Abzyme

Ein Abzym (aus Antikörper und Enzym), auch Catmab (aus katalytischem monoklonalem Antikörper) genannt und am häufigsten als katalytischer Antikörper bezeichnet, ist ein monoklonaler Antikörper mit katalytischer Aktivität. Abzyme werden normalerweise in Labortieren gezüchtet, die gegen synthetische Haptene immunisiert sind, aber einige natürliche Abzyme können bei normalen Menschen (anti-vasoaktive intestinale Peptid-Autoantikörper) und bei Patienten mit Autoimmunerkrankungen wie systemischem Lupus erythematodes gefunden werden, wo sie an DNA binden und diese hydrolysieren können. Bisher zeigen Abzyme nur eine schwache, bescheidene katalytische Aktivität und haben sich als praktisch nicht brauchbar erwiesen. Sie sind jedoch Themen von erheblichem akademischem Interesse. Ihre Untersuchung hat wichtige Erkenntnisse über Reaktionsmechanismen, Enzymstruktur und -funktion, Katalyse und das Immunsystem selbst geliefert.Enzyme funktionieren, indem sie die Aktivierungsenergie des Übergangszustands einer chemischen Reaktion senken, wodurch die Bildung eines ansonsten ungünstigeren molekularen Zwischenprodukts zwischen dem /den Reaktanten und dem/den Produkt(en) ermöglicht wird. Wenn ein Antikörper entwickelt wird, um an ein Molekül zu binden, das strukturell und elektronisch dem Übergangszustand einer gegebenen chemischen Reaktion ähnlich ist, bindet der entwickelte Antikörper an den Übergangszustand und stabilisiert ihn, genau wie ein natürliches Enzym, wodurch die Aktivierungsenergie der Reaktion verringert wird und somit die Reaktion katalysiert wird. Durch Anheben eines Antikörpers zur Bindung an ein stabiles Übergangszustandsanalogon wird ein neuer und einzigartiger Enzymtyp hergestellt.

Bisher zeigten alle produzierten katalytischen Antikörper nur eine bescheidene, schwache katalytische Aktivität. Die Gründe für die geringe katalytische Aktivität dieser Moleküle wurden ausführlich diskutiert. Möglichkeiten deuten darauf hin, dass Faktoren jenseits der Bindungsstelle eine wichtige Rolle spielen können, insbesondere durch Proteindynamik. Einige Abzyme wurden entwickelt, um Metallionen und andere Cofaktoren zu verwenden, um ihre katalytische Aktivität zu verbessern.

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