酶与医学关系

1、酶与医学关系 本文主要内容 酶的发展史及分子结构酶的发展史及分子结构 酶的概念酶的概念 酶与疾病的关系酶与疾病的关系 一.酶的发展史及分子结构 1.1发展史发展史 (1)酶是蛋白质: 1926年,James Summer由刀豆制出脲酶结晶确立酶是 蛋白质的观念，其具有蛋白质的一切性质。 紧接着科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并 指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。 (2)核酶的发现： 19811982年，Thomas R.Cech实验发现有催化活性 的天然RNARibozyme。 L19 RNA和核糖核酸酶P的RNA组分具有酶活性是两 个最著名的例子。 (3)抗体酶（abzyme）：

2、1986年，Richard Lerrur和Peter Schaltz运用单克隆抗 体技术制备了具有酶活性的抗体（catalytic antibody）。 至今为止已发现2000多种酶，其中被提纯结晶的有100 多种。作为商品生产的有120多种，应用到工业领域的 有60多种。 1.2 酶的组成酶的组成 酶蛋白酶蛋白 蛋白质部分蛋白质部分+ +非蛋白质部分非蛋白质部分 + +辅助因子辅助因子= = 全酶（有活性）全酶（有活性） 结合酶结合酶单纯酶单纯酶 小分子有机化合物小分子有机化合物 （B B族维生素）族维生素） 无机金属离子无机金属离子 辅酶辅酶 辅基辅基 酶酶 酶蛋白酶蛋白 蛋白质部分蛋白质

3、部分+ +非蛋白质部分非蛋白质部分 + +辅助因子辅助因子= = 全酶（有活性）全酶（有活性） 结合酶结合酶单纯酶单纯酶 小分子有机化合物小分子有机化合物 （B B族维生素）族维生素） 无机金属离子无机金属离子 辅酶辅酶 辅基辅基 酶酶 2.1酶的定义： 酶是一类由活性 细胞产生的具有催化 作用和高度专一性的 特殊蛋白质(核酶除 外）。 二、酶的概念二、酶的概念 (1) 酶和一般催化剂的共性： 加快反应速度； 不改变平衡常数； 自身不参与反应。 (2) 酶催化作用特性： 条件温和： 高效率：反应速度与不加催化剂相比可提高 108 1020，与加普通催化剂相比可提高1071013； 2.2酶催化

4、作用的特点酶催化作用的特点: 在食品、医药、制革、石油等多个行业中发挥着极大 的作用。 三.酶与疾病的关系 3.1 酶与疾病发生的关系酶与疾病发生的关系 人体的许多疾病与酶的质和量的异常、酶活性的 改变有关；因此，酶与疾病有密切的关系。 （1）遗传性疾病 酶是基因表达的特殊蛋白质，先天性或遗传性缺陷可 使某些酶的基因表达缺陷或异常，导致酶的质和量的 先天性异常。因酶的缺陷使相应的正常代谢途径不能 进行而引起的疾病叫做酶遗传性缺陷病。例如，酪氨 酸酶遗传性缺陷时，体内酪氨酸不能转化成黑色素， 导致皮肤、毛发缺乏黑色素而患白化病。 皮肤乳白色，毛发淡皮肤乳白色，毛发淡 黄或银白色，瞳孔淡黄或银白色

5、，瞳孔淡 红，虹膜淡灰或淡红，红，虹膜淡灰或淡红， 半透明视网膜缺乏色半透明视网膜缺乏色 素。素。 酪氨酸酶缺陷白化病 智力低下，智力低下，60%60%患儿患儿 有脑电图异常，头发有脑电图异常，头发 细黄，皮肤色淡和虹细黄，皮肤色淡和虹 膜淡黄色，惊厥，尿膜淡黄色，惊厥，尿 有有“发霉发霉”臭味或鼠臭味或鼠 尿味。尿味。 苯丙氨酸羟化酶缺陷苯丙酮 酸尿症 胱硫醚合成酶缺陷同型胱氨酸 尿症 多发性血栓形成，晶多发性血栓形成，晶 体脱位，身体瘦长，体脱位，身体瘦长， 蜘蛛样指（趾），轻蜘蛛样指（趾），轻 中度智力低下。中度智力低下。 表3-1遗传性酶缺陷所致疾病 酶缺陷相应疾病 谷胱甘肽过氧化物酶

6、 新生儿黄疸 黑尿酸氧化酶黑尿酸症 肌腺苷酸脱氢酶肌病 1-磷酸半乳糖尿苷移 换酶 半乳糖血症 葡萄糖-6-磷酸酶糖原贮积症 6-磷酸葡萄糖脱氢酶蚕豆病 高铁血红蛋白还原酶高铁血红蛋白血症 （2）中毒性疾病 临床上有些疾病是由于酶活性受到抑制引起的，称为中毒 性疾病。例如，有机磷农药中毒是由于抑制了胆碱酯酶活 性，重金属盐中毒是由于抑制了巯基酶活性，氰化物中毒 是由于抑制了细胞色素氧化酶的活. a.巯基酶抑制剂巯基酶抑制剂 巯基酶巯基酶失活的酶分子失活的酶分子 抑制剂：抑制剂：重金属离子重金属离子Ag+、Hg2+、砷剂等砷剂等 b.羟基酶抑制 （胆碱酯酶）（胆碱酯酶） 丝氨酸酶丝氨酸酶 丝氨酸

7、丝氨酸酶酶 抑制剂：抑制剂：有机磷化合物有机磷化合物 乙酰胆碱乙酰胆碱 + H2O胆碱胆碱 + 乙酸乙酸 胆碱酯酶胆碱酯酶 有机磷杀虫剂有机磷杀虫剂 胆碱能神经兴奋胆碱能神经兴奋中毒中毒 （心跳变慢、瞳孔缩小、流涎、多汗、呼吸困难）（心跳变慢、瞳孔缩小、流涎、多汗、呼吸困难） 3.2酶在疾病诊断上的应用 当组织细胞损伤时，细胞内酶大量入血，使血清酶活性增高； 或因细胞病变使其合成酶的能力下降，使血清中酶活性降低。 酶催化生物体内物质代谢发生紊乱。测定血清酶活性对疾病的 辅助诊断、治疗评价和预后判断具有重要的临床意义。 常用于临床诊断的血清酶1 血 清 酶主 要 来 源主 要 疾 病 谷氨酸脱氢

8、酶肝肝实质疾病 乳酸脱氢酶心脏、肝、骨骼肌、 红细胞、血小板、 淋巴结 心肌梗死、溶血、 肝实质疾病 山梨醇脱氢酶肝肝实质疾病 丙氨酸氨基转移酶 肝、骨骼肌、心脏 肝实质病变 天冬氨酸氨基转移 酶 肝、骨骼肌、心脏、 肾、红细胞 心肌梗死、肝实质 疾病、肌肉病 -谷氨酰转肽酶肝、肾肝实质疾病、酒精 中毒 肌酸激酶骨骼肌、心脏、平 滑肌 心肌梗死、肌肉病 肌肉病肌肉病骨骼肌、心肌骨骼肌、心肌醛缩酶醛缩酶 胰腺疾病胰腺疾病胰腺胰腺胰蛋白酶（原）胰蛋白酶（原） 肝胆疾病肝胆疾病肝、胆管肝、胆管5/-核苷酸酶核苷酸酶 有机磷杀虫剂中毒、有机磷杀虫剂中毒、 肝实质疾病肝实质疾病 肝肝胆碱酯酶胆碱酯酶 胰

9、腺疾病胰腺疾病唾液腺、胰腺、卵巢唾液腺、胰腺、卵巢淀粉酶淀粉酶 前列腺癌、骨病前列腺癌、骨病前列腺、红细胞前列腺、红细胞酸性磷酸酶酸性磷酸酶 骨病、肝胆疾病骨病、肝胆疾病肝、骨、肠粘膜、胎盘、肝、骨、肠粘膜、胎盘、 肾肾 碱性磷酸酶碱性磷酸酶 主主 要要 疾疾 病病主主 要要 来来 源源血血 清清 酶酶 常用于临床诊断的血清酶常用于临床诊断的血清酶2 美国一位美国一位4岁小女孩岁小女孩Ashanti DiSilva,她患了一种她患了一种严重联严重联 合免疫缺陷征（合免疫缺陷征（SCID）的疾病，机体对任何微生物都的疾病，机体对任何微生物都 缺乏抵抗力，她只能呼吸过滤了的空气，饮用严格消毒缺乏抵

10、抗力，她只能呼吸过滤了的空气，饮用严格消毒 的水和吃严格消毒的食物。的水和吃严格消毒的食物。 病因：病因：腺苷酸脱氨酶（腺苷酸脱氨酶（ADA）基因先天遗传缺陷。基因先天遗传缺陷。 Dr.W.French Anderson 和他的同事在和他的同事在 小女小女 孩的孩的T细胞中插入一个正常的细胞中插入一个正常的 ADA基因，将其注入她的血液系统。基因，将其注入她的血液系统。 正常的正常的T细胞以每月增长细胞以每月增长25%的速度生的速度生 长，改善了她的免疫功能。长，改善了她的免疫功能。 1990年首次基因疗法 3.3酶在疾病治疗中的应用酶在疾病治疗中的应用 1帮助消化帮助消化 胃蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和木瓜蛋白酶都可用于 帮助消化。 2消炎抑菌消炎抑菌 溶菌酶、木瓜蛋白酶可缓解炎症，促进消肿；糜蛋白酶可用于 外科清创和烧伤病人痂垢的清除以及防治脓胸病人浆膜粘连， 雾化吸入可稀释痰液便于咳出等。 3防治血栓防