生物制藥學(xué) 第七章 治療用酶和酶工程課件

第七章治療用酶和酶工程制藥

主要內(nèi)容治療用酶酶工程制藥Iamdepressed.

Metoo.肝炎：四氯化碳腫瘤：移植、藥物、放射、病毒豚鼠白血病模型???第一節(jié)治療用酶概述

一、治療用酶的概念和特征

治療用酶就是用于治療疾病的酶類(lèi)物質(zhì)

作為治療用酶，一般應(yīng)該具備以下特征1）機(jī)體的生理?xiàng)l件下，有較高的穩(wěn)定性和活力2）對(duì)底物有較高的親和力，并不受產(chǎn)物和體液中正常成分的限制二、治療用酶的來(lái)源1.動(dòng)物來(lái)源此類(lèi)治療酶多來(lái)源于動(dòng)物臟器胃粘膜可以制備胃蛋白酶，胰臟為原料可以制備胰酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶和彈性蛋白酶等動(dòng)物肺中制備抑肽酶動(dòng)物睪丸中制備透明質(zhì)酸酶人的尿液中制備尿激酶從蚯蚓內(nèi)臟中提取蚓激酶二、治療用酶的來(lái)源3.微生物來(lái)源工業(yè)上大多數(shù)從微生物中制備酶制劑采用微生物制備的治療用酶主要有淀粉酶、纖維素酶、枯草桿菌蛋白酶、灰色鏈霉菌蛋白酶、溶血鏈球菌激酶、青霉素酶等三、治療用酶的種類(lèi)

在已發(fā)現(xiàn)的3000多種酶中，酶制劑已達(dá)近百種，它們廣泛地應(yīng)用于助消化、消炎、消腫、促凝血、抗血栓、解毒、抗腫瘤等方面

酶按照用途可以分為五大類(lèi)1.消化酶類(lèi)消化酶的作用是消化和分解食物中的淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)等，使之變?yōu)楹?jiǎn)單且易被腸胃道吸收的物質(zhì)胰酶、胰脂酶、胃蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶等

2.消炎（抗炎）、粘痰溶解酶類(lèi)消炎酶能分解炎癥部位纖維蛋白，清除傷口周?chē)哪摨?、腐肉、碎屑，并且能分解膿液中的黏蛋白，達(dá)到清潔創(chuàng)口、排濃抗炎和消腫的目的胰蛋白酶、糜蛋白酶、糜胰蛋白酶、膠原酶、SOD、菠蘿蛋白酶、溶菌酶、玻璃酸酶、Dnase3.抗腫瘤酶類(lèi)抗腫瘤酶是通過(guò)破壞腫瘤細(xì)胞所需要的代謝物來(lái)抑制其生長(zhǎng)天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶

4.循環(huán)酶類(lèi)

多用于治療心腦血管疾病，改善腦血管循環(huán)，降低血液粘度等抗凝酶：鏈激酶、尿激酶、纖溶酶止血酶：人凝血酶、蛇毒凝血酶、促凝血酶原激酶血管活性酶：激肽釋放酶、彈性蛋白酶第二節(jié)

臨床治療用酶一、尿激酶

是有人體腎小管上皮細(xì)胞長(zhǎng)生的一種特殊的堿性蛋白分解酶，主要存在于哺乳動(dòng)物的尿中尿激酶是絲氨酸蛋白酶，絲氨酸和組氨酸是活性中心的必須氨基酸，是纖溶酶原激活劑系統(tǒng)中的一員，主要功能是去除沉淀的纖維蛋白。在臨床上，尿激酶可以用于治療急性心肌梗死的血栓、腦室內(nèi)出血、心絞痛、肢體動(dòng)脈栓塞，還可以用于腦血栓的形成、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等治療尿激酶在治療的過(guò)程中，有出血、頭痛、惡心、嘔吐、食欲不振等副作用三、天冬酰胺酶

豚鼠血清中抗腫瘤的因子就是天冬酰胺酶天冬酰胺酶可以專(zhuān)一性地水解天冬酰胺，變成氨和天冬氨酸，由于急性白血病等腫瘤細(xì)胞中本身缺少或沒(méi)有天冬酰胺合成酶，從而引起細(xì)胞死亡，正常細(xì)胞則不受影響天冬酰胺酶對(duì)治療急性淋巴性白血病具有較好的效果，其中對(duì)兒童的緩解率可達(dá)57.8％，有效率85.2％，對(duì)成人的完全緩解率為32.8％，有效率64.3％很多組織對(duì)天冬酰胺酶敏感并產(chǎn)生各種毒性后果，主要表現(xiàn)為免疫性的過(guò)敏反應(yīng)等四、玻璃酸酶

能水解透明質(zhì)酸廣泛地存在于蛇毒、蜂毒、蝎毒、蜘蛛毒中，也存在于真菌、細(xì)菌中可以應(yīng)用于眼科、皮下給藥的吸收在使用中，個(gè)別情況下可致過(guò)敏反應(yīng)，如瘙癢、蕁麻疹等

六、抑肽酶

抑肽酶是一種小分子量的堿性多肽抑制多種含有絲氨酸活性基團(tuán)的蛋白酶，因此是蛋白酶的廣譜抑制劑抑肽酶在臨床山用于保護(hù)血小板、抑制急性胰腺炎、止血、治療支氣管炎等不良反應(yīng)主要是過(guò)敏反應(yīng)和影響腎功能等

七、胃蛋白酶胃蛋白酶是胃液中多種蛋白酶的混合物主要用于幫助消化、老年慢性萎縮性胃炎、身體功能紊亂和肌肉生長(zhǎng)停頓等不良反應(yīng)時(shí)有時(shí)會(huì)引起皮疹

第三節(jié)酶與疾病2.胱硫醚合成酶缺陷——同型胱氨酸尿癥多發(fā)性血栓形成，晶體脫位，身體瘦長(zhǎng)，蜘蛛樣指（趾），輕中度智力低下。智力低下，60%患兒有腦電圖異常，頭發(fā)細(xì)黃，皮膚色淡和虹膜淡黃色，驚厥，尿有“發(fā)霉”臭味或鼠尿味。3.苯丙氨酸羥化酶缺陷——苯丙酮酸尿癥

PKU型（99%）苯丙氨酸羥化酶缺陷

BH4型（1%）鳥(niǎo)苷三磷酸環(huán)化水合酶（GTP－CH）等苯丙酮尿癥Chromoseme12pq12q22-q24.2

苯丙氨酸羥化酶類(lèi)缺陷有關(guān)。酶缺陷主要原因是基因的錯(cuò)義突變、缺失以及剪接突變?cè)斐傻?。第四?jié)酶在疾病診斷上的應(yīng)用酶疾病與酶活力變化淀粉酶(AMS)胰臟疾病，腎臟疾病時(shí)升高；肝病時(shí)下降膽堿酯酶肝病、肝硬化、有機(jī)磷中毒、風(fēng)濕等，活力下降酸性磷酸酶(ACP)前列腺癌、肝炎、紅血球病變時(shí)，活力升高堿性磷酸酶(ALP)佝僂病、軟骨化病、骨瘤、甲狀旁腺亢進(jìn)，活力升高；軟骨發(fā)育不全，活力下降谷丙/谷草轉(zhuǎn)氨酶肝病、心肌梗塞等，活力升高γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶原/繼發(fā)性肝癌，活力200U以上，阻塞性黃疸、肝硬化、膽道癌等，血清酶活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(LDH)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(xì)胞中含有端粒酶，正常體細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有端粒酶活性山梨醇脫氫酶（SDH）急性肝炎，活力顯著提高脂肪酶(LPS)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α－羥基丁酸脫氫酶心肌梗塞、心肌炎，活力增高磷酸己糖異構(gòu)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(niǎo)氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶(OCT)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，白血病、肌肉萎縮，白血病、淋巴肉瘤、肺癌，轉(zhuǎn)移性肝癌、結(jié)腸癌，肝炎、原發(fā)性肝癌、脂肪肝、LDH4增高葡萄糖氧化酶測(cè)定血糖含量，診斷糖尿病亮氨酸氨肽酶（LAP）肝癌、陰道癌、阻塞性黃疸，活力明顯升高通過(guò)酶活力變化進(jìn)行疾病診斷用酶測(cè)定物質(zhì)的量的變化進(jìn)行疾病診斷

酶測(cè)定的物質(zhì)用途葡萄糖氧化酶葡萄糖測(cè)定血糖、尿糖，診斷糖尿病葡萄糖氧化酶+過(guò)氧化物酶葡萄糖測(cè)定血糖、尿糖，診斷糖尿病尿素酶尿素測(cè)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(cè)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(cè)定膽固醇含量，診斷高血脂等DNA聚合酶基因通過(guò)基因擴(kuò)增，基因測(cè)序，診斷基因變異、檢測(cè)癌基因肝炎與轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶又稱(chēng)氨基轉(zhuǎn)移酶（aminotransferase，EC2.6.1）是一類(lèi)催化氨基從一個(gè)分子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)分子的轉(zhuǎn)移酶類(lèi)。谷丙轉(zhuǎn)氨酶：催化丙氨酸與α-酮戊二酸之間進(jìn)行氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，生成谷氨酸和丙酮酸。谷草轉(zhuǎn)氨酶，：催化天冬酰胺與α-酮戊二酸之間進(jìn)行氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，生成谷氨酸和草酰乙酸。肝炎與轉(zhuǎn)氨酶急性傳染性肝炎肝硬化阻塞性黃疸肝炎血清中GOT和GPT活性升高第五節(jié)

酶工程制藥一、酶工程簡(jiǎn)介

酶工程，又稱(chēng)酶技術(shù)，它是從應(yīng)用的目的出發(fā)，將酶學(xué)理論和化學(xué)工程相結(jié)合，生產(chǎn)、制備、研究酶，或者利用酶的催化特性，將原料轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的一門(mén)技術(shù)

二、酶的生產(chǎn)

提取法發(fā)酵和生物合成法化學(xué)合成法1.提取法

提取法是運(yùn)用生化分離技術(shù)，從動(dòng)物、植物等含酶的細(xì)胞、組織或器官中提取、分離和純化各種藥用酶的方法

提取法是最早采用的藥用酶生產(chǎn)方法，現(xiàn)在仍然在廣泛使用，尤其是在生物資源豐富的地區(qū)和部門(mén)

2.以牛肝為原料提取Mn-SOD的工藝2.發(fā)酵和生物合成法

發(fā)酵技術(shù)是用現(xiàn)代的發(fā)酵理論生產(chǎn)藥用酶，一般多指微生物發(fā)酵

微生物發(fā)酵分為天然微生物酶的發(fā)酵和工程菌的發(fā)酵

生物合成法是利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，通過(guò)改變培養(yǎng)條件或者改變代謝途徑，獲得初生或次生的代謝產(chǎn)物（代謝工程、生物轉(zhuǎn)化）

3.化學(xué)合成法

現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)可以在氨基酸合成儀上人工合成肽鏈，獲得酶生產(chǎn)成本很高，還停留在實(shí)驗(yàn)室階段

三酶法制藥通過(guò)酶的催化特性來(lái)制藥，是酶工程在制藥業(yè)的一大應(yīng)用主要包括非水相催化技術(shù)、固定化酶技術(shù)和手性合成技術(shù)

一、非水相催化

二、固定化酶技術(shù)

通過(guò)物理或化學(xué)的方法將酶固定在水不溶性的載體上，限制酶的自由移動(dòng)但是不改變其催化活性的技術(shù)

三、固定化細(xì)胞技術(shù)

固定化細(xì)胞技術(shù)就是應(yīng)用物理或化學(xué)的方法，將細(xì)