酶与蛋白质工程 第11章 酶的应用

1、第十二讲第十二讲 酶的应用酶的应用酶参与了生物体内所有的生命活动和生命过程酶参与了生物体内所有的生命活动和生命过程执行具体的生理功能执行具体的生理功能- -唾液、胃液中的消化酶，凝血酶等唾液、胃液中的消化酶，凝血酶等清除有害物质起保卫作用清除有害物质起保卫作用- -过氧化物酶，超氧化物岐化酶等过氧化物酶，超氧化物岐化酶等协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换, ,传递与放大传递与放大作用作用, ,调节生理功能调节生理功能- -蛋白激酶蛋白激酶催化代谢反应催化代谢反应, ,建立各种各样代谢体系与代谢途径建立各种各样代谢体系与代谢途径- -葡萄糖、葡萄糖、

2、氨基酸、核酸代谢氨基酸、核酸代谢 酶的应用酶的应用酶是生物学有力的研究工具酶是生物学有力的研究工具 基因工程工具酶基因工程工具酶 基因组学基因组学 蛋白组学蛋白组学 酶的应用酶的应用酶与工农业生产实践有密切关系酶与工农业生产实践有密切关系 工业用酶：淀粉糖业工业用酶：淀粉糖业 农业用酶：饲料农业用酶：饲料酶在医药方面应用酶在医药方面应用用酶进行用酶进行疾病诊断疾病诊断用酶进行用酶进行疾病治疗疾病治疗用酶制造各种用酶制造各种药物药物 酶的应用酶的应用通过酶活力变化进行疾病诊断通过酶活力变化进行疾病诊断酶疾病与酶活力变化淀粉酶胰脏疾病，肾脏疾病时升高；肝病时下降胆碱酯酶肝病、肝硬化、有机磷中毒、风

3、湿等，活力下降酸性磷酸酶前列腺癌、肝炎、红血球病变时，活力升高碱性磷酸酶佝偻病、软骨化病、骨瘤、甲状旁腺机能亢进时，活力升高；软骨发育不全等，活力下降谷丙转氨酶/谷草转氨酶肝病、心肌梗塞等，活力升高-谷氨酰转肽酶(-GT)原发性和继发性肝癌，活力增高至200单位以上，阻塞性黄疸、肝硬化、胆道癌等，血清中酶活力升高醛縮酶急性传染性肝炎、心肌梗塞，血清中酶活力显著升高胃蛋白酶胃癌，活力升高；十二指肠溃疡，活力下降磷酸葡糖变位酶肝炎、癌症，活力升高乳酸脱氢酶肝癌、急性肝炎、心肌梗塞，活力显著升高；肝硬化，活力正常端粒酶癌细胞中含有端粒酶，正常体细胞内没有端粒酶活性山梨醇脱氢酶(SDH)急性肝炎，活力

4、显著提高脂肪酶急性胰腺炎，活力明显增高，胰腺癌、胆管炎患者，活力升高肌酸磷酸激酶(CK)心肌梗塞，活力显著升高；肌炎、肌肉创伤，活力升高羟基丁酸脱氢酶心肌梗塞、心肌炎，活力增高磷酸己糖异构酶急性肝炎，活力极度升高；心肌梗塞、急性肾炎，脑溢血，活力明显升高鸟氨酸氨基甲酰转移酶急性肝炎，活力急速增高；肝癌，活力明显升高乳酸脱氢酶同工酶心肌梗塞、恶性贫血，LDH1增高；白血病、肌肉萎缩，LDH2增高；白血病、淋巴肉瘤、肺癌，LDH3增高；转移性肝癌、结肠癌，LDH4增高；肝炎、原发性肝癌、脂肪肝、心肌梗塞、外伤、骨折，LDH5增高葡萄糖氧化酶测定血糖含量，诊断糖尿病亮氨酸氨肽酶(LAP)肝癌、阴道癌

5、、阻塞性黄疸，活力明显升高用酶测定物质量的变化进行疾病诊断用酶测定物质量的变化进行疾病诊断 酶测定的物质用 途葡萄糖氧化酶葡萄糖测定血糖、尿糖，诊断糖尿病葡萄糖氧化酶+过氧化物酶葡萄糖测定血糖、尿糖，诊断糖尿病尿素酶尿素测定血液、尿液中尿素的量，诊断肝脏、肾脏病变谷氨酰胺酶谷氨酰胺测定脑脊液中谷氨酰胺的量，诊断肝昏迷、肝硬化胆固醇氧化酶胆固醇测定胆固醇含量，诊断高血脂等DNA聚合酶基因通过基因扩增，基因测序，诊断基因变异、检测癌基因 酶的应用酶的应用苯丙酮在脑中积累会使脑发育受阻，严重脑力呆滞，智商 0-50苯丙氨酸代谢途径关系到三种遗传病苯丙氨酸代谢途径关系到三种遗传病 酶的应用酶的应用体检

6、表中有关酶的选项体检表中有关酶的选项 酶的应用酶的应用酶在疾病治疗方面应用酶在疾病治疗方面应用酶 名来 源用 途淀粉酶胰脏、麦芽、微生物治疗消化不良，食欲不振蛋白酶胰脏、胃、植物、微生物治疗消化不良，食欲不振，消炎，消肿，除去坏死组织，促进创伤愈合，降低血压脂肪酶胰脏、微生物治疗消化不良，食欲不振纤维素酶霉菌治疗消化不良，食欲不振溶菌酶蛋清、细菌治疗各种细菌性和病毒性疾病尿激酶人尿治疗心肌梗塞，结膜下出血，黄斑部出血链激酶链球菌治疗血栓性静脉炎，咳痰，血肿，下出血，骨折青霉素酶蜡状芽孢杆菌治疗青霉素引起的变态反应L-天冬酰胺酶大肠杆菌治疗白血病超氧化物歧化酶微生物，植物，动物预防辐射损伤，治疗

7、红斑狼疮，皮肌炎，结肠炎凝血酶动物，蛇，细菌，酵母等治疗各种出血病胶原酶细菌分解胶原，消炎，化脓，脱痂，治疗溃疡右旋糖酐酶微生物预防龋齿 胆碱酯酶细菌治疗皮肤病，支气管炎，气喘溶纤酶蚯蚓溶血栓弹性蛋白酶胰脏治疗动脉硬化，降血脂核糖核酸酶胰脏抗感染，祛痰，治肝癌尿酸酶牛肾治疗痛风溶菌酶溶菌酶溶栓酶类与心血管疾病溶栓酶类与心血管疾病凝血酶凝血酶1)消化蛋白质：木瓜蛋白酶50毫克、菠萝蛋白酶30毫克；2)消化脂肪：脂肪酶30毫克；3)消化碳水化合物/淀粉：淀粉酶50毫克；4)消化乳制品：乳糖酶30毫克；5)消化纤维：纤维素酶15毫克另含：能抑制过多胃酸的葡萄糖酸钙，能缓解反胃薄荷叶和茴香【适用人群】

8、消化不良者肠胃疾病患者大病初愈者消化酶类消化酶类 酶的应用酶的应用超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶 SOD 美国医学家美国医学家WF安德森等人对安德森等人对腺腺苷脱氨酶缺乏症苷脱氨酶缺乏症（ADA缺乏症）的基缺乏症）的基因治疗，是世界上第一个基因治疗成因治疗，是世界上第一个基因治疗成功的范例功的范例1990年9月14日，安德森对一例患ADA缺乏症的4岁女孩谢德尔进行基因治疗这个4岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产ADA，先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里他们将含有这个女孩自身的经改造的白血球溶液输入她左臂的一条静脉血管中，这种白血球中有缺陷的基因已经被健康基因所替代在以后的10个月内

9、她又接受了7次这样的治疗，同时也接受酶治疗。治疗后，免疫功能日趋健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活 谢德尔，1999酶在药物制造方面应用酶在药物制造方面应用 酶主要来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11-羟化酶霉菌制造氢化可的松L-酪氨酸转氨酶细菌制造多巴（L-二羟苯丙氨酸）-酪氨酸酶植物制造多巴-甘露糖苷酶链霉菌制造高效链霉素核苷磷酸化酶微生物生产阿拉伯糖腺嘌呤核苷（阿糖腺苷）酰基氨基酸水解酶微生物生产L-氨基酸5-磷酸二酯酶桔青霉等微生物生产各种核苷酸多核苷酸磷酸化酶微生物生产聚肌胞，聚肌苷酸无色杆菌蛋白酶细菌由猪胰岛素（Ala-30）转变为人胰岛素（Thr-30）

10、核糖核酸酶微生物生产核苷酸蛋白酶动物、植物、微生物生产L-氨基酸-葡萄糖苷酶黑曲霉等微生物生产人参皂甙-Rh2 酶的应用酶的应用青霉素酰化酶与抗生素改造青霉素酰化酶与抗生素改造 酶的应用酶的应用Iressa 艾若萨艾若萨 (ZD1839)苯胺喹啉化合物苯胺喹啉化合物强效强效EGFR（表皮生长因子受体）酪氨酸激酶抑制剂（表皮生长因子受体）酪氨酸激酶抑制剂对癌细胞的增殖、生长、存活的信号转导通路起阻断作用对癌细胞的增殖、生长、存活的信号转导通路起阻断作用不良反应：皮疹、恶心、呕吐、腹泻不良反应：皮疹、恶心、呕吐、腹泻 酶的应用酶的应用增生增生X 凋亡凋亡血管生成血管生成转移转移 细胞膜细胞膜 癌细

11、胞癌细胞ZD1839EGFTGFa a XXX细胞核细胞核激酶激酶XZD1839: 作用机制作用机制 酶的应用酶的应用淀粉酶类与淀粉糖业淀粉酶类与淀粉糖业 酶的应用酶的应用淀粉液化液淀粉酶糖化酶糖化液喷雾干燥氢化还原结晶异构酶粉状葡萄糖山梨醇结晶葡萄糖果葡糖浆果糖42%葡萄糖55%低聚糖分离混合高果糖浆果糖浆果糖80-90%果糖55%葡萄糖39%低聚糖 酶的应用酶的应用 酶的应用酶的应用小麦木聚糖水解果汁生产与果胶酶果汁生产与果胶酶乳制品与凝乳酶乳制品与凝乳酶 酶的应用酶的应用果菜清洗拣果机酶在轻工、化工方面的应用酶在轻工、化工方面的应用 用酶进行用酶进行原料处理原料处理 用酶生产各种用酶生产

12、各种轻工、化工产品轻工、化工产品 用酶增强用酶增强产品使用效果产品使用效果 酶的应用酶的应用酶制剂在国外酶制剂在国外饲料工饲料工业业中得到不断应用中得到不断应用不仅提高了饲料原料不仅提高了饲料原料的的转化率转化率，也促进了，也促进了对饲料的对饲料的消化消化植酸酶Bio-Feed Phytase 主要用于提高植酸磷的消化率，并相应改善钙和其它矿物元素的利用率。大大降低了动物粪便中磷的排放量，有益环保 酶的应用酶的应用 酶的应用酶的应用生物抛光是一种用纤维素酶改善纤维素纤维制品表面的整理工艺,以达到持久的抗起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度 酶水解毛根部的毛囊蛋白而使毛松动脱落蛋白酶分解皮纤维间质

13、中的可溶性蛋白质，使皮纤维进一步松散软化加速蛋白质分解染色温度降低 皮革脱毛与软化皮革脱毛与软化 加酶洗涤剂加酶洗涤剂生丝脱胶与羊毛染生丝脱胶与羊毛染蛋白酶蛋白酶 酶的应用酶的应用酶在环境保护中的应用酶在环境保护中的应用 环境环境监测监测 废水处理废水处理过氧化物酶多酚氧化酶 可降解材料可降解材料开发开发 酶的应用酶的应用 在脂肪酶催化下，己二酸（或癸二酸）与蔗糖在己烷溶液中在脂肪酶催化下，己二酸（或癸二酸）与蔗糖在己烷溶液中进行酯化反应，能够生成聚糖酯高聚物进行酯化反应，能够生成聚糖酯高聚物OOHOHOHOOOHCH2OHHOCH2HOCH2HOHOOC(CH2)4COOH+OC(CH2)4COOHHOHOCH2OCH2OOHCH2OOOHOHOHOHOOC(CH2)4COn 酶的应用酶的应用酶在生物技术方面的应用酶在生物技术方面的应用 去除细胞壁去除细胞壁 大分子切割大分子切割 大分子连接大分子连接 酶的应用酶的应用 现代基因工程的创始人P P伯格（美国,1926-）1960年提出一个大胆的设想：是否可以创造出一种人工方法，把外界的