酶在医药方面的应用专家讲座

据《左传》记载，我们祖先在2500多年前，就知道利用麦麹治病，实际上是利用在谷物中生长各种微生物所产生酶类进行疾病治疗，说明酶在医药方面应用含有悠久历史。1894年，日本高峰让吉从米曲霉中制得淀粉酶，用于治疗消化不良。

20世纪后半叶，生物科学和生物工程飞速发展，酶在医药领域用途越来越广泛。伴随新型酶种研究开发，以及酶分子修饰、酶固定化、酶定向进化和酶非水相催化等技术发展，将不停扩大酶在医药方面应用。酶在医药方面的应用专家讲座第1页酶在医药方面应用用酶进行疾病诊疗用酶进行疾病预防和治疗用酶制造各种药品酶在医药方面的应用专家讲座第2页一.用酶进行疾病诊疗

酶在医药方面的应用专家讲座第3页用酶进行疾病诊疗酶学诊疗是经过酶催化作用测定体内一些物质含量及其改变，或者经过体内原有酶活力改变情况进行疾病诊疗方法。酶学诊疗方法包含两个方面，即依据体内原有酶活性改变和利用酶来测定体内一些物质含量来诊疗一些疾病。因为酶含有专一性强、高效性、作用条件温和等显著催化特点，酶学诊疗已经发展为可靠、简便又快捷诊疗方法。酶在医药方面的应用专家讲座第4页（一）依据体内酶活性改变诊疗疾病酶在医药方面的应用专家讲座第5页酸性磷酸酶酸性磷酸酶是一个在酸性条件下催化磷酸单酯水解生成无机磷酸水解酶。人血清中酸性磷酸酶最适PH为5~6，最适作用温度为370C。正常人血清中酸性磷酸酶起源于骨、肝、肾、脾、胰等组织，故不论男、女、老、幼，其含量大致相同。而前列腺癌患者以及出现肝炎、甲状旁腺功效亢进、红细胞病变等疾病时，患者血清中酸性磷酸酶活性都会升高。血清中酸性磷酸酶活性测定能够采取定磷法、测酚法、磷酸麝香草酚酜法、硝基酚磷酸法等。酶在医药方面的应用专家讲座第6页为深入诊疗判定血清中增加酸性磷酸酶是来自前列腺还是来自其它组织器官，可采取一些抑制剂进行选择性抑制作用。乙醇和酒石酸对前列腺酸性磷酸酶有抑制作用。铜离子和甲醛对红细胞酸性磷酸酶有抑制作用。酶在医药方面的应用专家讲座第7页碱性磷酸酶碱性磷酸酶是一个在碱性条件下催化磷酸单酯水解生成无机磷酸水解酶。人血清中碱性磷酸酶最适PH为9.5~10，最适作用温度为370C。碱性磷酸酶在骨骼组织、牙齿、肾脏和小肠中含量较高。该酶主要由造骨细胞产生，所以对于佝偻病、骨骼软化症、骨瘤、骨骼广泛性转移癌等骨骼疾病患者，以及甲状旁腺功效亢进、黄疸性肝炎疾病患者，血清中碱性磷酸酶活性升高。软骨发育不全等疾病，引发患者血清中碱性磷酸酶活性下降。碱性磷酸酶活性测定能够采取与上述酸性磷酸酶相同方法，只是将反应PH调到碱性磷酸酶作用适宜范围。酶在医药方面的应用专家讲座第8页转氨酶转氨酶又称为氨基转移酶是一类催化氨基从一个分子转移到另一个分子转移酶类。在疾病诊疗方面应用主要有谷丙转氨酶和谷草转氨酶。血清谷丙转氨酶（GPT）和谷草转氨酶（GOT)最适PH为7.4，最适作用温度为370C。谷丙转氨酶，又称为丙氨酸转氨酶，它催化丙氨酸与α-酮戊二酸之间进行氨基转移反应，生成谷氨酸和丙酮酸。为可逆反应。丙氨酸+α-酮戊二酸谷丙转氨酶谷氨酸+丙酮酸谷草转氨酶又称为天冬氨酸转氨酶，催化天冬酰胺与α-酮戊二酸进行氨基转移，生成谷氨酸和草酰乙酸。天冬酰胺+α-酮戊二酸谷草转氨酶谷氨酸+草酰乙酸酶在医药方面的应用专家讲座第9页GOT以心脏中活力最大，其次为肝脏；GPT则以肝脏中活力最大，当肝脏细胞膜破裂损伤时，谷丙转氨酶GPT释放到血液内，于是血液内酶活力显著地增加。在临床上测定血液中转氨酶活力可作为诊疗指标。如测定GPT活力可诊疗肝功效正常是否，急性肝炎患者血清中GPT活力可显著地高于正常人；而测定GOT活力则有利于对心脏病变诊疗，心肌梗塞时血清中GOT活性显示上升。转氨酶活性测定主要用二硝基苯肼显色法。酶在医药方面的应用专家讲座第10页胆碱酯酶胆碱酯酶是催化胆碱酯水解，生成胆碱和有机酸水解酶。正常情况下，血清中胆碱酯酶对于详细某个个体来说，基本上维持在一定范围内（正常值为30~80单位）。但当出现传染性肝炎、肝硬化、风湿、营养不良等病症时，血清中胆碱酯酶活性下降。胆碱酯酶活性通常采取羟胺显色法测定。酶在医药方面的应用专家讲座第11页端粒酶端粒（英文名：Telomeres）是存在于真核细胞线状染色体末端一小段DNA-蛋白质复合体，它与端粒结合蛋白一起组成了特殊“帽子”结构，作用是保持染色体完整性和控制细胞分裂周期。DNA分子每次分裂复制，端粒就缩短一点（如冈崎片段），一旦端粒消耗殆尽，细胞将会马上激活凋亡机制，即细胞走向凋亡。所以端粒其长度反应细胞复制史及复制潜能，被称作细胞寿命“有丝分裂钟”。端粒酶是催化端粒合成和延长酶。端粒酶是一个核糖核蛋白，包含蛋白质和RNA两种基本成份。其RNA组分中含有构建端粒重复序列核苷酸模板序列。在合成端粒过程中，端粒酶以其本身RNA组分作为模板把端粒重复序列加到染色体DNA末端，使端粒延长。酶在医药方面的应用专家讲座第12页在人体正常细胞内（除了生殖细胞和干细胞等以外）。端粒酶生物合成和酶活性都受到抑制。而在癌细胞中却可显著检测到端粒酶活性。所以能够经过测定体细胞内端粒酶活性，诊疗细胞是否发生了癌变。端粒酶活性检测通常采取端粒重复序列扩增法（TRAP)。酶在医药方面的应用专家讲座第13页

（二）用酶测定体液中一些物质改变诊疗疾病酶在医药方面的应用专家讲座第14页利用葡萄糖氧化酶检测葡萄糖含量，进行糖尿病诊疗葡萄糖氧化酶是一个催化葡萄糖与氧反应生成葡萄糖酸和过氧化氢氧化还原酶。葡萄糖+O2

葡萄糖氧化酶葡萄糖酸+H2O2

测定时取一定量血液或尿液样本，加入适量葡萄糖氧化酶，在一定条件下反应一段时间，然后测定反应液中生成葡萄糖酸量，计算出葡萄糖量；也能够经过氧电极或铂电极测定氧消耗量，而得出葡萄糖量，从而作为糖尿病临床诊疗依据。酶在医药方面的应用专家讲座第15页血糖仪酶在医药方面的应用专家讲座第16页二.用酶进行疾病预防和治疗

酶在医药方面的应用专家讲座第17页用酶进行疾病预防和治疗

用酶进行疾病预防和治疗，即酶能够作为药品治疗各种疾病，作为药品用于预防和治疗疾病酶称为药用酶。如：胰蛋白酶：用于促进伤口愈合和溶解血凝块，还可用于去除坏死组织，抑制污染微生物繁殖；

L一天冬酰胺酶：用于治疗癌症，尤其是对治疗白血病有显著疗效；尿激酶、链激酶：溶血栓剂，治疗血栓病；溶菌酶：也是一个药用酶，含有抗菌、消炎、镇痛等作用蛋白酶等（多酶片）治疗消化不良，含有消炎作用，经过静脉注射也可治疗高血压。许多酶在医疗中还可作为诊疗试剂；另外，脂肪酶、超氧化物歧化酶、纳豆激酶、豆豉纤溶酶、凝血酶等都可用于疾病治疗。药用酶含有疗效显著、副作用小特点，其应用越来越广泛。酶在医药方面的应用专家讲座第18页酶在医药方面的应用专家讲座第19页蛋白酶（多酶片）酶在医药方面的应用专家讲座第20页尿激酶酶在医药方面的应用专家讲座第21页三.用酶制造各种药品

酶在医药方面的应用专家讲座第22页用酶制造各种药品，即用酶催化作用将前体物质转变为药品技术过程称为药品酶法生产。酶在药品制造方面应用日益增多。现已经有不少药品包含一些珍贵药品都是由酶法生产。酶在医药方面的应用专家讲座第23页酶主要起源用途青霉素酰化酶微生物制造半合成青霉素和头孢菌素β—酪氨酸酶霉菌制造多巴核苷磷酸化酶微生物制造阿糖腺苷无色杆菌蛋白酶细菌制造人胰岛素多核苷酸磷酸化酶微生物生产聚肌胞，聚肌苷酸酶在医药方面的应用专家讲座第24页青霉素酰化酶制造半合成抗生素P253

青霉素和头孢菌素被认为是最有发展前途抗生素。该类抗生素能够经过青霉素酰化酶作用，改变其侧链基团而取得含有新抗菌特征及有抗β—内酰胺酶能力新型抗生素。工业上已用固定化酶生产。青霉素酰化酶是在半合成抗生素生产上有主要作用一个酶。它可催化青霉素或头孢菌素水解生成6-氨基青霉烷酸（6-APA）或7-氨基头孢霉烷酸（7-ACA)，又能够催化酰基化反应，由6-APA合成新型青霉素或由7-ACA合成新型头孢霉素。天然发酵生成青霉素有两种，一为青霉素G，另一为青霉素V。经过青霉素酰化酶作用，能够半合成得到氨苄青霉素、羧氨苄青霉素、羧苄青霉素、磺苄青霉素、氨基环烷青霉素、邻氯青霉素、双氯青霉素、氟氯青霉素等。酶在医药方面的应用专家讲座第25页β—酪氨酸酶制造多巴Β—酪氨酸酶可催化L-酪氨酸氧化，生成二羟基丙氨酸（DOPA,多巴）。多巴能够用于减轻帕金森综合症

β—酪氨酸酶

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L-酪氨酸多巴酶在医药方面的应用专家讲座第26页核苷磷酸化酶制造阿糖腺苷

核苷中核糖被阿拉伯糖取代能够形成阿糖苷。阿糖苷含有抗癌和抗病毒作用，是令人注目标药品。其中阿糖腺苷疗效显著。阿糖腺苷可由核苷磷酸化酶催化阿糖尿苷转化而成，而阿糖尿苷能够经过化学方法转化而成。由阿糖尿苷生成阿糖腺苷反应分两步完成。首先，阿糖尿苷在尿苷磷酸化酶作用下生成阿拉伯糖-1-磷酸；然后，阿拉伯糖-1-磷酸再在嘌呤核苷酸磷酸化酶作用下与腺嘌呤生成阿糖腺苷。酶在医药方面的应用专家讲座第27页无色杆菌蛋白酶制造人胰岛素无色杆菌蛋白酶能够特异性地催化胰岛素B链羧基末端上氨基酸置换反应，由猪胰岛素（Ala-30）转变为人胰岛素（Thr-30),以增加疗效。人胰岛素与猪胰岛素只有在B链第30位氨基酸不一样。在无色杆菌蛋白酶作用下，首先将猪胰岛素第30位丙氨酸（Ala-30）水解除去，生成去丙氨酸-B30猪胰岛素，再在同一酶作用下使之与苏氨酸丁酯偶联，然后用三氟乙酸和甲苯醚除去丁醇，即得到人胰岛素酶在医药方面的应用专家讲座第28页多核苷酸磷酸化酶生产聚肌胞，聚肌苷酸

多核苷酸磷酸化酶生存聚细胞多核苷酸磷酸化（polynucleotidephosphorylase,PNP）又称为多核苷酸核苷酰转移酶（polynucleotidenucleotidyltransferase,EC2.7.7.8）,它催化多核苷酸与核苷二磷酸反应，释放出磷酸，同时生成多一个核苷酸残基多核苷酸。反应以下。nNDP====RNAn+nPi