1、第七章 治疗用酶和酶工程制药,主要内容,治疗用酶酶工程制药,I am depressed.Me too.,疾病动物模型,肝炎：四氯化碳肿瘤：移植、药物、放射、病毒,豚鼠白血病模型 ?,第一节 治疗用酶概述,一、治疗用酶的概念和特征,治疗用酶就是用于治疗疾病的酶类物质作为治疗用酶，一般应该具备以下特征 1）机体的生理条件下，有较高的稳定性和活力 2）对底物有较高的亲和力，并不受产物和体液中正常成分的限制,一、治疗用酶的概念和特征,3）机体内具有较长的半衰期，可以缓慢地被分解或排出体外 4）在生理条件下酶促反应为不可逆 5）酶制剂的纯度要高，不含其他毒性杂质,二、治疗用酶的来源,1. 动物来源此类
2、治疗酶多来源于动物脏器 胃粘膜可以制备胃蛋白酶，胰脏为原料可以制备胰酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶和弹性蛋白酶等 动物肺中制备抑肽酶 动物睾丸中制备透明质酸酶 人的尿液中制备尿激酶 从蚯蚓内脏中提取蚓激酶,二、治疗用酶的来源,2. 植物来源 最早的治疗用酶是从植物刀豆中提取脲酶 木瓜中提取了木瓜蛋白酶 无花果中得到无花果酶 菠萝中得到菠萝蛋白酶,二、治疗用酶的来源,3. 微生物来源 工业上大多数从微生物中制备酶制剂 采用微生物制备的治疗用酶主要有淀粉酶、纤维素酶、枯草杆菌蛋白酶、灰色链霉菌蛋白酶、溶血链球菌激酶、青霉素酶等,二、治疗用酶的来源,4. 基因工程利用基因工程，不仅可以大量生产自然界中存在的
3、酶类，而且可以生产出结构改造的治疗用酶，甚至是天然并不存在的酶类 目前通过基因工程生产的治疗用酶主要有尿激酶、链激酶、天冬酰胺酶、葡激酶、超氧化物歧化酶等,三、治疗用酶的种类,在已发现的3000多种酶中，酶制剂已达近百种，它们广泛地应用于助消化、消炎、消肿、促凝血、抗血栓、解毒、抗肿瘤等方面,酶按照用途可以分为五大类 1. 消化酶类消化酶的作用是消化和分解食物中的淀粉、脂肪、蛋白质等，使之变为简单且易被肠胃道吸收的物质胰酶、胰脂酶、胃蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等,2. 消炎（抗炎）、粘痰溶解酶类消炎酶能分解炎症部位纤维蛋白，清除伤口周围的脓疮、腐肉、碎屑，并且能分解脓液中的黏蛋白，达到清洁创口、
4、排浓抗炎和消肿的目的胰蛋白酶、糜蛋白酶、糜胰蛋白酶、胶原酶、SOD、菠萝蛋白酶、溶菌酶、玻璃酸酶、Dnase,3. 抗肿瘤酶类抗肿瘤酶是通过破坏肿瘤细胞所需要的代谢物来抑制其生长天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶,4. 循环酶类多用于治疗心脑血管疾病，改善脑血管循环，降低血液粘度等抗凝酶：链激酶、尿激酶、纤溶酶 止血酶：人凝血酶、蛇毒凝血酶、促凝血酶原激酶 血管活性酶：激肽释放酶、弹性蛋白酶,5. 其他酶类呼吸链电子受体的细胞色素C，可以用于治疗组织缺氧，从血、肝提取的SOD用于类风湿关节炎和风湿病的治疗，透明质酸酶用于药物的扩散剂并治疗青光眼，葡萄糖酶能预防龋齿,第二节 临床治疗用酶,一、尿激酶,是有人
5、体肾小管上皮细胞长生的一种特殊的碱性蛋白分解酶，主要存在于哺乳动物的尿中 尿激酶是丝氨酸蛋白酶，丝氨酸和组氨酸是活性中心的必须氨基酸，是纤溶酶原激活剂系统中的一员，主要功能是去除沉淀的纤维蛋白。 在临床上，尿激酶可以用于治疗急性心肌梗死的血栓、脑室内出血、心绞痛、肢体动脉栓塞，还可以用于脑血栓的形成、风湿性关节炎等治疗 尿激酶在治疗的过程中，有出血、头痛、恶心、呕吐、食欲不振等副作用,二. 葡激酶,葡激酶是由金黄色葡萄球菌分泌的葡萄球菌激酶，简称葡激酶 葡激酶是一种对纤维蛋白高度专一的纤溶蛋白酶原激活剂，它与纤溶酶原以1：1等分子结合 葡激酶主要应用于急性心肌梗死和栓塞性疾病 葡激酶不是人体来
6、源的酶，有潜在的抗原性 为来消除其抗原性，可以改造其免疫原性明显的区域，保留纤溶活性的方法，获得更好效果的突变体,三、天冬酰胺酶,豚鼠血清中抗肿瘤的因子就是天冬酰胺酶 天冬酰胺酶可以专一性地水解天冬酰胺，变成氨和天冬氨酸，由于急性白血病等肿瘤细胞中本身缺少或没有天冬酰胺合成酶，从而引起细胞死亡，正常细胞则不受影响 天冬酰胺酶对治疗急性淋巴性白血病具有较好的效果，其中对儿童的缓解率可达57.8，有效率85.2，对成人的完全缓解率为32.8，有效率64.3 很多组织对天冬酰胺酶敏感并产生各种毒性后果，主要表现为免疫性的过敏反应等,四、玻璃酸酶,能水解透明质酸 广泛地存在于蛇毒、蜂毒、蝎毒、蜘蛛毒中
7、，也存在于真菌、细菌中 可以应用于眼科、皮下给药的吸收 在使用中，个别情况下可致过敏反应，如瘙痒、荨麻疹等,五、超氧化物歧化酶,SOD是金属蛋白有CuZnSOD，Mn-SOD，FeSOD SOD具有热稳定性和pH稳定性 SOD可清除体内的氧自由基，氧自由基可以破坏细胞，活化致癌物质、致炎和引起自身免疫疾病 SOD在临床上用于治疗缺血再灌流综合征、治疗氧中毒、抗辐射损伤、防治糖尿病、皮肤老化和皮肤肿瘤等 副反应是少数可见局部疼痛、荨麻疹和尿蛋白等,六、抑肽酶,抑肽酶是一种小分子量的碱性多肽 抑制多种含有丝氨酸活性基团的蛋白酶，因此是蛋白酶的广谱抑制剂 抑肽酶在临床山用于保护血小板、抑制急性胰腺炎
8、、止血、治疗支气管炎等 不良反应主要是过敏反应和影响肾功能等,七、胃蛋白酶,胃蛋白酶是胃液中多种蛋白酶的混合物 主要用于帮助消化、老年慢性萎缩性胃炎、身体功能紊乱和肌肉生长停顿等 不良反应时有时会引起皮疹,第三节 酶与疾病,皮肤乳白色，毛发淡黄或银白色，瞳孔淡红，虹膜淡灰或淡红，半透明视网膜缺乏色素。,1. 酪氨酸酶缺陷白化病,2. 胱硫醚合成酶缺陷同型胱氨酸尿症,多发性血栓形成，晶体脱位，身体瘦长，蜘蛛样指（趾），轻中度智力低下。,智力低下，60%患儿有脑电图异常，头发细黄，皮肤色淡和虹膜淡黄色，惊厥，尿有“发霉”臭味或鼠尿味。,3. 苯丙氨酸羟化酶缺陷苯丙酮酸尿症,第四节 酶在疾病诊断上的
9、应用,通过酶活力变化进行疾病诊断,用酶测定物质的量的变化进行疾病诊断,肝炎与转氨酶,转氨酶又称氨基转移酶（aminotransferase，EC2.6.1）是一类催化氨基从一个分子转移到另一个分子的转移酶类。 谷丙转氨酶：催化丙氨酸与-酮戊二酸之间进行氨基转移反应，生成谷氨酸和丙酮酸。谷草转氨酶，：催化天冬酰胺与-酮戊二酸之间进行氨基转移反应，生成谷氨酸和草酰乙酸。,肝炎与转氨酶,急性传染性肝炎 肝硬化 阻塞性黄疸肝炎 血清中GOT和GPT活性升高,第五节 酶工程制药,一、酶工程简介,酶工程，又称酶技术，它是从应用的目的出发，将酶学理论和化学工程相结合，生产、制备、研究酶，或者利用酶的催化特性
10、，将原料转化为目的产物的一门技术,二、酶的生产,提取法 发酵和生物合成法 化学合成法,1. 提取法,提取法是运用生化分离技术，从动物、植物等含酶的细胞、组织或器官中提取、分离和纯化各种药用酶的方法 提取法是最早采用的药用酶生产方法，现在仍然在广泛使用，尤其是在生物资源丰富的地区和部门,2.以牛肝为原料提取Mn-SOD的工艺,2. 发酵和生物合成法,发酵技术是用现代的发酵理论生产药用酶，一般多指微生物发酵 微生物发酵分为天然微生物酶的发酵和工程菌的发酵 生物合成法是利用细胞培养技术，通过改变培养条件或者改变代谢途径，获得初生或次生的代谢产物（代谢工程、生物转化）,3. 化学合成法,现在的技术已经
11、可以在氨基酸合成仪上人工合成肽链，获得酶 生产成本很高，还停留在实验室阶段,三 酶法制药,通过酶的催化特性来制药，是酶工程在制药业的一大应用 主要包括非水相催化技术、固定化酶技术和手性合成技术,一、非水相催化,二、固定化酶技术,通过物理或化学的方法将酶固定在水不溶性的载体上，限制酶的自由移动但是不改变其催化活性的技术,三、固定化细胞技术,固定化细胞技术就是应用物理或化学的方法，将细胞限制或约束在一定的空间界限内，但细胞仍保留催化活性并具有能被反复或连续使用的活力,四、酶法手性合成技术,有些药物光学异构体的药理作用相同，但是也有些药物的左旋体和右旋体的生物活性并不相同,异丙肾上腺激素作为支气管舒张剂，D-(-)的活性比L-(+)强800倍（）依托唑啉有利尿作用，但（）依托唑啉却有抗尿作用,反应停,沙利度胺,R-（+）：镇静 S-（-）： 致畸,
