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1、n酶与某些疾病发生的关系n酶在疾病诊断上的应用n酶在疾病治疗中的应用n固定化酶及其在医药领域的应用第八节、酶在医药学上的应用1 1一、酶与某些疾病发生的关系2 2皮肤乳白色，毛发淡黄或银白色，瞳孔淡红，虹膜淡灰或淡红，半透明视网膜缺乏色素。1. 酪氨酸酶缺陷白化病3 32. 胱硫醚合成酶缺陷同型胱氨酸尿症多发性血栓形成，晶体脱位，身体瘦长，蜘蛛样指（趾），轻中度智力低下。4 4智力低下，60%患儿有脑电图异常，头发细黄，皮肤色淡和虹膜淡黄色，惊厥，尿有“发霉”臭味或鼠尿味。3. 苯丙氨酸羟化酶缺陷苯丙酮酸尿症5 5PKU型（99%） 苯丙氨酸羟化酶缺陷BH4型（1%） 鸟苷三磷酸环化水合酶（G
2、TPCH）等 苯丙酮尿症苯丙酮尿症Chromoseme12Chromoseme12pq12q22 - q24.2苯丙氨酸羟化酶类缺陷有关。酶缺陷主要原因是基因的错义突变、缺失以及剪接突变造 成的。6 6二、酶在疾病诊断上的应用7 7酶疾病与酶活力变变化 淀粉酶(AMS)胰脏脏疾病，肾脏肾脏疾病时时升高；肝病时时下降胆碱酯酯酶肝病、肝硬化、有机磷中毒、风风湿等，活力下降酸性磷酸酶(ACP)前列腺癌、肝炎、红红血球病变时变时，活力升高碱性磷酸酶(ALP)佝偻偻病、软软骨化病、骨瘤、甲状旁腺亢进进，活力升高；软软骨发发育不全，活力下降谷丙/谷草转转氨酶肝病、心肌梗塞等，活力升高-谷氨酰转肽酰转肽 酶
3、原/继发继发性肝癌，活力200U以上，阻塞性黄疸、肝硬化、胆道癌等，血清酶活升高 醛醛縮酶急性传传染性肝炎、心肌梗塞，血清中酶活力显显著升高胃蛋白酶胃癌，活力升高；十二指肠溃疡肠溃疡 ，活力下降磷酸葡糖变变位酶肝炎、癌症，活力升高乳酸脱氢氢酶(LDH)肝癌、急性肝炎、心肌梗塞，活力显显著升高；肝硬化，活力正常端粒酶癌细细胞中含有端粒酶，正常体细细胞内没有端粒酶活性山梨醇脱氢氢酶（SDH）急性肝炎，活力显显著提高脂肪酶(LPS)急性胰腺炎，活力明显显增高，胰腺癌、胆管炎患者，活力升高肌酸磷酸激酶（CK）心肌梗塞，活力显显著升高；肌炎、肌肉创伤创伤，活力升高羟羟基丁酸脱氢氢酶心肌梗塞、心肌炎，活力
4、增高磷酸己糖异构酶急性肝炎，活力极度升高；心肌梗塞、急性肾肾炎，脑脑溢血，活力明显显升高鸟鸟氨酸氨基甲酰转酰转移酶 (OCT)急性肝炎，活力急速增高；肝癌，活力明显显升高乳酸脱氢氢酶同工酶心肌梗塞、恶恶性贫贫血，白血病、肌肉萎缩缩，白血病、淋巴肉瘤、肺癌，转转移性肝癌 、结肠结肠癌，肝炎、原发发性肝癌、脂肪肝、LDH4增高葡萄糖氧化酶测测定血糖含量，诊诊断糖尿病亮氨酸氨肽肽酶（LAP）肝癌、阴道癌、阻塞性黄疸，活力明显显升高通过过酶活力变变化进进行疾病诊诊断8 8用酶测测定物质质的量的变变化进进行疾病诊诊断酶测测定的物质质用 途葡萄糖氧化酶葡萄糖测测定血糖、尿糖，诊诊断糖尿病葡萄糖氧化酶+过过
5、氧化物酶葡萄糖测测定血糖、尿糖，诊诊断糖尿病尿素酶尿素测测定血液、尿液中尿素的量， 诊诊断肝脏脏、肾脏肾脏 病变变谷氨酰酰胺酶谷氨酰酰胺测测定脑脑脊液中谷氨酰酰胺的量， 诊诊断肝昏迷、肝硬化胆固醇氧化酶胆固醇测测定胆固醇含量，诊诊断高血脂等DNA聚合酶基因通过过基因扩扩增，基因测测序， 诊诊断基因变变异、检测检测 癌基因9 9三、酶在疾病治疗中的应用消化酶类抗炎清创酶类抗栓酶类抗氧化酶类抗肿瘤细胞生长的酶1010酶在疾病治疗疗方面的应应用 酶 名来 源用 途 淀粉酶胰脏脏、麦芽、微生物治疗疗消化不良，食欲不振蛋白酶胰脏脏、胃、植物、微生物治疗疗消化不良，食欲不振，消炎，消肿肿，创创愈，降 压压
6、 脂肪酶胰脏脏、微生物治疗疗消化不良，食欲不振纤维纤维 素酶霉菌治疗疗消化不良，食欲不振溶菌酶蛋清、细细菌治疗疗各种细细菌性和病毒性疾病 尿激酶人尿治疗疗心肌梗塞，结结膜下出血，黄斑部出血链链激酶链链球菌治疗疗血栓性静脉炎，咳痰，血肿肿，下出血，骨折青霉素酶蜡状芽孢孢杆菌治疗疗青霉素引起的变态变态 反应应L-天冬酰酰胺酶大肠肠杆菌治疗疗白血病超氧化物歧化酶微生物，植物，动动物预预防辐辐射损伤损伤 ，治疗红疗红 斑狼疮疮，皮肌炎，结肠结肠 炎凝血酶动动物，蛇，细细菌，酵母等治疗疗各种出血病胶原酶细细菌分解胶原，消炎，化脓脓，脱痂，治疗溃疡疗溃疡右旋糖酐酐酶微生物预预防龋齿龋齿 胆碱酯酯酶细细菌治
7、疗疗皮肤病，支气管炎，气喘溶纤纤酶蚯蚓溶血栓弹弹性蛋白酶胰脏脏治疗动疗动 脉硬化，降血脂核糖核酸酶胰脏脏抗感染，祛痰，治肝癌尿酸酶牛肾肾治疗疗痛风风11111212栓溶酶类与心血管疾病1313凝血酶1414n健美生消化酶帮助肠胃蠕动 【产品规格】90片瓶 【食用方法】成人每日3片，随主餐服用 【成分(每片含)】 1)消化蛋白质：木瓜蛋白酶50毫克、菠萝 蛋白酶30毫克； 2)消化脂肪：脂肪酶30毫克； 3)消化碳水化合物/淀粉：淀粉酶50毫克 ； 4)消化乳制品：乳糖酶30毫克； 5)消化纤维：纤维素酶15毫克。 另含：能抑制过多胃酸的葡萄糖酸钙，能 缓解反胃薄荷叶和茴香 【适用人群】 消化不
8、良者 肠胃疾病患者 大病初愈者消化酶类1515病因：腺苷酸脱氨酶（ADA）基因先天遗传缺陷。Dr.W.French Anderson 和他的同事在小女 孩的T细胞中插入一个正常的ADA基因，将其注入她的血液系统。1990年首次基因疗法谢德尔美国一位4岁小女孩Ashanti DiSilva,她患了一种严重联合免疫缺陷征（SCID）的疾病。 1616四、固定化酶及其在医药领域的应用1717将水溶性酶用物理或化学方法处理，固定于高分子支持物(或载体)上而成为不溶于水，但仍有酶活性的一种酶制剂形式，称固定化酶(immobilized enzyme)。18181. 固定化酶的优点： n极易将固定化酶与底
9、物、产物分开，因而简化了提纯工艺；n可以在较长时间内反复使用，有利于工艺的连续化、管道化；n酶反应过程可以严格控制，有利于工艺自动化和微电脑化，易于与各种分离手段联用； n在绝大多数情况下提高了酶的稳定性；n可以增加产物的收率，提高产物质量；n较能适应于多酶反应;n酶能够重复利用，使用效率提高，成本低；n提高操作的机械强度。二、制备固定化酶的依据二、制备固定化酶的依据19192. 固定化酶的缺点：n酶固定化时酶的活力有所损失。同时也增加了固定 化的成本，使工厂开始投资大。n比较适应水溶性底物和小分子底物。n与完整细胞比较，不适于多酶反应，特别是需要辅 因子的反应，同时对胞内酶需经分离后才能固定
10、 化。2020三、固定化技术1、吸附法2、包埋法3、通过双功能试剂进行共价交联4、和水不溶性载体共价结合2121固定化酶的制备 吸附法 1、吸附法(Adsorption)酶被吸附于惰性的固相载体或离子交换剂。酶被吸附于惰性的固相载体或离子交换剂。2222物理吸附法使用对酶蛋白有高度吸附能力的硅胶、活性炭，氧化铝、高岭土、石英沙、火棉胶、多孔玻璃等在一定条件下与水溶酶作用制得。这些具有吸附能力的物质就叫做载体。2323优点：操作简单，反应条件温和，酶活力损失少，载体可反复使用。缺点：易引起蛋白质表面变性，且由于结合力 弱，当反应液的pH值、离子强度、温度、底物浓度等发生变化时，会导致酶易从载体上
11、部分或全部脱落。2424离子结合法利用含有离子交换基团的固相载体（如具有交换基团的葡聚糖凝胶或纤维素）与酶蛋白分子的带电基团互相吸引（靠离子链）而形成络合物。2525优点：制作简单，处理条件缓和，酶蛋白的活性中心和高级结构破坏较少，可以制得活力较高的固定化酶。缺点：离子键结合较松散，如在高离子强度下 进行反应时，酶与载体易分开。2626第一个离子结合法固定化酶：DEAE Cellulose固定化过氧化氢酶第一个工业化的固定化酶：DEAE-Sephadex A-50固定化氨基酰化酶27272828 包埋法 固定化酶的应用2、包埋法(Entrapment)将酶包埋在凝胶的微小空格内或埋于半透膜的微
12、型胶束内，但底物仍能渗入到里面与酶接触。2929优点：利用此法制得的固定化酶，由于酶分子仅仅是被包埋起来，而未受到化学作用。酶蛋白几乎不起变化，可适用与多种不溶酶的制备。缺点：酶被包埋在内部，对大分子底物很难发生催化作用。所以用包埋法制备的酶，一般只适用与小分子底物。包埋法又分为：微胶囊包埋法 胶格包埋法胶格包埋法3030微胶囊包埋法将酶包埋在半透性聚合体膜内，形成的直径为1100um。3131胶格包埋法首先被采用的胶格包埋法是 ： 固定化胰蛋白酶 木瓜蛋白酶 淀粉酶Enzyme+N, N-甲叉双 丙稀酰胺, 丙稀酰胺引发剂inactiation32323、交联法依靠双功能基团的试剂，使酶蛋白
13、分子之间发生交联，凝集成网状结构而成为固定化酶。3333酶分子之间共价交联和与水不溶性载体共价结合酶分子34344、共价键合法(Covalent bonds)酶蛋白的非必需基团通过共价键和载体形成不可逆的连接。3535共价结合法要注意两个问题：参加载体共价结合应不是活性中心基团，也不是参与酶蛋白的高级结构的必需基团，否则会使固定化酶不呈现出酶活力。载体必须具有在温和条件下可与酶蛋白发生偶联反应的基团，又有一定的机械强度和较大的表面积。3636优点：此法制得的固定化酶，酶分子和载体间的共价键较牢固，在介质组成发生改变和进行反应时，都不会造成酶的脱落，因而可以反复使用。缺点：制取固定酶较复杂，反应
14、条件比较剧烈，所以要制得酶活力很高的固定化酶较为困难。制作方法：有重氮化法、烷基化和芳基化法、肽法和戊二醛法等。3737方 法优优 点缺 点吸附法制作条件温和、简简便、成本低 、载载体再生、可反复使用结结合力弱，对对pH、离子强度、 温度等因素敏感，酶易脱落，酶 的装载载容量较较小共价法载载体与偶联联方法可选择选择 性大 ；酶的结结合力强，非常稳稳定偶联联条件激烈，易引起酶失活； 成本高，某些偶联试剂联试剂 有一定毒 性 交联联法可用的交联试剂联试剂 多，技术简术简 易，酶的结结合力强，稳稳定性 高交联联条件激烈，机械性能差包埋法包埋材料、包埋方法可选选余地 大，固定化酶的使用面广，包 埋条件
15、温和仅仅可用于低分子量的底物，不适 用于柱系统统，常有扩扩散限制问问 题题各种酶固定化方法的比较3838泵储罐反应产物离心机消 旋 反 应 器固定化酶 柱子晶体 L-AlaL-Ala A-D-AlaA-L-Ala A-D-Ala四、固定化酶的应用1、使用酶柱式固定化酶连续催化反应39392、 固定化多酶反应3、 固定化酶在分离提纯上的应用4040青霉素酰化酶与抗生素改造41418.1 酶在药药物制造方面的应应用4242酶主要来源用途青霉素酰酰化酶微生物制造半合成青霉素和头孢头孢 菌素11-羟羟化酶霉菌制造氢氢化可的松L-酪氨酸转转氨酶细细菌制造多巴（L-二羟羟苯丙氨酸）-酪氨酸酶植物制造多巴-
16、甘露糖苷酶链链霉菌制造高效链链霉素核苷磷酸化酶微生物生产产阿拉伯糖腺嘌呤核苷（阿 糖腺苷） 酰酰基氨基酸水解酶微生物生产产L-氨基酸5-磷酸二酯酯酶桔青霉等微生物生产产各种核苷酸多核苷酸磷酸化酶微生物生产产聚肌胞，聚肌苷酸无色杆菌蛋白酶细细菌由猪胰岛岛素（Ala-30）转变为转变为 人胰岛岛素（Thr-30） 核糖核酸酶微生物生产产核苷酸蛋白酶动动物、植物、微生物生产产L-氨基酸-葡萄糖苷酶黑曲霉等微生物生产产人参皂甙甙-Rh243438.2 酶在食品、酿造、饲料方面的应用 n淀粉制糖、发酵、酒精、n食品（包括果蔬汁、啤酒酿造、谷物食品、蛋白水解、和功能食品以及食用油脂）n饲料4444“绿色健康，“酶”力无限4545淀粉酶类与淀粉糖业4646果汁生产与果胶酶乳制品与凝乳酶4747酶制
