簡介
抗體酶，又稱催化抗體，是一類具有催化能力的免疫球蛋白，即通過一系列化學與生物技術方法制備出的具有催化活性的抗體，它既具有相應的免疫活性，又能像酶那樣催化某種化學反應。
1984年列那(Lerner)進一步推測：以過渡态類似物作為半抗原，則其誘發出的抗體即與該類似物有着互補的構象，這種抗體與底物結合後，即可誘導底物進入過渡态構象，從而引起催化作用。
根據這個猜想列那和蘇爾滋(P．C．Schultz)分别領導各自的研究小組獨立地證明了：針對羧酸酯水解的過渡态類似物産生的抗體，能催化相應的羧酸酯和碳酸酯的水解反應。1986年美國Science雜志同時發表了他們的發現，并将這類具催化能力的免疫球蛋白稱為抗體酶或催化抗體。
特點
抗體酶具有典型的酶反應特性；與配體(底物)結合的專一性，包括立體專一性，抗體酶催化反應的專一性可以達到甚至超過天然酶的專一性；具有高效催化性，一般抗體酶催化反應速度比非催化反應快104～108倍，有的反應速度已接近于天然酶促反應速度；抗體酶還具有與天然酶相近的米氏方程動力學及pH依賴性等。
将抗體轉變為酶主要通過誘導法、引入法、拷貝法三種途徑。誘導法是利用反應過渡态類似物為半抗原制作單克隆抗體，篩選出具高催化活性的單抗即抗體酶；引入法則借助基因工程和蛋白質工程将催化基因引入到特異抗體的抗原結合位點上，使其獲得催化功能，拷貝法主要根據抗體生成過程中抗原-抗體互補性來設計的。
博萊克(Pollack)等以硝基苯酚磷酸膽堿酯作為半抗原誘導産生單抗，經篩選找到加快水解反應1.2萬倍的抗體酶。
主要功能
抗體酶可催化多種化學反應，包括酯水解、酰胺水解、酰基轉移、光誘導反應、氧化還原分應、金屬螯合反應等。其中有的反應過去根本不存在一種生物催化劑能催化它們進行，甚至可以使熱力學上無法進行的反應得以進行。
抗體酶的研究，為人們提供了一條合理途徑去設計适合于市場需要的蛋白質，即人為地設計制作酶。它是酶工程的一個全新領域。利用動物免疫系統産生抗體的高度專一性，可以得到一系列高度專一性的抗體酶，使抗體酶不斷豐富。随之出現大量針對性強、藥效高的藥物。立本專一性抗體酶的研究，使生産高純度立體專一性的藥物成為現實。
以某個生化反應的過渡态類似物來誘導免疫反應，産生特定抗體酶，以治療某種酶先天性缺陷的遺傳病。抗體酶可有選擇地使病毒外殼蛋白的肽鍵裂解，從而防止病毒與靶細胞結合。抗體酶的固定化已獲得成功，将大大地推進工業化進程。
制備方法
1、雜交瘤技術
經體内免疫後再進行細胞融合是制備抗體酶的一種傳統方法。雜交瘤技術的基本原理是用不能在培養液中生長的但能産生抗體的脾髒細胞，與能在培養液中生長的骨髓瘤細胞進行融合，融合得到的雜交細胞既能産生抗體又能在體外培養，通過選擇培養，以獲取能産生單克隆抗體的雜交瘤細胞。再把這些細胞單克隆化，即繁殖成母體的同一細胞或形成菌落。這些菌落能夠産生單一均勻的抗體，可用于進行單克隆抗體的擴大生産。
對這些菌落用酶聯免疫吸附法等方法加以篩選。該制備方法的關鍵是要有合适而穩定的過渡态模拟物作半抗原，以産生與過渡态高度親和的抗體酶。由于大多數反應過渡态類似物的分子量較低，即所謂的半抗原，他們本身免疫原性很弱，必須與某種載體偶聯才能表現免疫原性。本方法所得到的抗體酶的催化能力的高低，在很大程度上取決于化學模型物的設計，現在應用的設計策略包括：誘導和轉化設計，反應免疫，“潛過渡态”半抗原設計等等。
2、抗體結合部位修飾法
将催化基團或輔助因子引入到抗體的抗原結合部位，一般可采用兩種方法：即選擇性化學修飾法和基因工程定點突變法。抗體酶和酶一樣也可以用化學修飾的方法加以改造。對抗體酶進行結構修飾的關鍵，是找到一種吻合的方法在抗體結合位置或附近引入酶的催化基團或輔助基團，如果引入的催化基團與底物結合部位取向正确空間排布恰到好處，就能産生高活力的抗體酶。為提高抗體酶的催化能力，可采用鄰近效應，靜電催化，應變，功能團催化等方法，在抗體結合位點引入催化基團。
基因工程定點突變法是利用位點專一性突變引起抗體結合部位氨基酸的改變，能在抗體結合部位換上有催化作用的氨基酸，進而改變抗體酶的催化效率。目前，定點突變的方法己成為提高抗體酶活性的一種常規方法。
3、克隆免疫反應因子的基因
通過PCR技術克隆出全套免疫球蛋白的可變區基因，建立單獨産生重鍊和輕鍊的噬菌體文庫，然後再通過每個載體中存在的非對稱限制位點使它們随機地将基因的輕重鍊結合，這些含有上百萬個高水平表達的輕鍊和重鍊片段的文庫在大腸杆菌中表達和組裝，就可大量制造Fab片斷了。這樣的文庫在保留親本單克隆的識别和親和特性的基礎上利用了免疫因子的多樣性，通過這種方法我們可從上百萬種可能性中選擇抗體酶。
應用
1、在醫學領域的應用
随着對抗體酶研究的深入進行，抗體酶越來越顯示出其在醫學領域中的潛在應用價值。人們利用抗體酶催化藥物在體内的還原，有利于機體對藥物的吸收，并降低藥品的毒副作用；将抗體酶技術和蛋白質融合技術結合在一起，設計出既有催化功能又有組織特異性的嵌合抗體，用于切除惡性腫瘤；将抗體酶直接作為藥物，以治療酶缺陷症患者。
人們除了對抗體酶用于治療可卡因成瘾性、有機磷毒劑的解毒等實際問題進行研究外，同時，又發展了一些諸如定向抗體酶前藥治療法。前藥是指為降低藥物毒性而設計的一類自身無活性或活性較低，需要在體内經代謝轉化為活性藥物以發揮作用的化合物。抗體酶在正在發展的ADEPT體系中成功的對前藥進行活化，提高了腫瘤治療的選擇性，顯示出很好的應用前景。
将能催化前藥轉化為腫瘤細胞毒劑的酶，與腫瘤細胞專性抗體相偶聯，酶通過與腫瘤抗體的結合而存在于腫瘤細胞表面，當前藥擴散至腫瘤細胞表面或附近時，抗體酶就會将前藥迅速水解，釋放出抗腫瘤藥物。
這樣大大提高了腫瘤細胞附近局部藥物的濃度，增強對腫瘤細胞的殺傷力，減少對正常細胞的殺傷作用。經科學家們的不斷努力，抗體酶在癌症方面的應用将日益完善，有可能成為腫瘤治療的重要武器。
2、在有機合成中的應用
複雜天然産物的合成一直是有機合成中的熱點之一。
Sinha等第一次把抗體酶用于天然産物Multistriatin的合成。目前，已經成功篩選出可催化六種類型酶促反應和幾十種化學反應的抗體酶，可催化許多困難和能量不利的反應。催化類型包括酯水解，金屬螯合，底物異構化反應，氧化還原，環化反應等，抗體酶還可以作為手性助劑控制光加成反應産物的立體化學，用于手性化合物的拆分，還可用于探索化學反應機制。目前，抗體酶研制和應用的許多曆程還不清楚，從而無法設計過渡态穩定類似物。
而在反應曆程中，抗體酶的方法又将在其中發揮重要作用，可以通過構制預期的抗體酶來驗證反應曆程，使理論上的曆程更接近實際。未來對抗體酶的研究重點：（1）通過制定催化活性實現對特定化學反應的催化，實現對那些不能用天然酶催化的反應的催化。（2）抗體酶體内治療作用的拓展。（3）體酶生産庫以及生産技術的研究，使抗體酶能降低成本，實現商業化應用。随着蛋白質工程，基因工程，免疫學等生物技術的不斷發展，抗體酶的研究将會有更大的突破和廣泛的應用前景。
總之,抗體酶是化學和生物學的研究成果在分子水平交叉滲透的産物，是抗體的多樣性和酶分子的巨大催化能力結合在一起的一種新策略。雖然抗體酶的研究存在很多不足之處，但我們相信通過多學科的交叉協作，随着單克隆抗體技術的發展和酶的作用機制的闡明，抗體酶的研究必将達到一個新的水平，一定會結出更加令人振奮的成果。
