生物导论论文.doc

本 科 生 课 程 论 文(2010 -2011 学年第一学期)课程论文题目：酶在医药领域中的应用姓名：专业： 学号：提交日期： 2011 年 12 月 15 日 年级专业生物科学与工程学院课程名称生物科学与生物工程概论负责教师周世水任课教师生物学院教授、副教授主讲教师评语： 课程总评成绩： 分注：课程论文成绩占80%，平时成绩占20% 酶在医药领域中的应用 姓名：专业： 学号：摘要：酶作为药物用于疾病的诊断和治疗已有一段历史，其不但可以治疗多种疾病而且还具有疗效显著和副作用小等特点。早期酶类药物的临床应用以消化和消炎为主，随着现代酶学和分子医学的发展，酶在疾病医疗方面的应用范围越来越广，现在已经发展至降压、凝血、抗肿瘤、抗病毒等多种用途。本文主要从治疗用酶的种类、功能等方面介绍酶在现代疾病治疗中的作用和前景关键词：酶、疾病、诊断、治疗绪文：酶是生物催化剂，是由活细胞产生的一类具有催化作用的蛋白质或RNA ,与一般催化剂相比，酶的催化作用有高度专一性、高度催化效率及其催化活性的可调节性和高度的不稳定性（变性失活）等特点，这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行，使物质代谢与正常的生理机能互相适应，因此酶与医学的关系十分密切，根据酶的反应性质、将酶分成六大类： 氧还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类、合成酶类正文： 一 酶与疾病的诊断 通常健康人体内的一些酶的量或活性以及某些物质的量恒定在某一范围内，但在患某种疾病的情况下，与疾病相关的酶量以及相关代谢物质的量就会发生变化。因此，检测这些酶量或代谢物质量的变化，即可有效地对疾病进行诊断。 目前，疾病的酶学临床诊断方法主要有两种情况：一是根据体内与疾病有关的酶活性变化来诊断某些疾病；二是利用酶来测定体内有疾病有关的某些物质含量的变化来对疾病进行诊断【1】。 1.根据体内酶活性的变化来诊断疾病 当某些器官组织发生病变，由于细胞的坏死或破坏，或细胞通透性增加，可使原来在细胞内的某些酶逸入体液中，使体液中该酶的含量升高。通过对血、尿等体液和分泌液中某些酹活性的测定，可以反映某些组织器官的病变情况，而有助疾病的诊断。目前，已开发的诊断用酶或酶试剂盒有百余种，已被广泛用于人体多种疾病的诊断。 淀粉酶广泛分布于胰脏、肾脏及肝脏中，当它活性升高时，说明人体内的胰脏或肾脏可能发生了病变，而当活性下降时则说明肝脏可能发生了病变， 胃蛋白酶原由胃底主细胞分泌，在pH1.55.0条件下，被活化成胃蛋白酶，将蛋白质分解为胨，而且一部分被分解为酪氨酸、苯丙氨酸等氨基酸， 胃液胃蛋白酶测定可用于鉴别神经性低酸症和胃性低酸症，当胃酸过少或缺乏时，前者胃蛋白酶的含量有时正常而后者盐酸与胃蛋白酶同时缺乏。一般认为胃性低酸症是由于胃粘膜的重症器质性变化所致，特别是对于恶性贫血、无酸症、无胃蛋白酶分泌是诊断上的重要所见。慢性胃炎、慢性胃扩张、慢性十二脂肠炎等胃蛋白酶的分泌常减少。如十二指肠溃疡，胃蛋白酶活性会下降。而胃癌，胃蛋白酶的活性会增强 脂肪酶是一种能水解长链脂肪酸甘油酯的酶，主要由胰腺分泌。急性胰腺炎发病后48h开始升高，24 h达到峰值，可持续1015 d，并且脂肪酶增高可与淀粉酶增高平行，但有时其增高时间更早，持续时间更长，增高程度更明显。因此，血脂肪酶的测定值可以作为急性重症胰腺炎的早期诊断指标，并有一定的特异性。LPS诊断急性胰腺炎的灵敏度可达82%100%【2】。 2.用酶测体内某些物质含量的变化诊断疾病 一般情况下，健康人体内的某种物质或某些代谢物质的量维持在某一恒定范围内，但某种疾病的发生可能会引起体内的某种或某些代谢物质的量发生相应的变化，使得这些物质的量超出恒定范围。因此，可利用酶来测定体内某种或某些代谢物质的含量，进而诊断疾病。目前，葡萄糖氧化酶、尿素酶、尿酸酶、谷氨酰胺酶、胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶、碱性磷酸酯酶、过氧化物酶等已经广泛用于测定体内某些物质含量的变化来进行诊断。例如，用葡萄糖氧化酶和过氧化物酶的偶联作用测定葡萄糖来诊断糖尿病，用尿素酶测定尿素诊断肝脏、肾脏病变，尿酸酶可使尿酸迅速氧化变成尿囊酸，不再被肾小管吸收而排泄。对结节性痛风、尿结石及肾病功能衰竭所致高尿酸血症有良效，使用尿酸酶测定血液中尿酸含量的多少可以诊断痛风病，目前该酶的固定化酶已经在临床诊断中广泛使用【3】。 此外，谷氨酰胺酶测定谷氨酰胺诊断肝昏迷、肝硬化，DNA聚合酶测定基因来诊断基因变异、检测癌基因，为疾病的诊断带来很大方便 二 酶与疾病的治疗由于酶制剂具有作用机理明确、专一性强、用量少、疗效显著、副作用小等特点、可作为药物治疗(即所谓的要用酶)多种疾病，已被广泛应用于助消化、抗炎、促凝、促纤溶、解毒以及抗肿瘤等方面的治疗，取得了显著效果。目前，在疾病治疗中常用的酶有各类蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、溶菌酶、纤维素酶、青霉素酶、链激酶、尿激酶、凝血酶、胶原酶、溶纤酶、降纤酶、尿酸酶、胆碱酯酶、L-天冬酰胺酶、L-精氨酸酶、L-组氨酸酶、L-蛋氨酸酶、谷氨酸酰胺酶、透明质酸酶、激肽释放酶、-半乳糖甘酶、右旋糖苷酶、葡聚糖酶、超氧化物歧化酶、核糖核酸酶、核酶等【1】L-天冬氨酸酶是第一种用于治疗白血病的酶，因为癌细胞内缺乏天冬酰胺合成酶，自身不能产生生长时需要的天冬酰胺，而L-天冬氨酸酶可以切断外来天冬酰胺的供给，因此对于癌症，尤其是白血病治疗有显著疗效【4】 尿激酶(尿激酶型的血纤维蛋白溶酶原活化因子，u-PA，E.C.3.4.21.73)是来源于人类的一种酶。它由肾脏分泌，随尿液排泄。尿激酶在体内是以一条单链的形式(scu-PA,尿激酶前体，相对分子质量54000)形成的，接着它在Lys-158-IIe159处被加工成双链，进一步的蛋白水解得到分子量为33000的尿激酶(LMW-尿激酶)，u-PA是一种对血纤维蛋白溶酶原高度底物特异的丝氨酸蛋白酶，它是人的一种酶，因此不会引发任何免疫并发症，目前从人的尿液或者新生儿的肾脏细胞培养物中得到的LMW-尿激酶已经用于溶解血栓疗法很多年了。此外，从重组大肠杆菌中得到的重组体形式单链尿激酶用于临床研究已多年，只是未有产品被批准上市【5】。 此外，研究表明，从米曲霉制备出来的蛋白水解酶采用静脉给药有利于慢性动脉梗塞的治疗，而圆形芽孢杆菌的主要胞内蛋白酶则可以降低人体有病支气管的分泌物黏度，而不会改变它们的弹性。它目前已被用于慢性支气管炎、急性肺炎和慢性副鼻窦炎的治疗。从枯草腰包杆菌中提取出来的一种蛋白水解酶已被应用于治疗烧伤【6】三 酶与体外循环治疗装置以人工肾脏为代表的体外循环装置近几十年来因为医疗酶学的发展而发展迅速。人工肾脏是利用体外循环将患者的血液通过透析器去除代谢废物后重新返回体内的一种装置，但曾经需要体积庞大的透析液，既不经济又不方便。1968年，T.M.S.Chang对人工肾脏加以改进，用一端装有脲酶微囊，一端装有活性炭或离子交换剂的玻璃柱解决了这个问题。后来，复合酶除氨系统的改进又使人工肾脏的除尿素功能得到进一步提高【7】。结语： 近年来基因工程酶，化学修饰酶和蛋白质工程的研究发展迅速，有望可以加强传统药物酶的稳定性，延长药用酶的寿命，降低外源酶的抗原性。酶控药物和靶酶治疗等新型的酶疗设想和方法也将得到进一步的探究以加强药物治疗的特异性，减小药物治疗的副作用。酶在医疗诊断与药物治疗方面的作用将会更加突出，其产业化也将更加壮大。参考文献【1】陈守文 陈鹏 林善枝 汪世华 张吉斌 酶工程酶的应用 2008-2 227-230【2】元海成, 秦鸣放. 血脂肪酶在急性重症胰腺炎早期诊断中的价值J. 中国中西医结合外科杂志, 2009, 1(4): 372374.【3】李明润, 帅真等. 尿酸酶制备及其在尿酸测定中应用P. 天津市医药科学研究所, 2000.【4】周纪宁, 金浩等. 抗肿瘤酶制剂L-天冬酰胺酶治疗白血病的研究进展J.生物医学工程学杂志, 2000,3: 57【5】沃尔夫冈埃拉荷 ，林章凛，李爽.工业酶-制备与应用 工业生物技术译著系列 2006-3(6),259【6】沃尔夫冈埃拉荷 ，林章凛，李爽.工业酶-制备与应用 工业生