酶與蛋白質工程 第11章 酶的應用

1、第十二講第十二講 酶的應用酶的應用酶參與了生物體內所有的生命活動和生命過程酶參與了生物體內所有的生命活動和生命過程執(zhí)行具體的生理功能執(zhí)行具體的生理功能- -唾液、胃液中的消化酶，凝血酶等唾液、胃液中的消化酶，凝血酶等清除有害物質起保衛(wèi)作用清除有害物質起保衛(wèi)作用- -過氧化物酶，超氧化物岐化酶等過氧化物酶，超氧化物岐化酶等協(xié)同激素等生理活性物質在體內發(fā)揮信號轉換協(xié)同激素等生理活性物質在體內發(fā)揮信號轉換, ,傳遞與放大傳遞與放大作用作用, ,調節(jié)生理功能調節(jié)生理功能- -蛋白激酶蛋白激酶催化代謝反應催化代謝反應, ,建立各種各樣代謝體系與代謝途徑建立各種各樣代謝體系與代謝途徑- -葡萄糖、葡萄糖、

2、氨基酸、核酸代謝氨基酸、核酸代謝 酶的應用酶的應用酶是生物學有力的研究工具酶是生物學有力的研究工具 基因工程工具酶基因工程工具酶 基因組學基因組學 蛋白組學蛋白組學 酶的應用酶的應用酶與工農業(yè)生產(chǎn)實踐有密切關系酶與工農業(yè)生產(chǎn)實踐有密切關系 工業(yè)用酶：淀粉糖業(yè)工業(yè)用酶：淀粉糖業(yè) 農業(yè)用酶：飼料農業(yè)用酶：飼料酶在醫(yī)藥方面應用酶在醫(yī)藥方面應用用酶進行用酶進行疾病診斷疾病診斷用酶進行用酶進行疾病治療疾病治療用酶制造各種用酶制造各種藥物藥物 酶的應用酶的應用通過酶活力變化進行疾病診斷通過酶活力變化進行疾病診斷酶疾病與酶活力變化淀粉酶胰臟疾病，腎臟疾病時升高；肝病時下降膽堿酯酶肝病、肝硬化、有機磷中毒、風

3、濕等，活力下降酸性磷酸酶前列腺癌、肝炎、紅血球病變時，活力升高堿性磷酸酶佝僂病、軟骨化病、骨瘤、甲狀旁腺機能亢進時，活力升高；軟骨發(fā)育不全等，活力下降谷丙轉氨酶/谷草轉氨酶肝病、心肌梗塞等，活力升高-谷氨酰轉肽酶(-GT)原發(fā)性和繼發(fā)性肝癌，活力增高至200單位以上，阻塞性黃疸、肝硬化、膽道癌等，血清中酶活力升高醛縮酶急性傳染性肝炎、心肌梗塞，血清中酶活力顯著升高胃蛋白酶胃癌，活力升高；十二指腸潰瘍，活力下降磷酸葡糖變位酶肝炎、癌癥，活力升高乳酸脫氫酶肝癌、急性肝炎、心肌梗塞，活力顯著升高；肝硬化，活力正常端粒酶癌細胞中含有端粒酶，正常體細胞內沒有端粒酶活性山梨醇脫氫酶(SDH)急性肝炎，活力

4、顯著提高脂肪酶急性胰腺炎，活力明顯增高，胰腺癌、膽管炎患者，活力升高肌酸磷酸激酶(CK)心肌梗塞，活力顯著升高；肌炎、肌肉創(chuàng)傷，活力升高羥基丁酸脫氫酶心肌梗塞、心肌炎，活力增高磷酸己糖異構酶急性肝炎，活力極度升高；心肌梗塞、急性腎炎，腦溢血，活力明顯升高鳥氨酸氨基甲酰轉移酶急性肝炎，活力急速增高；肝癌，活力明顯升高乳酸脫氫酶同工酶心肌梗塞、惡性貧血，LDH1增高；白血病、肌肉萎縮，LDH2增高；白血病、淋巴肉瘤、肺癌，LDH3增高；轉移性肝癌、結腸癌，LDH4增高；肝炎、原發(fā)性肝癌、脂肪肝、心肌梗塞、外傷、骨折，LDH5增高葡萄糖氧化酶測定血糖含量，診斷糖尿病亮氨酸氨肽酶(LAP)肝癌、陰道癌

5、、阻塞性黃疸，活力明顯升高用酶測定物質量的變化進行疾病診斷用酶測定物質量的變化進行疾病診斷 酶測定的物質用 途葡萄糖氧化酶葡萄糖測定血糖、尿糖，診斷糖尿病葡萄糖氧化酶+過氧化物酶葡萄糖測定血糖、尿糖，診斷糖尿病尿素酶尿素測定血液、尿液中尿素的量，診斷肝臟、腎臟病變谷氨酰胺酶谷氨酰胺測定腦脊液中谷氨酰胺的量，診斷肝昏迷、肝硬化膽固醇氧化酶膽固醇測定膽固醇含量，診斷高血脂等DNA聚合酶基因通過基因擴增，基因測序，診斷基因變異、檢測癌基因 酶的應用酶的應用苯丙酮在腦中積累會使腦發(fā)育受阻，嚴重腦力呆滯，智商 0-50苯丙氨酸代謝途徑關系到三種遺傳病苯丙氨酸代謝途徑關系到三種遺傳病 酶的應用酶的應用體檢

6、表中有關酶的選項體檢表中有關酶的選項 酶的應用酶的應用酶在疾病治療方面應用酶在疾病治療方面應用酶 名來 源用 途淀粉酶胰臟、麥芽、微生物治療消化不良，食欲不振蛋白酶胰臟、胃、植物、微生物治療消化不良，食欲不振，消炎，消腫，除去壞死組織，促進創(chuàng)傷愈合，降低血壓脂肪酶胰臟、微生物治療消化不良，食欲不振纖維素酶霉菌治療消化不良，食欲不振溶菌酶蛋清、細菌治療各種細菌性和病毒性疾病尿激酶人尿治療心肌梗塞，結膜下出血，黃斑部出血鏈激酶鏈球菌治療血栓性靜脈炎，咳痰，血腫，下出血，骨折青霉素酶蠟狀芽孢桿菌治療青霉素引起的變態(tài)反應L-天冬酰胺酶大腸桿菌治療白血病超氧化物歧化酶微生物，植物，動物預防輻射損傷，治療

7、紅斑狼瘡，皮肌炎，結腸炎凝血酶動物，蛇，細菌，酵母等治療各種出血病膠原酶細菌分解膠原，消炎，化膿，脫痂，治療潰瘍右旋糖酐酶微生物預防齲齒 膽堿酯酶細菌治療皮膚病，支氣管炎，氣喘溶纖酶蚯蚓溶血栓彈性蛋白酶胰臟治療動脈硬化，降血脂核糖核酸酶胰臟抗感染，祛痰，治肝癌尿酸酶牛腎治療痛風溶菌酶溶菌酶溶栓酶類與心血管疾病溶栓酶類與心血管疾病凝血酶凝血酶1)消化蛋白質：木瓜蛋白酶50毫克、菠蘿蛋白酶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)消化纖維：纖維素酶15毫克另含：能抑制過多胃酸的葡萄糖酸鈣，能緩解反胃薄荷葉和茴香【適用人群】

8、消化不良者腸胃疾病患者大病初愈者消化酶類消化酶類 酶的應用酶的應用超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶 SOD 美國醫(yī)學家美國醫(yī)學家WF安德森等人對安德森等人對腺腺苷脫氨酶缺乏癥苷脫氨酶缺乏癥（ADA缺乏癥）的基缺乏癥）的基因治療，是世界上第一個基因治療成因治療，是世界上第一個基因治療成功的范例功的范例1990年9月14日，安德森對一例患ADA缺乏癥的4歲女孩謝德爾進行基因治療這個4歲女孩由于遺傳基因有缺陷，自身不能生產(chǎn)ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在無菌的隔離帳里他們將含有這個女孩自身的經(jīng)改造的白血球溶液輸入她左臂的一條靜脈血管中，這種白血球中有缺陷的基因已經(jīng)被健康基因所替代在以后的10個月內

9、她又接受了7次這樣的治療，同時也接受酶治療。治療后，免疫功能日趨健全，能夠走出隔離帳，過上了正常人的生活 謝德爾，1999酶在藥物制造方面應用酶在藥物制造方面應用 酶主要來源用途青霉素酰化酶微生物制造半合成青霉素和頭孢菌素11-羥化酶霉菌制造氫化可的松L-酪氨酸轉氨酶細菌制造多巴（L-二羥苯丙氨酸）-酪氨酸酶植物制造多巴-甘露糖苷酶鏈霉菌制造高效鏈霉素核苷磷酸化酶微生物生產(chǎn)阿拉伯糖腺嘌呤核苷（阿糖腺苷）?；被崴饷肝⑸锷a(chǎn)L-氨基酸5-磷酸二酯酶桔青霉等微生物生產(chǎn)各種核苷酸多核苷酸磷酸化酶微生物生產(chǎn)聚肌胞，聚肌苷酸無色桿菌蛋白酶細菌由豬胰島素（Ala-30）轉變?yōu)槿艘葝u素（Thr-30）

10、核糖核酸酶微生物生產(chǎn)核苷酸蛋白酶動物、植物、微生物生產(chǎn)L-氨基酸-葡萄糖苷酶黑曲霉等微生物生產(chǎn)人參皂甙-Rh2 酶的應用酶的應用青霉素?；概c抗生素改造青霉素?；概c抗生素改造 酶的應用酶的應用Iressa 艾若薩艾若薩 (ZD1839)苯胺喹啉化合物苯胺喹啉化合物強效強效EGFR（表皮生長因子受體）酪氨酸激酶抑制劑（表皮生長因子受體）酪氨酸激酶抑制劑對癌細胞的增殖、生長、存活的信號轉導通路起阻斷作用對癌細胞的增殖、生長、存活的信號轉導通路起阻斷作用不良反應：皮疹、惡心、嘔吐、腹瀉不良反應：皮疹、惡心、嘔吐、腹瀉 酶的應用酶的應用增生增生X 凋亡凋亡血管生成血管生成轉移轉移 細胞膜細胞膜 癌細

11、胞癌細胞ZD1839EGFTGFa a XXX細胞核細胞核激酶激酶XZD1839: 作用機制作用機制 酶的應用酶的應用淀粉酶類與淀粉糖業(yè)淀粉酶類與淀粉糖業(yè) 酶的應用酶的應用淀粉液化液淀粉酶糖化酶糖化液噴霧干燥氫化還原結晶異構酶粉狀葡萄糖山梨醇結晶葡萄糖果葡糖漿果糖42%葡萄糖55%低聚糖分離混合高果糖漿果糖漿果糖80-90%果糖55%葡萄糖39%低聚糖 酶的應用酶的應用 酶的應用酶的應用小麥木聚糖水解果汁生產(chǎn)與果膠酶果汁生產(chǎn)與果膠酶乳制品與凝乳酶乳制品與凝乳酶 酶的應用酶的應用果菜清洗揀果機酶在輕工、化工方面的應用酶在輕工、化工方面的應用 用酶進行用酶進行原料處理原料處理 用酶生產(chǎn)各種用酶生產(chǎn)

12、各種輕工、化工產(chǎn)品輕工、化工產(chǎn)品 用酶增強用酶增強產(chǎn)品使用效果產(chǎn)品使用效果 酶的應用酶的應用酶制劑在國外酶制劑在國外飼料工飼料工業(yè)業(yè)中得到不斷應用中得到不斷應用不僅提高了飼料原料不僅提高了飼料原料的的轉化率轉化率，也促進了，也促進了對飼料的對飼料的消化消化植酸酶Bio-Feed Phytase 主要用于提高植酸磷的消化率，并相應改善鈣和其它礦物元素的利用率。大大降低了動物糞便中磷的排放量，有益環(huán)保 酶的應用酶的應用 酶的應用酶的應用生物拋光是一種用纖維素酶改善纖維素纖維制品表面的整理工藝,以達到持久的抗起毛起球并增加織物的光潔度和柔軟度 酶水解毛根部的毛囊蛋白而使毛松動脫落蛋白酶分解皮纖維間質

13、中的可溶性蛋白質，使皮纖維進一步松散軟化加速蛋白質分解染色溫度降低 皮革脫毛與軟化皮革脫毛與軟化 加酶洗滌劑加酶洗滌劑生絲脫膠與羊毛染生絲脫膠與羊毛染蛋白酶蛋白酶 酶的應用酶的應用酶在環(huán)境保護中的應用酶在環(huán)境保護中的應用 環(huán)境環(huán)境監(jiān)測監(jiān)測 廢水處理廢水處理過氧化物酶多酚氧化酶 可降解材料可降解材料開發(fā)開發(fā) 酶的應用酶的應用 在脂肪酶催化下，己二酸（或癸二酸）與蔗糖在己烷溶液中在脂肪酶催化下，己二酸（或癸二酸）與蔗糖在己烷溶液中進行酯化反應，能夠生成聚糖酯高聚物進行酯化反應，能夠生成聚糖酯高聚物OOHOHOHOOOHCH2OHHOCH2HOCH2HOHOOC(CH2)4COOH+OC(CH2)4COOHHOHOCH2OCH2OOHCH2OOOHOHOHOHOOC(CH2)4COn 酶的應用酶的應用酶在生物技術方面的應用酶在生物技術方面的應用 去除細胞壁去除細胞壁 大分子切割大分子切割 大分子連接大分子連接 酶的應用酶的應用 現(xiàn)代基因工程的創(chuàng)始人P P伯格（美國,1926-）1960年提出一個大膽的設想：是否可以創(chuàng)造出一種人工方法，把外界的