化学修饰
巯基的化学修饰(医学课件)
修饰在药物研发中的应用
详细描述：通过研究二硫键的修饰过程及其与疾病的关 系，可以发现新的药物靶点，为新药的研发提供方向。
详细描述：在已知的药物中，针对二硫键的修饰过程进 行结构优化，可以提高药物的疗效和降低副作用。
• 发展新型巯基修饰技术：随着科学技术的发展，我们需要开发更为先进的巯基修饰技术，以满足各种不同的需 求。例如，利用光敏或酶促反应进行巯基修饰，可以实现高度特异性和高效率的修饰。
• 拓展巯基修饰的应用领域：目前巯基修饰的应用主要集中在药物传递、组织工程和生物材料等方面。未来，我 们期望能够看到巯基修饰在更多领域中的应用，如疾病诊断、基因治疗和纳米医学等。同时，我们也期望能够 看到更多的具有创新性的研究思路和方法出现，推动巯基修饰技术的发展和应用。
研究面临的挑战与未来发展方向
• 建立有效的巯基修饰方法：尽管已经有许多用于巯基修饰的方法，但它们往往存在一些问题，如反应条件剧烈 、对环境不友好等。因此，开发更为温和、高效且环保的巯基修饰方法仍然是一个挑战。
• 深入理解巯基修饰的生物效应：目前对于巯基修饰在生物医学领域的应用研究尚处于初级阶段，许多关键问题 仍需解决。例如，如何精确控制巯基修饰对生物分子的影响，以及如何评估这种影响对细胞和组织的功能和健 康的影响等。
详细描述
在新型药物的研发过程中，通过调节巯基修 饰的表达水平，可以开发出具有全新作用机 制的药物，为治疗多种疾病提供了新的选择 。经过实验验证，这种新型药物具有较高的 疗效和较低的副作用，具有很好的应用前景 。
THANKS
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06
相关案例分析或研究报告
案例一：某疾病中巯基修饰的异常及其意义
药物化学结构修饰和新药开发的途径及优化方法
药物化学结构修饰和新药开发的途径及优化方法
一、药物化学结构修饰的途径：
1.骨架调整：通过改变药物的骨架结构，可以影响其作用机制和生物分布特性。
如通过合成新的药物类似物，优化其生物可利用性和药代动力学特性。
2.侧团修饰：通过在药物分子的侧链上引入不同的官能团或改变它们的位置和性质，可以调节药物的活性和选择性。
如通过引入疏水基团提高药物的脂溶性，改善其生物利用度。
3.反应位点修饰：改变药物分子内部结构的化学反应位点，可以调节药物分子的活性和药理学特性。
如通过改变药物分子的氢键位点，可以影响药物与靶标的相互作用。
4.指导修饰：通过借鉴已知活性化合物的结构和作用机制，结合计算机辅助设计方法进行修饰，可以加速新药发现的过程。
二、药物开发的优化方法：
1.结构活性关系研究：通过系统地调查和比较一系列结构类似的化合物的活性和药理学特性，分析结构与活性之间的关系，从而指导药物分子的结构修改。
2.高通量筛选：通过自动化设备和方法，对数百上千个化合物进行高效筛选，快速评估它们的活性和选择性，筛选出具有潜在药物活性的候选化合物。
3.合理设计：结合药物分子的三维构象、药理学特性和分子模拟计算等信息，进行合理的药物设计和修饰，以提高药物的活性和选择性。
4.药物代谢动力学研究：通过研究药物在体内的代谢途径、代谢产物和代谢酶的作用机制，优化药物分子的代谢稳定性和代谢途径，提高药物的生物利用度和安全性。
酶的化学修饰调节的特点
酶的化学修饰调节的特点酶的化学修饰调节是生物体内的一种重要调节方式，其特点主要包括以下几个方面：1、具有高度选择性：酶的化学修饰调节通常具有高度选择性，只针对特定的酶进行修饰，而对其他酶几乎没有影响。
这种选择性保证了生物体内不同酶的活性能够被精确地调控。
2、调节效果稳定：酶的化学修饰过程通常比较稳定，一旦酶被修饰，其活性往往会持续较长时间。
这使得酶的化学修饰调节能够在生物体内发挥持久的调节作用。
3、可逆性和可调控性：许多酶的化学修饰是可逆的，这使得酶的活性可以在不同的生理状态下进行动态的调整。
例如，在饥饿状态下，某些酶可能会被磷酸化而失活，而在饱食状态下，这些酶可能会被去磷酸化而重新激活。
这种可逆性和可调控性使得酶的化学修饰调节能够很好地适应生物体的不同生理需求。
4、具有级联放大效应：酶的化学修饰调节往往具有级联放大效应，即当一个酶被修饰后，会进一步影响其他酶的活性，从而产生更大的生理效应。
这种放大效应使得微小的调节信号能够引发一系列的生理反应，最终导致显著的生理变化。
5、参与能量代谢的调节：酶的化学修饰调节在能量代谢过程中发挥着重要作用。
例如，磷酸化可以调节酶的活性，控制糖原的合成和分解，以及脂肪酸的氧化和合成等过程。
这些过程对能量的产生和利用至关重要，因此酶的化学修饰调节在能量代谢的平衡中起到关键作用。
6、涉及多种修饰方式的协同作用：酶的化学修饰包括多种方式，如磷酸化、乙酰化、甲基化等。
不同的修饰方式可以产生不同的调节效果，有时甚至可以相互拮抗或协同。
这种多种修饰方式的协同作用使得酶的化学修饰调节更加精细和复杂。
7、参与信号转导：酶的化学修饰不仅调节酶的活性，还参与信号转导过程。
例如，当细胞受到外界刺激时，某些酶会被磷酸化或去磷酸化，从而触发一系列的信号转导通路，最终导致相应的生理反应。
综上所述，酶的化学修饰调节具有高度选择性、调节效果稳定、可逆性和可调控性、级联放大效应、参与能量代谢的调节、多种修饰方式的协同作用以及参与信号转导等特点。
材料修饰方法
材料修饰方法
材料修饰方法指的是通过一些技术手段对原材料进行改性、改变物
理化学性质或者增强性能的一种工艺方法。
这种方法已被广泛应用于
各行各业，包括人造材料、化工、电子、金属等领域。
下面就来介绍
一些常见的材料修饰方法：
1. 表面修饰
表面修饰是指对材料表面进行改性处理。
此方法通常可以使材料防水、耐磨、防腐、耐高温等特性得到增强。
常见的表面修饰方法有电镀、
喷涂、溅射、喷铬、电化学氧化等。
2. 化学修饰
化学修饰是指通过化学反应、改变材料分子结构等方式来改变材料性
质的过程。
这种修饰方法可以改善材料的化学性质、机械性能、热稳
定性等特性。
常见的化学修饰方法有聚合反应、交联反应、碳化、氮
化等。
3. 热处理
热处理是在一定条件下对材料进行加热和冷却的处理方式。
这种方法
可以降低材料的硬度和强度，从而提高其韧性和延展性，并改善相变、晶化、固溶等特性。
常见的热处理方法有淬火、退火、回火、正火等。
4. 填充修饰
填充修饰指将一些纤维、颗粒或填料添加到材料中，以改变其重量、
强度、硬度以及其他物理性能。
这种方法可以增加材料的强度、刚度、耐久性等特性。
常见的填料包括玻璃纤维、碳纤维、硅酸盐等。
总的来说，材料修饰方法在各个领域的应用非常广泛，对改善材料特
性和性能有着重要的作用。
不同的材料修饰方法可以分别针对不同的
材料进行选择，从而实现最佳的效果。
简述酶的化学修饰调节的特点
简述酶的化学修饰调节的特点
酶的化学修饰调节是指通过酶分子上某些化学基团的改变，从而改变酶的活性或特性的过程。
这种调节方式具有以下特点：
1. 调节效率高：酶的化学修饰调节通常可以在短时间内快速响应细胞内环境的变化，使酶的活性迅速改变，以适应细胞的生理需求。
2. 调节方式多样：酶的化学修饰调节可以通过多种方式进行，如磷酸化、乙酰化、甲基化、腺苷酸化等。
不同的修饰方式可以导致酶的活性、稳定性、特异性等方面的改变。
3. 具有级联放大效应：酶的化学修饰调节可以引发一系列的级联反应，从而对细胞内的信号通路产生放大作用。
这种级联放大效应使得细胞能够对微弱的信号做出快速而强烈的反应。
4. 受多种因素调控：酶的化学修饰调节受到多种因素的调控，如激素、生长因子、细胞因子等。
这些因素可以通过影响酶的修饰酶或修饰底物的活性来调节酶的化学修饰。
5. 可逆性：酶的化学修饰调节通常是可逆的，即修饰后的酶可以通过去修饰酶的作用而恢复到原来的状态。
这种可逆性使得酶的活性可以在需要时快速改变，以适应细胞的生理需求。
总之，酶的化学修饰调节是一种高效、多样、可逆的调节方式，对于细胞内代谢、信号转导等过程的精确调控具有重要意义。
化学修饰电极
这种电子转移媒介体引起的电催化反应如图所示。 这里，修饰层中媒介体(聚甲苯胺蓝O)的氧化态与 溶液中待测物的还原态(NADH，还原型烟酰胺腺 嘌呤二核苷酸)反应后，再生出媒介体的还原态， 即修饰剂催化了溶液中NADH的氧化，因为 NADH在裸电极上的直接电氧化需要更正的过电 位。二茂铁、二酚类化合物也是典型的电子转移 媒介体和修饰剂，可用于催化一些直接电化学活 性不佳的被测物质的氧化还原反应。在电分析化 学中，一般认为化学修饰电极上的电催化是用来 放大检测信号，其催化电流往往与被测物浓度成 正比。
化学修饰电极已广泛用于无机、有机和生 化物质的分析检测，也是研究分离和合成 化学的重要实验平台。例如，在环境和食 品分析中，常用于重金属离子及亚硝酸盐 等多种污染物的高敏检测；在生物分析方 面，用于蛋白质、DNA、神经递质以及代 谢调控分子的检测和传感。
Sabahudin Hrapovic等使用不同的金属纳 米材料(Pt、Au、Cu)与溶于Nafion的单壁 碳纳米管和多壁碳纳米管制备得到复合型 传感器，通过吸附溶出伏安法来检测三硝 基甲苯TNT和其他硝基苯类化合物。 华南师范大学的杨勤燕通过简单的绿色无 污染方法制备了铂纳米粒子包覆的金纳米 孔膜及其双金属纳米复合膜修饰电极，并 成功应用于对大肠杆菌的快速检测。 其它文献也表明各类化学修饰电极对食品 中肾上腺素、抗坏血酸、多巴胺及细胞色 素C等也是一种高效灵敏的分析方法。
方式，形成化学键或生成表面配位化合物等物质，从而发生
的吸附。
(3)基于氢键、亲疏水作用力、-堆积力的吸附。这些吸附 也属于物理吸附的范畴。通过氧化还原或研磨等简单的电极
处理方式，在金属电极表面可产生-OH等含氧基团，而碳电
极表面则可产生-OH、C=O、-COOH等含氧基团，这些含氧 基团可通过氢键去捕集溶液中的相应组分。导电碳材料具有 碳原子的共轭结构，故碳基电极可通过-堆积力去吸附含 有苯环类似结构的分子。另外，表面处理干净的碳电极具有
巯基的化学修饰
案例二：巯基修饰在材料科学中的应用
总结词
巯基修饰在材料科学中可用于合成高分子 材料、制备纳米材料和改善材料的物理化 学性质。
VS
详细描述
巯基修饰可用于合成含有硫醇基团的高分 子材料，这些材料具有优异的热稳定性、 机械性能和化学反应活性。此外，巯基修 饰还可以用于制备纳米材料，如金纳米颗 粒和量子点，具有潜在的光电应用价值。 另外，巯基修饰还可以改善材料的物理化 学性质，如表面润湿性和生物相容性。
02
巯基的化学修饰技术
硫醇的氧化反应
01
氧化剂
常用的氧化剂包括过氧化物、臭氧、高锰酸钾等，可以将硫醇氧化为
相应的酮或醛类化合物。
02
反应条件
氧化反应通常需要在一定的酸碱条件下进行，同时需要控制反应温度
和时间，以免过度氧化或副反应发生。
03
应用
硫醇的氧化反应在药物合成、生物活性分子合成等领域有广泛的应用
。
硫醇的还原反应
还原剂
常用的还原剂包括金属氢化物、有机酸、无机酸等，可以将硫 醇还原为相应的醇类化合物。
反应条件
还原反应通常需要在一定的酸碱条件下进行，同时需要控制反 应温度和时间，以免过度还原或副反应发生。
应用
硫醇的还原反应在药物合成、材料合成等领域有广泛的应用。
硫醇的取代反应
取代试剂
常用的取代试剂包括卤代物、硫酸酯、磺酸酯等，可以 在硫醇的巯基上发生取代反应。
挑战与瓶颈
1 2
修饰位点选择的精确控制
在巯基修饰过程中，如何实现精确控制修饰位 点的选择是一个亟待解决的问题。
修饰反应的效率与特异性
提高修饰反应的效率和特异性，是巯基修饰中 需要解决的另一个关键问题。
酶的化学修饰
的保持时间。
＋ HCl
• 焦碳酸二乙酯（DPC)和碘代乙酸， DPC对 抗凝血、抗血栓、降血脂活性，修饰溶栓酶类增加疗效。
+ HI
+
2－羟基－5－硝基苄溴（HNBB)和4－硝基
组氨酸残基有较好的专一性，240nm。 交联剂是具有两个反应活性部位的双功能基团在相隔较近的两个氨基酸残基之间，或酶与其它分子之间发生交联反应。
修饰试剂应具备以下特征:
①选择性地与一个氨基酸残基反应; ②酶蛋白不变性; ③标记的残基在肽中稳定 ④反应的程度能用简单的技术测定。
2、反应条件的选择
①不造成蛋白质的不可逆变性。 ②有利于专一性修饰蛋白质。
3. 反应的专一性
①利用蛋白质分子中某些基团的特殊性。 例：二异丙基氟磷酸酯(DFP)能与胰凝乳蛋白
E－SH + R－S－S－R
E－S－S－R
+ R－SH
E－SH + E－S－S－R
E－S－S－E
+ R－SH
与—SH进行二硫键交换后，—SH被修饰，试剂 的另一半以单体放出。
常用的二硫键交换试剂： DTNB， 5, 5’-dithio-bis-(2-Nitrobenzoate)
二硫二吡啶，4, 4’-dithiodipyridine （或2, 2’-dithiodipyridine）
酶的化学修饰
概念
酶的化学修饰（Chemical modification） 化学手段将某些原子或化学基团结合到酶 分子上，或将酶分子中某基团改变，改变 酶的催化性质及一些生理生化性质。
易实现，作用快，成本
例如：
1、用乙醛酸修饰胰凝乳蛋白酶的表面氨基， 对60°C热处理的稳定性增高了1000倍。
巯基的化学修饰(医学课件)
谷胱甘肽还原酶是细胞内重要的抗氧化酶，其作用是将氧化型的谷胱甘肽还 原成还原型的谷胱甘肽，从而保护细胞免受氧化损伤。
翻译后修饰
半胱氨酸的修饰
半胱氨酸是蛋白质中常见的氨基酸之一，其侧链可以发生多种化学修饰，如甲基 化、乙酰化、氧化、还原等，这些修饰可以影响蛋白质的构象、活性和功能。
谷胱甘肽化
02
巯基修饰的生物分子
蛋白质
酶
巯基修饰的酶包括氧化还原酶、结构酶和调节酶。这些酶在 生物体内发挥着重要的生物学功能，如氧化还原反应、细胞 信号转导和细胞周期调控等。
细胞因子
细胞因子是一类具有重要调节作用的蛋白质，它们可以调节 免疫应答、促进细胞增殖和分化等。一些细胞因子通过巯基 修饰发挥其功能，如白介素-1和肿瘤坏死因子等。
在生物医学领域的应用
生物信息学分析可用于基因组学、转录组学和蛋白质组学等领域的研究，通过对 大规模数据的挖掘和分析，揭示生物分子之间的相互作用和功能关系，为疾病诊 断和治疗提供新思路和新方法。
06
巯基修饰的展望与挑战
现有研究的不足与局限
缺乏深入的巯基修饰作用机制研究
01
目前对于巯基修饰的作用机制仍知之甚少，限制了其在相关领
修饰方法的改进和创新
针对现有修饰方法的不足，未来可能会开发出更加高效、特异性的修饰方法，以满足不同 领域的需求。
修饰剂的优化和筛选
为了降低修饰剂的毒性和提高生物相容性，未来可能会加大力度研究和开发新型、高效、 安全的修饰剂。
在医学领域的应用前景
01
疾病诊断和治疗
通过研究巯基修饰在疾病发生发展中的作用，有望开发出新的疾病诊
作用靶点
巯基修饰的分子可以作为药物作用的靶点，药物通过与靶点作用，调节靶点的功 能，从而达到治疗疾病的目的
天然产物修饰方程式
天然产物修饰方程式介绍天然产物是自然界中存在的化学物质，包括植物、动物和微生物产生的有机化合物。
这些产物具有多样的结构和生物活性，因此对于药物发现和生命科学研究具有重要意义。
然而，天然产物也存在一些问题，例如低活性、不稳定性和生产难度等。
为了解决这些问题，科学家们提出了天然产物修饰方程式的概念。
通过在天然产物的结构上引入化学修饰，可以增强其活性、稳定性和合成效率，从而提高其在药物研发等领域的应用潜力。
天然产物修饰的方法天然产物修饰的方法有很多种，下面我们将介绍几种常用的方法：1. 化学修饰化学修饰是最常见的一种天然产物修饰方法。
通过在天然产物的分子结构上引入化学官能团，可以改变其物理化学性质和生物活性。
常用的化学修饰方法包括酯化、烷基化、芳基化等。
2. 酶催化修饰酶催化修饰是利用特定的酶对天然产物进行修饰。
通过选择适当的酶和底物，可以实现特定官能团的引入或转移，从而改变天然产物的结构和活性。
这种方法具有高效、高选择性和环境友好等优点。
3. 基因工程修饰基因工程修饰是通过改变天然产物的生物合成途径来实现修饰。
通过基因工程技术，可以靶向改变特定酶的表达水平或功能，从而改变天然产物的合成过程和产量。
这种方法具有改良性强、可调控性好等优点。
4. 生物催化修饰生物催化修饰是利用微生物或酶的催化作用对天然产物进行修饰。
通过选择适当的催化剂和反应条件，可以实现特定官能团的引入或转移，从而改变天然产物的结构和活性。
这种方法具有高效、高选择性和环境友好等优点。
天然产物修饰的应用天然产物修饰在药物研发、农药开发和化妆品等领域具有广泛的应用价值。
下面我们将分别介绍这些领域的应用情况：1. 药物研发天然产物修饰在药物研发中起着重要的作用。
通过对天然产物进行修饰，可以增强其药理活性、改善体内稳定性和降低毒副作用。
修饰后的天然产物可以用于治疗癌症、心血管疾病、传染病等多种疾病。
2. 农药开发天然产物修饰也在农药开发中得到广泛应用。
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第五章酶分子的化学修饰主要内容：l酶的活性中心l酶化学修饰的目的l酶化学修饰的原理l酶化学修饰的设计l酶化学修饰的应用第一节酶的活性中心（active site）一、活性中心的概念 P12酶的必需基团(essential group): 与酶活性有关的基团酶的活性中心(active center): 由必需基团构成的与酶催化活性有关的特定区域.酶的必需集团在一级结构上并不互相毗邻，往往分散在氨基酸系列中，甚至分布在不同肽链上。
当肽链盘曲、折叠形成空间结构时，互相隔离的必需基团彼此靠近，集中在酶分子表面而形成具有三维结构的特定区域。
该区域能与底物结合并发挥催化作用，故称酶的活性中心(active center)活性部位（active site）。
对于结合酶来说，辅酶或辅基参与酶活性中心的组成。
活性中心的重要化学基团——7种氨基酸出现的频率最高：Lys、Asp、Glu、Cys、His、 Tyr和Ser（兰天果拌猪肉丝）。
某些功能基团（氨基、羧基、巯基、羟基和咪唑基）是酶的必需基团。
图释左图：丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基、组氨酸的咪唑基右图：天冬氨酸和谷氨酸的羧基、赖氨酸的氨基、酪氨酸和丝氨酸的羟基。
二、活性中心的共性 P12(1)活性部位只占酶分子很小的一部分（1-2%）。
(2)活性部位是一个三维实体(entity)(3)活性中心位于酶分子表面的疏水性裂缝中。
(4)活性中心构象不是固定不变的（诱导契合）(5)酶与底物通过盐键、氢键、范德华力和疏水作用等次级键结合。
1．The active site takes up a relatively small part of the total volume of an enzyme.左图：肌球蛋白模型。
只显示出α-碳原子，红的为血红素，绿的是两种关键的组氨酸残基。
右图：来自胞质热激蛋白的ATP酶片段的结构图。
ADP（红的）位于两个结构域（黄和蓝的）之间的裂缝中。
已知几乎所有的酶都是由100多个AA残基组成，而活性中心却只有几个AA残基组成，催化部位一般只有2～3个AA..有些酶在初合成时尚不具有酶的活性，称为酶原。
酶原之所以不具有催化活性是因为其必需基团分散存在于多肽链的氨基酸顺序中，相距较远，未能形成活性中心。
在激活剂的作用下，必需基团相互靠近，构成活性中心。
无活性的酶原转变成为有活性的酶，这种现象称为酶原的激活。
如胰凝乳蛋白酶酶活性中心有Ile 16、His 57、Asp 102、Ser195，它们在酶原形成时分散在一条肽链上，但酶原经胰蛋白酶激活后形成新的空间结构，必需基团相互靠近，形成活性中心，具有了催化活性。
图8-21。
可见，酶的活性中心不是特异的氨基酸顺序，而是特异的氨基酸组。
（由此引出第二个共性）2．The active site is a three-dimensional entity formed by groups that come from differert parts of the linear amino acid sequence.A图：溶菌酶的分子结构实体模型，两种具有催化活性的关键残基以红和绿表示。
活性部位的其他残基用黄色表示。
B图：溶菌酶的图解式图。
表明活性部位是由来自多肽链上不同部位的氨基酸残基构成。
3．酶的活性中心并不是和底物的形状正好互补的，而是在酶和底物结合过程中底物分子或酶分子的构象发生了一定的变化才互补的，这种动态辨认过程称诱导契合（induced-fit）。
不同酶的活性中心构象不同，这使酶催化作用具有高度特异性的分子基础。
4. 酶活性中心位于酶分子表面的裂缝内（crevice），此裂缝获凹陷多为氨基酸残基的疏水基团组成的疏水环境，形成“疏水口袋”。
5. 当底物进入疏水口袋后，多借助于次级键（如氢键、离子键、疏水键、范德华力等与酶结合并被催化转变为产物。
6. 如木瓜蛋白酶在失去N段20个AA后虽然仍有活性，但此时酶分子并不稳定，很容易丧失活性。
所以没有蛋白酶结构的完整性，酶分子的稳定性就降低，活性中心也就不存在了。
Active site—The active site is the region of the enzyme that binds the substrate, to form an enzyme-substrate complex, and transforms it into product. The active site is a three-dimensional entity, often a cleft or crevice on the surface of the protein, in which the substrate is bound by multiple weak interactions.三、研究酶活性中心的方法P131.物理学方法：用X射线衍射法直接检测底物或其类似物与酶形成的中间复合物（包括酶和底物）的相对位置。
2.化学修饰法：P13根据所用修饰试剂不同，分为1)非专一性化学修饰：非专一性的修饰试剂与氨基酸侧链基团作用。
但不同基团的修饰剂的反应性不同，修饰反应有先有后。
若某基团被修饰后：酶活性不变——该基团可能不是酶的必需基团酶活性降低或丧失——该基团可能是酶的必需基团，但不能确定化学试剂是同活性中心内的必需基团结合。
活性中心基团的鉴定标准①失活程度与修饰剂浓度成一定比例关系。
②S或可逆抑制剂有保护作用（活性中心）。
2)专一性化学修饰（基团专一性修饰）用专一性化学修饰剂修饰酶活性中心的某一氨基酸残基的侧链基团。
书上：如胰凝乳蛋白酶活性中心的测定，就使用了二异丙基氟磷酸（DIFP）这一专一性修饰剂，可与195位的丝氨酸特异性的共价结合。
3)亲和标记（位点专一性修饰）P13、P300采用的修饰试剂是根据底物的化学结构设计合成的含有活泼反应基团的底物类似物。
它向底物一样进入酶的活性部位，并以其活泼的化学基团与酶活性中心部位的某些基团共价结合，使酶失去活性。
作用机制：利用酶对底物的特殊亲和力将酶加以修饰标记。
化学修饰的专一性：图释上：半胱氨酸的巯基烷基化后，酶失去活性（基团专一性修饰）。
下：含有活泼反应基团的底物类似物与活性中心的巯基反应，使酶失去活性（位点专一性修饰）亲和修饰剂：①与S结构相似，与活性中心的氨基酸残基亲和力大，而与活性中以外的氨基酸残基亲和力小。
②具有活泼的化学基团（如卤素）可与活性中心的基团形成稳定的共价键。
3.蛋白质工程：将酶相应的cDNA定点突变，突变的cDNA只表达一个或几个氨基酸被置换的酶蛋白，测定其活性可知被置换的氨基酸是否为活力所必需。
第二节酶化学修饰及修饰目的一、酶化学修饰1.限制酶大规模应用的原因：1)细胞外稳定性差；2)酶活性不够高；3)具有抗原性。
2. 改变酶特性有两种主要的方法：1)通过分子修饰的方法来改变已分离出来的天然酶的活性。
2)通过基因工程方法改变编码酶分子的基因而达到改造酶的目的。
3. 酶化学修饰的概念 P280 上酶的化学修饰（chemical modification）：通过化学基团的引入或除去，使蛋白质共价结构发生改变。
凡涉及共价或部分共价键的形成或破坏，从而改变酶学性质均可看作是酶分子的化学修饰。
酶选择性化学修饰：描述肽链侧链基团被化学试剂专一性地修饰。
在较温和的条件下，以可以控制的方式使一种蛋白质同某些化学试剂起特异反应，从而引起单个氨基酸残基或其功能基发生共价的化学改变。
酶分子的化学修饰可以定义为：在分子水平上对酶的改造，即在体外将酶的侧链基团通过人工方法与一些化学基团，特别是具有生物相容性的大分子进行共价连接，从而改变酶学性质的技术。
二、酶化学修饰的目的1. 研究酶的结构与功能的关系。
（50年代末）如：酶的活性中心的存在就是通过酶化学修饰来证实的。
2. 人为改变天然酶的某些性质，扩大酶的应用范围。
（70年代末之后）1）提高酶的生物活性（酶活力）。
如：1分子胰凝乳蛋白酶与11分子右旋糖酐结合后酶活力提高30%2）增强酶的稳定性（热稳定性、体内半衰期）。
治疗血栓有显著疗效的尿激酶在体内的半衰期只有2～20min，SOD作为药物修饰后，血液中的在体内的半衰期为6～10min，用PEG、右旋糖酐对lys 的NH2半衰期从6min提高到35h，同时耐热性、pH稳定性、抗蛋白酶水解能力均有提高。
3）消除抗原性（针对特异性反应降低生物识别能力）。
抗原：引起体内产生抗体的物质。
酶大多数是从动植物和微生物中获得的蛋白质，对人体是一种外源蛋白。
当注射进人体后，作为抗原刺激体内产生抗体，当酶再次注射体内时，抗体与抗原（酶）特异性结合使酶失去催化能力。
4）产生新的催化能力。
第三节酶化学修饰的原理一、如何增强酶天然构象的稳定性与耐热性P280修饰剂分子存在多个反应基团，可与酶形成多点交联。
使酶的天然构象产生“刚性”结构。
从热力学角度看，酶天然构象高度有序，熵值小，应该说是不稳定的。
但酶分子结构中基团间相互作用，基团与水溶液相互作用，能产生补偿性的熵值，使酶分子结构的熵值最后处于一种平衡状态，紧密有序的构象得以维持。
当酶发生热失活时，酶分子天然结构向热力学上熵值高的方向变化，从紧密有序趋向随机松散，折叠结构打开，最终导致酶催化功能丧失。
酶化学修饰是基于上述观点，从增强天然构象的稳定性着手来减少酶的热失活。
通过酶与修饰剂交联，使酶天然构象产生“刚性”，不易伸展打开，并同时减少酶分子内部基团的热振动，从而增强酶的热稳定性。
二、如何保护酶活性部位与抗抑制剂大分子修饰剂与酶结合后，产生的空间障碍或静电斥力阻挡抑制剂，“遮盖”了酶的活性部位。
酶抑制剂是通过作用于酶活性部位来降低酶催化能力的。
酶共价交联上大分子修饰剂后，大分子修饰剂产生的空间障碍阻挡抑制剂，“遮盖”酶活性部位，增强了酶抗抑制剂能力。
三、如何维持酶功能结构的完整性与抗蛋白水解酶酶化学修饰后通过两种途径抗蛋白水解酶：1. 大分子修饰剂产生空间障碍阻挡蛋白水解酶接近酶分子。
“遮盖”酶分子上敏感键免遭破坏。
2. 酶分子上许多敏感基团交联上修饰剂后，减少了受蛋白水解酶破坏的可能性。
四、如何消除酶的抗原性及稳定酶的微环境1. 酶蛋白氨基酸组成的抗原决定簇，与修饰剂形成了共价键。
破坏了抗原决定簇——抗原性降低乃至消除“遮盖”了抗原决定簇——阻碍抗原、抗体结合2. 大分子修饰剂本身是多聚电荷体，能在酶分子表面形成“缓冲外壳”，抵御外界环境的极性变化，维持酶活性部位微环境相对稳定。
第四节酶化学修饰的设计一、充分认识酶分子的特性包括酶的——1. 活性部位情况（前述）2. 稳定条件及反应最佳条件（热稳定性、pH稳定性、最适pH、温度）3. 侧链基团的化学性质及反应活泼性二、修饰剂的选择要考虑——1.修饰剂的分子量及链的长度（要求有较大的分子量）2.修饰剂上反应基团的数目及位置（要求有较多的反应活性基团）3.修饰剂上反应基团的活化方法与条件三、反应条件的选择允许修饰能顺利进行。