是作用机制不同造成的，天然酶可以适应底物在反应中形成的一系列转变状态，有更大的韧性，因而催化效率更高。提高催化性抗体亲和力的关键是制备出高效的具有多作用位点的半抗原模拟物，或者通过其他合成方法获得高效的催化性抗体。 抗体具有高度特异性的结合作用，抗体对底物的选择性
30、比一般酶高，它能够区分结构上的细微差异。针对某一过渡态类似物产生出的抗体仅适用于少数几个化合物，因而抗体催化的底物范围很窄，这也在一定程度上限制了催化性抗体的使用。但有时，某些化合物之间的结构差异如此之小，以致用酶不能实验选择性转化，这时就可以利用抗体高度特异性结合作用来完成选择性转化。以上问题将随着酶学研究的日益深入，催化性抗体活性检测方法的不断改进，以及通过基因工程手段实现对抗体蛋白的定向改造而得到解决。八、 催化性抗体应用的展望催化性抗体自 1986年首次报道以来，该领域的研究已经取得了长足的进展，已有很多反应可用催化性抗体来催化，有些催化性抗体的催化反应效率很高，甚至还创立了新的化学反
31、应，产生意想不到的产物。催化性抗体和自然界中存在的酶有很大不同，酶的专一性是经过几百万年的进化而来的，而催化性抗体只有几个星期的时间。酶只能优化现有的反应，而催化性抗体还能创造新的反应。催化性抗体的出现，既扩增了酶的界限，又延伸了抗体的应用范围。我们可以依靠这种技术创造出全新的酶类催化性抗体，广泛应用于多种学科部门，催化性抗体催化的反应如酯键水解、酰胺键形成和水解、脱羧反应、-消除反应、亚胺键形成、内酯化反应、Claisen 重排、Diels-Alder 反应、变构反应、氧化还原反应、光裂解和聚合反应等。利用该技术提供催化化学反应的精细微环境是一个新的创举，展示了它在生物、化学、医学方面的应用
32、前景。（一） 催化性抗体在基础研究中的应用 随着人们对催化性抗体研究的深入，加深了人们对酶作用机理一些假设（如邻近效应，定向效应，熵阱模型，张力模型等）的理解。例如催化酰胺形成和水解的催化性抗体，可用于肽和蛋白的合成和分解，可能弥补有时天然酶解时酶切位点不能人为控制的缺点，用于发展“限制性酶” ，以水解断裂糖或蛋白的特定键，从而选择性水解病毒、癌细胞或其他生理学靶子表面的蛋白或糖。总之，通过种种策略，制备催化性抗体为研究催化机制（如过渡态稳定、邻近效应、一般酸碱催化和亲电亲核催化等）提供了良好的工具，展示了在基础理论的研究上提供了越来越广阔的前景。（二） 催化性抗体在医学领域中的应用 制备具有
33、高催化效率及位点特异性的蛋白裂解酶提供了一条治疗、预防疾病的新途径。1治疗血栓病如针对脑血栓形成蛋白质的催化性抗体，可以特异性水解血管中的血栓，如果在该催化性抗体上附着有显示剂，则可同时显示血栓存在的部位，这对于血栓病以及发病率日趋增高的冠心病，有重要的诊断和治疗意义。2. 治疗癌症癌症化疗中遇到的最大问题是化疗药物缺乏专一性而导致的高毒性、半衰期短以及实际到达肿瘤细胞的化疗药物浓度很低。目前正在发展抗体介导的前体癌症药物治疗（antibody directed enzyme prodrug therapy,简称 ADEPT） ，即将能水解前体药物而转变成肿瘤细胞毒药物的酶和肿瘤专一性结合的抗
34、体相偶联，这样酶就可通过和肿瘤结合的抗体而存于细胞表面，当静脉给药时，即能激活前体药物，提高肿瘤局部药物浓度，提高对肿瘤的杀伤力，达到治疗肿瘤疾病的目的。相似的道理，催化性抗体也可以和与肿瘤专一性结合的抗体相偶联形成双特异性抗体（bispecific antibodies）从而激活前体药物，达到杀伤肿瘤细胞的目的。3. 制备抗体疫苗利用催化性抗体技术得到的疫苗，称之为抗体疫苗。目前的疫苗（抗原疫苗）通常是用抗原或者其摸拟病原体或其部分（如亚单位或多肽）作为免疫原，以期获得保护性抗体。而抗体疫苗则用病原体关键性蛋白质过渡态模拟物免疫动物，达到预防及治疗的目的。因为这种水解作用是高特异性的，故对宿
35、主蛋白质作用的机会很少，因此，抗体疫苗比抗原疫苗特异性强，副作用小，且节省宿主蛋白质。4. 研制生物传感器由于催化性抗体具有抗体与酶的双重特性，将其用于生物传感器的分子识别元件的构建十分理想，如果以催化抗体作分子识别元件，构成的生物传感器将具有免疫传感器和酶传感器双重功能特性。因为待测物既是催化抗体的配体，又是它的底物，所以可以直接检测。并且，由于催化抗体的分子识别位点与配体底物结合后能够不断再生，使催化抗体能被用于构成一种可逆性免疫传感器，能重复使用，并可用于连续监测分析物的浓度变化。加之，因为催化抗体比酶更稳定，使以催化抗体作分子识别元件的生物传感器，具有更长的使用寿命。相关帮助需要相关抗体试剂的可以访问 Fantibody 全球抗体搜索引擎fantibody 全球抗体搜索引擎是一个供公共检索的抗体数据库，其抗体信息数据来源于全球范围的研究机构与商业公司。该引擎由商品化抗体数据库与抗体应用评价数据库两部分组成，以帮助研究者更高效的寻找并评估该抗体的性能。全球抗体搜索引擎是继基因与蛋白数据库之后更为复杂的应用型检索平台，网址：http:/需要相关的实验室仪器设备、生物试剂、医疗器械、制药设备、医药原料、体外诊断试剂及耗材与技术服务信息的，可以访问探生网进行咨询，期待您的加入：http:/
