2.第三章酶.ppt

一、酶与疾病的发生、诊断及治疗密切相关 （一）许多疾病与酶的质和量的异常相关 1．酶的先天性缺陷是先天性疾病的重要病因之一 酪氨酸酶缺乏引起白化病；苯丙氨酸羟化酶缺乏引起苯丙酮酸尿症。 2．酶原异常激活和酶活性异常改变可引起疾病 胰腺炎因胰蛋白酶在胰腺中被激活。 3．一些疾病可以引起酶活性的改变 严重肝病时可因肝合成的凝血因子减少而影响血液凝固。 （二）体液中酶的活性可作为疾病的诊断指标 2. 恶性肿瘤可因肿瘤组织的增殖加快，其标志酶释放入血增多，有助于对该组织肿瘤的诊断。 前列腺癌病人血清酸性磷酸酶含量增高。 组织器官损伤可使其组织特异性的酶释放入血，有助于对此组织器官疾病的诊断。 急性肝炎时，血清中丙氨酸转氨酶活性升高。 3. 有些酶的清除和排泄障碍也可造成血清含量升高。 肝硬化时血清碱性磷酸酶活性升高。 4. 酶的诱导合成增多也可以从血清中检测出来，用于协助诊断和预后判断。 胆管阻塞时胆汁返流可刺激肝合成碱性磷酸酶增多。 （三）酶作为药物可用于疾病的治疗 1．有些酶作为助消化的药物 消化腺分泌功能不良所致的消化不良可服用胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等予以纠正。 3．有些酶具有溶解血栓的疗效 链激酶、尿激酶及纤溶酶等溶解血栓，用于治疗心、脑血管栓塞等。 胰蛋白酶、溶菌酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等可加强伤口的净化、抗炎和防止浆膜粘连等。在某些外敷药中加入透明质酸酶可以增强药物的扩散作用。 2.有些酶用于清洁伤口和抗炎 （四）有些药物通过抑制或激活体内某种酶的活性起治疗作用 一些药物通过抑制某些酶的活性，纠正体内代谢紊乱。如抗抑郁药通过抑制单胺氧化酶而减少儿茶酚胺的灭活，治疗抑郁症。洛伐他汀通过竞争性抑制HMG-CoA还原酶的活性，抑制胆固醇的生物合成，降低血胆固醇。给新生儿服用苯巴比妥可诱导肝细胞UDP-葡萄糖醛酸基转移酶的生物合成，减轻新生儿黄疸，防止出现胆红素脑病。 二、酶作为试剂可用于生物化学分析 （一）有些酶可作为酶偶联测定法中的指示酶或辅助酶 当有些酶促反应的底物或产物不能被直接测定时，可偶联另一种或两种酶，使初始反应产物定量地转变为可测量的某种产物，从而测定初始反应的底物、产物或初始酶活性。这种方法称为酶偶联测定法。 若偶联一种酶，这个酶即为指示酶（indicator enzyme）；若偶联两种酶，则前一种酶为辅助酶（auxiliary enzyme），后一种酶为指示酶。 葡糖氧化酶法测定血糖时，过氧化物酶为指示酶。 （二）有些酶可作为酶标记测定法中的标记酶 酶联免疫吸附测定（enzyme-linked immunosorbent assays， ELISA）法就是利用抗原-抗体特异性结合的特点，将标记酶与抗体偶联，对抗原或抗体做出检测的一种方法。 常用的标记酶：辣根过氧化物酶 碱性磷酸酶 葡萄糖氧化酶 β-Ｄ-半乳糖苷酶 （三）多种酶成为基因工程常用的工具酶 多种酶已常规用于基因工程操作过程中。例如，Ⅱ型限制性内切核酸酶、DNA连接酶、逆转录酶、DNA聚合酶等。 三、酶工程是对酶进行改造的新型应用技术 酶工程（enzyme engineering）是利用化学的和基因工程方法对酶的结构、理化性质进行改造，或研发新的酶分子，使之具有更高的催化效率、高度稳定性，更容易提取与纯化，便于工业、农业和医药卫生等领域应用的一门技术。 酶工程方法 化学工程 通过基因重组技术对酶进行修饰、改造或再设计 （一）有些酶可通过化学工程手段进行改造 1．固定化酶是固相酶 固定化酶（immobilized enzyme）是将水溶性酶用物理或化学方法处理，将其固定于有机或无机物的介质上，或包埋于某种膜中，使之成为不溶于水的、稳定的、可以反复使用的固态酶。 固定化酶可以装柱，这样，固定化酶不但具有酶的高催化效率和高特异性，而且还具有类似离子交换层析和亲和层析的优点，反应自动化、连续化、管道化。 2．抗体酶是具有酶活性的抗体 抗体酶（abzyme）是人工制造的具有催化活性的单克隆抗体。 根据酶底物的过渡态与酶的活性中心密切结合并易于生成产物的特性，设计出过渡态分子的类似物，并以此作为抗原，接种于动物体内使之产生相应的抗体。该抗体既然能与过渡态类似物相互适应并结合，也就有可能具有催化过渡态反应的酶活性。这种具有酶活性的抗体，称为抗体酶或催化性抗体（catalytic antibody）。 3．对酶活性中心必需基团的化学修饰可改变酶的催化性质 通过对酶活性中心的某一必需基团的化学修饰，改变酶的催化性质。这种酶即保持酶蛋白的理化性质和稳定性，又可使其具有人们预想的催化目的。 4．模拟酶是人工合成的具有催化作用的非蛋白质有机化合物 利用有