Abzyme

Một abzyme (từ kháng thể và enzyme), còn được gọi là catmab (từ kháng thể đơn dòng xúc tác), và thường được gọi là kháng thể xúc tác, là một kháng thể đơn dòng có hoạt tính xúc tác. Abzymes thường được nêu ra ở động vật trong phòng thí nghiệm chủng ngừa haptens tổng hợp, nhưng một số abzymes tự nhiên có thể được tìm thấy ở người bình thường (chống vận mạch tự kháng peptide ruột) và ở những bệnh nhân với các bệnh tự miễn như lupus ban đỏ hệ thống, nơi họ có thể liên kết với và thủy phân DNA. Cho đến nay abzymes chỉ hiển thị hoạt động xúc tác yếu, khiêm tốn và chưa được chứng minh là sử dụng thực tế. Tuy nhiên, chúng là những môn học có mối quan tâm học thuật đáng kể. Nghiên cứu chúng đã mang lại những hiểu biết quan trọng về cơ chế phản ứng, cấu trúc và chức năng của enzyme, xúc tác và chính hệ thống miễn dịch.
Enzyme hoạt động bằng cách hạ thấp năng lượng kích hoạt trạng thái chuyển tiếp của phản ứng hóa học, do đó cho phép hình thành một chất trung gian phân tử kém thuận lợi hơn giữa (các) chất phản ứng và (các) sản phẩm. Nếu một kháng thể được phát triển để liên kết với một phân tử có cấu trúc và điện tử tương tự như trạng thái chuyển tiếp của một phản ứng hóa học nhất định, thì kháng thể được phát triển sẽ liên kết và ổn định, trạng thái chuyển tiếp, giống như enzyme tự nhiên, làm giảm năng lượng kích hoạt của phản ứng, và do đó xúc tác cho phản ứng. Bằng cách tăng một kháng thể để liên kết với một chất tương tự trạng thái chuyển tiếp ổn định, một loại enzyme mới và duy nhất được tạo ra.
Cho đến nay, tất cả các kháng thể xúc tác được sản xuất chỉ hiển thị hoạt động xúc tác yếu, khiêm tốn. Những lý do cho hoạt động xúc tác thấp cho các phân tử này đã được thảo luận rộng rãi. Khả năng chỉ ra rằng các yếu tố ngoài vị trí gắn kết có thể đóng vai trò quan trọng, đặc biệt thông qua động lực học protein. Một số abzyme đã được thiết kế để sử dụng các ion kim loại và các đồng yếu tố khác để cải thiện hoạt động xúc tác của chúng.

Lịch sử

Khả năng xúc tác phản ứng bằng kháng thể liên kết với trạng thái chuyển tiếp được đề xuất lần đầu tiên bởi William P. Jencks vào năm 1969. Năm 1994 Peter G. Schultz và Richard A. Lerner đã nhận được giải thưởng Wolf uy tín về hóa học để phát triển kháng thể xúc tác cho nhiều phản ứng và phổ biến nghiên cứu của họ thành một lĩnh vực phụ đáng kể của enzyme.

Điều trị HIV tiềm năng

Trong một số tháng 6 năm 2008 của tạp chí Autoimmunity Review, các nhà nghiên cứu S Planque, Sudhir Paul, Ph.D và Yasuhiro Nishiyama, Ph.D của Đại học Y khoa Texas tại Houston tuyên bố rằng họ đã thiết kế một abzyme làm suy giảm vùng siêu nguyên của vị trí gắn kết CD4 gp120. Đây là một phần của lớp vỏ ngoài của virus HIV không thay đổi, bởi vì nó là điểm gắn vào tế bào lympho T, tế bào quan trọng trong khả năng miễn dịch qua trung gian tế bào. Sau khi bị nhiễm HIV, bệnh nhân sản xuất kháng thể đến các phần dễ thay đổi hơn của lớp vỏ virus. Các kháng thể không hiệu quả do khả năng thay đổi áo khoác của virus một cách nhanh chóng. Bởi vì protein gp120 này là cần thiết cho HIV để gắn vào, nó không thay đổi giữa các chủng khác nhau và là một điểm dễ bị tổn thương trên toàn bộ phạm vi của quần thể biến thể HIV.
Các abzyme không chỉ liên kết với trang web: nó phá hủy xúc tác trang web, khiến virus trơ và sau đó có thể tấn công các virus HIV khác. Một phân tử abzyme duy nhất có thể tiêu diệt hàng ngàn virus HIV.