酶在医学方面的应用.ppt
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1、酶在医学方面中的应用深圳大学糖尿病基础与临床研究所深圳大学糖尿病基础与临床研究所Shenzhen University Diabetes Center(SUDC)主要内容主要内容1.1.前言前言2.2.酶与某些疾病的发生酶与某些疾病的发生3.3.酶用于疾病诊断酶用于疾病诊断4.4.酶用于疾病治疗酶用于疾病治疗5.5.酶固定化用于新型药物设计酶固定化用于新型药物设计和药物筛选和药物筛选6.6.总结总结 现代分子生物学认为生物活动的正常进行都依赖于机体内部生化反应的平衡和稳定,这种复杂而有序的生化反应需要酶来催化调节,以控制体内代谢的正常进行。因此,一旦疾病发生,究其根本原因都与酶有直接或间接的关
2、系。机体内部发生的疾病,往往由于酶的功能失调,把酶作为药物,补充酶的不足,或调整酶的作用,可以达到治疗的目的;在某些疾病中个别酶过表达,这些酶可以作为治疗的靶标。前言前言一、酶与某些疾病的发生一、酶与某些疾病的发生皮肤乳白色,毛发淡皮肤乳白色,毛发淡黄或银白色,瞳孔淡黄或银白色,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。1.酪氨酸酶缺陷酪氨酸酶缺陷白化病白化病2.2.胱硫醚合成酶缺陷胱硫醚合成酶缺陷同型胱氨酸尿症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。
3、中度智力低下。智力低下,智力低下,60%60%患患儿有脑电图异常,儿有脑电图异常,头发细黄,皮肤色头发细黄,皮肤色淡和虹膜淡黄色,淡和虹膜淡黄色,惊厥,尿有惊厥,尿有“发霉发霉”臭味或鼠尿味。臭味或鼠尿味。3.3.苯丙氨酸羟化酶缺陷苯丙氨酸羟化酶缺陷苯丙酮酸尿症苯丙酮酸尿症二、酶与疾病诊断二、酶与疾病诊断酶在疾病诊断方面的应用酶在疾病诊断方面的应用 1、酶的诊断根据体内原有酶活力的变化来诊断疾病的方法,称为酶的诊断。2、诊断用酶利用酶作为试剂,来测定体内与疾病有关的代谢物质的浓度变化,利用该物质浓度的变化程度作为诊断某种疾病及其病情严重程度的重要指标。酶酶疾病与疾病与酶酶活力活力变变化化淀粉淀
4、粉酶酶(AMSAMS)胰胰脏脏疾病,疾病,肾脏肾脏疾病疾病时时升高;肝病升高;肝病时时下降下降胆碱胆碱酯酯酶酶肝病、肝硬化、有机磷中毒、肝病、肝硬化、有机磷中毒、风风湿等,活力下降湿等,活力下降酸性磷酸酸性磷酸酶酶(ACPACP)前列腺癌、肝炎、前列腺癌、肝炎、红红血球病血球病变时变时,活力升高,活力升高碱性磷酸碱性磷酸酶酶(ALP)(ALP)佝佝偻偻病、病、软软骨化病、骨瘤、甲状旁腺亢骨化病、骨瘤、甲状旁腺亢进进,活力升高;,活力升高;软软骨骨发发育不全,活力下降育不全,活力下降谷丙谷丙/谷草转氨酶谷草转氨酶肝病、心肌梗塞等,活力升高肝病、心肌梗塞等,活力升高-谷氨谷氨酰转肽酰转肽酶酶原原/
5、继发继发性肝癌,活力性肝癌,活力200U200U以上,阻塞性黄疸、肝硬化、胆道癌等,血清以上,阻塞性黄疸、肝硬化、胆道癌等,血清酶酶活升高活升高醛醛縮縮酶酶急性急性传传染性肝炎、心肌梗塞,血清中染性肝炎、心肌梗塞,血清中酶酶活力活力显显著升高著升高胃蛋白胃蛋白酶酶胃癌,活力升高;十二指胃癌,活力升高;十二指肠溃疡肠溃疡,活力下降,活力下降磷酸葡糖磷酸葡糖变变位位酶酶肝炎、癌症,活力升高肝炎、癌症,活力升高乳酸脱乳酸脱氢氢酶酶(LDH)(LDH)肝癌、急性肝炎、心肌梗塞,活力肝癌、急性肝炎、心肌梗塞,活力显显著升高;肝硬化,活力正常著升高;肝硬化,活力正常端粒端粒酶酶癌癌细细胞中含有端粒胞中含有
6、端粒酶酶,正常体,正常体细细胞内没有端粒胞内没有端粒酶酶活性活性山梨醇脱山梨醇脱氢氢酶酶(SDHSDH)急性肝炎,活力急性肝炎,活力显显著提高著提高脂肪脂肪酶酶(LPSLPS)急性胰腺炎,活力明急性胰腺炎,活力明显显增高,胰腺癌、胆管炎患者,活力升高增高,胰腺癌、胆管炎患者,活力升高肌酸磷酸激肌酸磷酸激酶酶(CKCK)心肌梗塞,活力心肌梗塞,活力显显著升高;肌炎、肌肉著升高;肌炎、肌肉创伤创伤,活力升高,活力升高羟羟基丁酸脱基丁酸脱氢氢酶酶心肌梗塞、心肌炎,活力增高心肌梗塞、心肌炎,活力增高磷酸己糖异构磷酸己糖异构酶酶急性肝炎,活力极度升高;心肌梗塞、急性急性肝炎,活力极度升高;心肌梗塞、急性
7、肾肾炎,炎,脑脑溢血,活力明溢血,活力明显显升高升高鸟鸟氨酸氨基甲氨酸氨基甲酰转酰转移移酶酶(OCT)(OCT)急性肝炎,活力急速增高;肝癌,活力明急性肝炎,活力急速增高;肝癌,活力明显显升高升高乳酸脱乳酸脱氢氢酶酶同工同工酶酶心肌梗塞、心肌梗塞、恶恶性性贫贫血,白血病、肌肉萎血,白血病、肌肉萎缩缩,白血病、淋巴肉瘤、肺癌,白血病、淋巴肉瘤、肺癌,转转移性肝癌、移性肝癌、结肠结肠癌,肝炎、原癌,肝炎、原发发性肝癌、脂肪肝、性肝癌、脂肪肝、LDHLDH4 4增高增高葡萄糖氧化葡萄糖氧化酶酶测测定血糖含量,定血糖含量,诊诊断糖尿病断糖尿病亮氨酸氨亮氨酸氨肽肽酶酶(LAPLAP)肝癌、阴道癌、阻塞性
8、黄疸,活力明肝癌、阴道癌、阻塞性黄疸,活力明显显升高升高酶作为诊断指标酶作为诊断指标用酶作为诊断试剂用酶作为诊断试剂 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、检测癌基因体检表中有关酶的选项体检表中有关酶的选项三、酶与疾病治疗三、酶与疾病治疗春秋战国时期已知用麴(曲)治疗消化不良的疾病。药用酶用酶来治疗疾病
9、最早是以淀粉酶为代表的各类口服消化用酶。1952年,Innerfield将结晶胰蛋白酶静脉注射治疗脉管炎获得成功。酶用于治疗疾病的发展历史酶用于治疗疾病的发展历史栓溶酶类与心血管疾病栓溶酶类与心血管疾病溶菌酶溶菌酶凝血酶凝血酶酶酶在疾病治在疾病治疗疗方面的方面的应应用用酶酶 名名来来 源源用用 途途淀粉淀粉酶酶胰胰脏脏、麦芽、微生物、麦芽、微生物治治疗疗消化不良,食欲不振消化不良,食欲不振蛋白蛋白酶酶胰胰脏脏、胃、植物、微生物、胃、植物、微生物治治疗疗消化不良,食欲不振,消炎,消消化不良,食欲不振,消炎,消肿肿,创创愈,降愈,降压压脂肪脂肪酶酶胰胰脏脏、微生物、微生物治治疗疗消化不良,食欲不振
10、消化不良,食欲不振纤维纤维素素酶酶霉菌霉菌治治疗疗消化不良,食欲不振消化不良,食欲不振溶菌溶菌酶酶蛋清、蛋清、细细菌菌治治疗疗各种各种细细菌性和病毒性疾病菌性和病毒性疾病尿激尿激酶酶人尿人尿治治疗疗心肌梗塞,心肌梗塞,结结膜下出血,黄斑部出血膜下出血,黄斑部出血链链激激酶酶链链球菌球菌治治疗疗血栓性静脉炎,咳痰,血血栓性静脉炎,咳痰,血肿肿,下出血,骨折,下出血,骨折青霉素青霉素酶酶蜡状芽蜡状芽孢孢杆菌杆菌治治疗疗青霉素引起的青霉素引起的变态变态反反应应L-L-天冬天冬酰酰胺胺酶酶大大肠肠杆菌杆菌治治疗疗白血病白血病超氧化物歧化超氧化物歧化酶酶微生物,植物,微生物,植物,动动物物预预防防辐辐射
11、射损伤损伤,治,治疗红疗红斑狼斑狼疮疮,皮肌炎,皮肌炎,结肠结肠炎炎凝血凝血酶酶动动物,蛇,物,蛇,细细菌,酵母等菌,酵母等治治疗疗各种出血病各种出血病胶原胶原酶酶细细菌菌分解胶原,消炎,化分解胶原,消炎,化脓脓,脱痂,治,脱痂,治疗溃疡疗溃疡右旋糖右旋糖酐酐酶酶微生物微生物预预防防龋齿龋齿 胆碱胆碱酯酯酶酶细细菌菌治治疗疗皮肤病,支气管炎,气喘皮肤病,支气管炎,气喘溶溶纤纤酶酶蚯蚓蚯蚓溶血栓溶血栓弹弹性蛋白性蛋白酶酶胰胰脏脏治治疗动疗动脉硬化,降血脂脉硬化,降血脂核糖核酸核糖核酸酶酶胰胰脏脏抗感染,祛痰,治肝癌抗感染,祛痰,治肝癌尿酸尿酸酶酶牛牛肾肾治治疗疗痛痛风风1)在机体内的生理条件下具
12、有较高活力和稳定性;2)对底物有较高亲和力,不受产物和体液中正常成分抑制;3)在体内有较长的半衰期,可缓慢地被分解或排出体外;4)酶制剂纯度高,不含其它毒性物质,来自非致病性酶源。药用酶的一般要求药用酶的一般要求酶与疾病治疗举例酶与疾病治疗举例1 1、什么是、什么是HCVHCV 肝炎是一种危害性非常严重的疾病。分为甲肝(肝炎是一种危害性非常严重的疾病。分为甲肝(HAVHAV)、乙)、乙肝肝(HBV)(HBV)和丙肝和丙肝(HCV)(HCV)。甲肝、乙肝已经有各自的疫苗,因此得。甲肝、乙肝已经有各自的疫苗,因此得到了有效的控制。到了有效的控制。HCVHCV病毒是一种正链病毒是一种正链RNARNA
13、病毒,变异率很高,潜伏期非常长,病毒,变异率很高,潜伏期非常长,毒性很高。毒性很高。美国美国NIHNIH:未来:未来2020年内年内HCVHCV感染将成为肝衰竭和肝癌的主要感染将成为肝衰竭和肝癌的主要因素,将其列为因素,将其列为“对患者的健康和生命危害极大,严重威胁社对患者的健康和生命危害极大,严重威胁社会和公共卫生会和公共卫生”的疾病。的疾病。(一)(一)酶在酶在丙肝(丙肝(HCVHCV)治疗中的应用)治疗中的应用2 2、NS3NS3抑制剂与丙肝治疗抑制剂与丙肝治疗 VictrelisVictrelis(主要成分为(主要成分为BoceprevirBoceprevir,分子式,分子式C C27
14、27H H4444N N5 5O O5 5,20112011年年5 5月获月获FDAFDA批准上市),成为治疗丙肝的首个有效药物。批准上市),成为治疗丙肝的首个有效药物。NS3NS3:一种丝氨酸蛋白酶。是:一种丝氨酸蛋白酶。是HCVHCV病毒复制酶的重要组成病毒复制酶的重要组成部分,是部分,是HCV RNAHCV RNA复制时复制时RNARNA进入复制酶核心部位的进入复制酶核心部位的“必经之必经之路路”。BoceprevirBoceprevir是一种小分子蛋白酶抑制剂,能以类似于底是一种小分子蛋白酶抑制剂,能以类似于底物的方式与物的方式与NS3NS3结合,结合之后可捕获结合,结合之后可捕获NS
15、3NS3活性部位的丝氨酸活性部位的丝氨酸部分,起酮酰胺上羰基碳与丝氨酸共价结合,从而阻止了病部分,起酮酰胺上羰基碳与丝氨酸共价结合,从而阻止了病毒毒RNARNA进入核心酶,抑制病毒复制,达到治疗丙肝的目的。进入核心酶,抑制病毒复制,达到治疗丙肝的目的。3 3、NS5BNS5B与丙肝治疗与丙肝治疗 NS5BNS5B:HCVHCV病毒复制酶的核心部分,以原病毒复制酶的核心部分,以原RNARNA为模板合成一为模板合成一条反链条反链RNARNA,在以此,在以此RNARNA为模板合成一条正链为模板合成一条正链RNARNA,完成病毒复制。,完成病毒复制。NS5B NS5B 氮端开始的氮端开始的530530
16、多个氨基酸构成其催化中心。形状如多个氨基酸构成其催化中心。形状如人右手掌,分为拇指区、手指区和手掌区。人右手掌,分为拇指区、手指区和手掌区。手指区和拇指区是调控该酶与手指区和拇指区是调控该酶与RNARNA相互作用的区域,手指相互作用的区域,手指区与拇指区由两条区与拇指区由两条looploop区域连接起来,通过区域连接起来,通过looploop的调节,当手的调节,当手指区和拇指区处于关闭状态时,将催化指区和拇指区处于关闭状态时,将催化HCV RNAHCV RNA复制。目前已复制。目前已经设计出了多种经设计出了多种NS5BNS5B的别够抑制剂,通过与的别够抑制剂,通过与NS5BNS5B上的别构位点
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- 关 键 词:
- 医学 方面 应用
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