酶制剂在医学上的应用
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微生物在药品中的应用微生物在药品中的应用是一种古老而又现代的医学治疗方法。
微生物是一类极小的生物体,包括细菌、真菌、病毒等,它们在药品制备中发挥着重要的作用。
微生物可以被用来生产抗生素、疫苗、酶制剂等药品,为人类的健康保驾护航。
本文将探讨微生物在药品中的应用,介绍其在医学领域中的重要性和作用。
一、微生物在抗生素制备中的应用抗生素是一类能够抑制或杀死细菌的药物,是治疗细菌感染疾病的重要药物之一。
而许多抗生素都是通过微生物发酵生产得到的。
最早的抗生素——青霉素就是由青霉菌产生的。
青霉素的发现开创了抗生素时代,使得许多原本无法治愈的细菌感染疾病得以根治。
除了青霉素,链霉素、四环素等抗生素也是通过微生物发酵生产得到的。
微生物在抗生素制备中的应用,为人类的健康提供了重要的保障。
二、微生物在疫苗制备中的应用疫苗是预防传染病的有效手段,可以帮助人体产生免疫力,从而在接触病原体时迅速做出反应,阻止疾病的发生。
而许多疫苗也是通过微生物制备得到的。
比如,乙型肝炎疫苗是利用酿酒酵母表达乙型肝炎病毒表面抗原制备而成的。
疫苗的研发和生产离不开微生物的参与,微生物在疫苗制备中的应用,为预防传染病起到了关键作用。
三、微生物在酶制剂中的应用酶是一类生物催化剂,可以加速生物体内的化学反应速率,起到调节代谢的作用。
在药品制备中,酶制剂也是一种重要的药物。
而许多酶制剂也是通过微生物发酵得到的。
比如,青霉素酶、蛋白酶等酶制剂都是通过微生物生产得到的。
这些酶制剂在医学领域中有着广泛的应用,可以用于治疗消化系统疾病、代谢疾病等。
微生物在酶制剂中的应用,为医学治疗提供了新的思路和方法。
四、微生物在药品研发中的前景随着科技的不断发展,微生物在药品研发中的应用前景也越来越广阔。
通过基因工程技术,科学家们可以改造微生物的基因,使其具有更好的药物生产能力。
比如,利用重组DNA技术,可以构建出高效产生抗生素的微生物菌株,从而提高抗生素的产量和质量。
此外,微生物在药品研发中还可以发现新的药物活性成分,为新药的研发提供新的思路和途径。
酶制剂工作总结
酶制剂是一种在生物技术和工业生产中广泛应用的重要工具。
它们可以加速化
学反应的速率,提高生产效率,减少能源消耗,并且对环境友好。
在过去的一段时间里,我有幸参与了一些酶制剂的工作,下面我将就我的工作经验进行总结。
首先,酶制剂的研发是一个复杂而又精密的过程。
在实验室中,我们需要根据
需求选择合适的酶种类,然后通过基因工程技术将其大规模生产。
在这个过程中,我们需要对酶的结构和功能有深入的了解,以便进行合成和改良。
同时,我们也需要对反应条件进行精确控制,以确保酶制剂的稳定性和活性。
其次,酶制剂的应用范围非常广泛。
在食品加工、医药制备、环境保护等领域,酶制剂都有着重要的作用。
例如,在食品加工中,酶制剂可以帮助食品加工企业提高生产效率,改善产品品质。
在医药制备中,酶制剂可以帮助药企降低生产成本,提高药品的纯度和活性。
在环境保护中,酶制剂可以帮助减少有毒废物的排放,减少对环境的污染。
最后,酶制剂的未来发展充满了希望。
随着生物技术的不断进步,我们相信酶
制剂将会在更多的领域展现出其巨大的潜力。
例如,利用基因编辑技术,我们可以设计出更加高效的酶制剂;利用纳米技术,我们可以将酶制剂的稳定性和活性进一步提高。
同时,我们也需要加强对酶制剂的研究和开发,以推动其在实际应用中的广泛推广。
总之,酶制剂作为一种重要的生物技术工具,对于促进工业生产的发展,改善
生产效率,减少能源消耗,保护环境都起着重要作用。
通过对酶制剂的研发和应用,我们相信可以为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
十种常见的酶制剂(1)纤维素酶纤维素酶,是由多种水解酶组成的一个复杂酶系,自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。
习惯上,将纤维素酶分成三类:C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。
C1酶是对纤维素最初起作用的酶,破坏纤维素链的结晶结构。
Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1,4-糖苷键的纤维素酶。
β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。
自1906年Seilliere在蜗牛的消化液中发现纤维素酶至今已有一百余年了,随着在工业上的广泛应用,特别是在纺织工业、能源工业上的应用,纤维素酶已成为最近十几年酶工程研究的一个焦点。
近年来有关纤维素酶的基础研究,包括酶的氨基酸序列、基因的克隆与表达、酶蛋白的空间结构与功能,以及酶蛋白的基因调控等诸多方面都取得显著进展。
到目前为止,登记在Swiss2Protein数据库的纤维素酶的氨基酸序列有649条,基因序列有433条。
我国对纤维素酶的研究始于上世纪50年代,迄今已有50多年的历史。
在纤维素酶的菌种开发、发酵培养、基因的克隆与表达,以及纤维素酶在纺织、能源等方面的应用都取得较大进展. 进入21世纪,利用纤维素酶转化纤维素物质产生葡萄糖进而发酵获得生物乙醇,可以避免对粮食作物的大量损耗,引起了各国政府和研究机构的重视,这其中的关键是纤维素酶的成本问题。
由于纤维素酶发酵活力较低,因此其应用成本也较高。
同时纤维素酶相比其他糖苷水解酶类,比活力至少要低1~2个数量级,如滤纸酶的比活力为1IU/mg左右,CMC的比活力约为10IU/mg[7],从而造成酶的作用效率较低。
这是两个限制纤维素酶应用的瓶颈问题,也是纤维素酶研究的热点与难点。
目前通过传统的菌种诱变和基因工程技术可以较大幅度地提高目的蛋白的表达量,从而提高酶的发酵水平.还可以通过改善发酵条件和工艺,如采用固体发酵来大幅度降低发酵成本。
但是提高酶降解天然纤维素的效率则需要,深入研究纤维素酶的结构与功能以及作用方式,进而对其进行有效改造;或者通过筛选新的产酶菌种,发现具有开发潜力的新酶源.(2)脂肪酶脂肪酶即三酰基甘油酰基水解酶,它催化天然底物油脂水解,生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。
简述固定化酶的应用及前景一、固定化酶的应用1。
食品工业:将酶直接添加到果汁,奶制品,肉制品等食品中,既保留了原有的营养成分又提高了产品质量。
目前,酶制剂已被广泛应用于各类食品行业中,尤其是在软饮料行业中得到了最好的利用。
2。
发酵工业:酶具有多样性和专一性,可以实现酶的固定化和工业化生产,其中包括了传统工业菌株的固定化,酶反应器的固定化,以及微生物细胞固定化等。
在固定化酶的基础上可以实现微生物的快速发酵,节约人力资源的同时,也降低了发酵设备的要求。
3。
医学领域:固定化酶在疾病诊断和治疗方面有很大的潜力。
利用固定化酶可以诊断出体内不同的疾病,如癌症、糖尿病等,也可以进行病毒的检测。
同时,在蛋白质的表达,纯化及工业生产中有重要作用。
4。
日用化学工业:目前,市场上大部分洗涤产品都采用高效活性酶,如脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶等。
高效活性酶能够去除皮肤表面多余油脂和污垢,具有较强的杀菌消毒能力,因而有广泛的应用价值。
以自动加药为例,目前的加药方式是先把水或药液配成适宜浓度后再加入原料,这种方式比较麻烦,而且经常会出现因浓度过高而影响产品质量,造成浪费的现象,甚至还会对环境产生一定的污染。
另外,传统的固定化技术只限于小规模生产,仅用于特殊需要的地方,限制了酶固定化技术的进一步发展。
以上所说的全是新的思路和工艺,它们并非取代传统的工艺,但它们确实存在着很多优点。
固定化酶能够帮助我们解决许多难题,使我们的工作效率得到很大的提高,节约了成本,这是毋庸置疑的。
另外,酶的应用还拓宽了其他的领域,有很大的发展前景。
二、固定化酶的前景1。
能源工业。
这主要是利用微生物代谢过程中产生的糖类,脂类等发酵生产生物燃料,它属于二次能源,未来可充分利用纤维素、淀粉、蛋白质等大分子物质进行发酵。
同时,由于固定化酶反应器所需要的发酵底物种类少,处理量大,易于回收,因此固定化酶还可以用于大规模发酵生产生物燃料,解决交通运输过程中的能源紧缺问题。
浅谈几种常见酶制剂的研究及其应用酶是具有催化活性的蛋白质,它具有高效性、专一性、无毒副作用、不产生残留等特点。
酶广泛的存在于动物、植物以及微生物体内,是生物体维持正常的生理生化功能必不可少的成分。
家禽、家畜对饲料中营养物质的利用也是在消化道中各种酶的作用下将各种大分子的物质降解为易被吸收利用的小分子物质的。
酶制剂通常可粗略分成2大类:一类是内源性酶,与消化道分泌的消化酶相似,如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等,直接消化水解饲料中的营养成分;另一类是外源性酶,它是消化道不能分泌的酶,如纤维素酶、果胶酶、半乳糖苷酶、β-葡聚糖酶、戊聚糖酶(阿拉伯木聚糖酶)和植酸酶。
外源性酶不能直接消化水解大分子营养物质,而是水解饲料中的抗营养因子,间接促进营养物质的消化利用。
大量的试验研究表明,酶制剂主要参与机体内的以下活动:①参与细胞的降解,使酶与底物充分接触,促进营养成分的消化;②去除抗营养因子,改善消化机能;③补充(或激活)内源酶的不足,改进动物自身肠道酶的作用效果;④参与动物内分泌调节,影响血液中某些成分的变化;⑤水解非淀粉多糖(NSP),降解消化道内容物的黏度;⑥改变消化道内菌群的分布;⑦加强动物保健;⑧减少环境污染。
几种常见酶制剂的作用见表1。
1 蛋白酶蛋白酶是工业酶制剂中最重要的一类酶,约占全世界酶销售量的60%。
根据其作用机制和作用最适pH值,蛋白酶可分为酸性蛋白酶(pH值为2.5~3)、中性蛋白酶(pH值在7左右)、碱性蛋白酶(pH值在8左右)。
酸性蛋白酶用途十分广泛。
食品工业上用于啤酒、白葡萄酒的澄清和酱油的酿造;制革工业用于脱毛和皮革软化;医药工业用作消炎和助消化剂;饲料工业中多采用酸性和中性蛋白酶,以提高动物对蛋白质的水解效率,促进动物对饲料蛋白质的吸收效率。
1.1 酸性蛋白酶酸性蛋白酶分子量在35 000道尔顿左右。
酶分子活性中心有2个天冬酰氨残基,在已经进行过氨基酸序列分析的酸性蛋白酶分子中约有30%的区域是同系的。
医学基础知识酶的作用酶是一类特殊的蛋白质,具有促进生物体内化学反应的作用。
医学基础知识中,酶在生物体内起着至关重要的作用。
本文主要介绍酶的作用及其在医学领域中的应用。
一、酶的定义和分类酶是一类生物催化剂,可以加速化学反应的进行,而无需消耗自身。
酶可以在细胞内或细胞外起作用,它们使生物化学反应速度加快,并在适宜的条件下使正常生理反应得以顺利进行。
根据其催化反应的类型,酶可以分为多个类别,主要有氧化酶、还原酶、酯酶、脱氢酶、水解酶等。
不同类型的酶在医学领域中有各自的应用。
二、酶的作用机制酶能够通过与底物特定结合形成酶底物复合物,进而促进底物发生化学反应。
酶底物复合物的结合是通过酶的活性部位与底物的结合位点相互作用而实现的。
酶作用的速率主要取决于酶底物复合物的形成速度和解离速度。
酶底物复合物在酶作用下,通常会发生底物的分解或合成。
酶可以提供所需能量和催化剂,使底物发生结构改变或产生新的化学键。
三、酶在医学领域中的应用1. 诊断试剂酶在医学诊断中起着重要的角色。
临床实验室常用的血清学试验,如肝功能、心肌损伤等指标的检测,往往依赖于某些特定酶的测定。
通过检测酶的活性或浓度变化,可以判断患者的健康状况和病情发展。
2. 治疗药物在药物治疗过程中,酶类制剂常用于替代或补充体内缺乏或不足的酶。
例如,在消化系统疾病中,口服胰酶制剂可以帮助消化和吸收食物。
此外,酶在肿瘤治疗中也有应用,如酶代替治疗用于肿瘤的全身酶切割治疗等。
3. 酶动力学疗法酶动力学疗法是一种以酶为基础的治疗方法,在癌症治疗中被广泛研究。
该方法主要通过靶向酶对肿瘤细胞进行切割和杀灭,改善治疗效果,并减少对正常细胞的损伤。
4. 酶制剂酶制剂在医学领域中有广泛的应用。
例如,纤维蛋白溶酶剂可用于治疗急性心肌梗死,溶解形成血栓的纤维蛋白以恢复血液流通。
此外,酶制剂还被用于创伤处理、消化系统疾病和皮肤病等领域。
五、结论酶作为一类生物催化剂,对于维持生命活动具有重要作用。
淀粉酶
淀粉酶主要由胰腺、唾液腺分泌。
血清淀粉酶(AMY)是临床用于急性胰腺炎诊断的比较常用的指标,其中AMY一般在发病后的3-12h即开始持续性升高,并于12d内升至高峰。
多数患者AMY水平于发病2d后会基本恢复至正常,另有极少数患者的AMY水平升高后会持续10d以上。
因此一般对上腹部出现剧痛且发病时间在12h内的患者采用AMY检测可对是否发生胰腺炎作出初步的判断。
但部分重症患者因胰腺腺泡受到严重破坏导致AMY的生成量明显减少。
血AMY或尿AMY的水平反而与正常值差别不明显,此时仅采用AMY对急性胰腺炎进行诊断存在一定的漏诊率。
血淀粉酶(AMY) 活性增高除急性胰腺炎外, 部份胆道疾患在症状发作时期血总淀粉酶及淀粉酶同工酶( P -AMY) 活性明显增高。
部份胆道疾病患者在症状发作期的高胰淀粉酶血症, 并非胰腺炎所致, 在监测中应注意鉴别。
血淀粉酶升高可见于胰腺及非胰腺疾病。
(1)胰腺疾病: ①急性胰腺炎:急性胰腺炎时,在发病后 2-12h血淀粉酶开始升高, 3-4d 后恢复正常,一般在发病 12-72h 达峰值。
淀粉酶活性升高的程度虽然和胰腺的损伤程度不一定相关, 但其升高的程度越大, 则患急性胰腺炎的可能性就越大;②慢性胰腺炎: 淀粉酶中度或轻度升高;③胰腺癌:淀粉酶升高可见于胰腺癌的早期。
(2)非胰腺疾病:①腮腺炎: 如流行性腮腺炎时淀粉酶也可升高;②腹部疾患:消化性溃疡穿孔、上腹部手术后可有血淀粉酶的升高;③服用镇痛剂: 注射吗啡后 4h血
清淀粉酶可达高峰, 并可持续 24-48 h之久;④酒精中毒:在急性酒精中毒时也可能诱使唾液腺或其它组织发生变化,引起血淀粉酶升高;
⑤严重糖尿病病人, 因血清淀粉酶水平亦受肝内糖代谢速率变化的影响。
尿淀粉酶升高, 可见于慢性胰腺炎、胰腺癌及胰腺囊肿等情况。
且常表现为血淀粉酶正常而尿淀粉酶升高, 因此, 当血淀粉酶正常时, 检查尿淀粉酶似乎更有意义。
α-淀粉酶,又称液化酶。
高等植物如玉米、稻米高梁、谷子等含有α-淀粉酶, 发芽大麦中含有丰富的α-淀粉酶;人及动物唾液、胰液中也含有此酶。
能产生α-淀粉酶的微生物有枯草杆菌、芽胞杆菌、吸水链霉菌、米曲霉、黑曲霉、扩展青霉。
α-淀粉酶分子量一般约为50000。
分子中的硫基往往是酶催化活性的必需基团,一般最适PH 5-6,稳定PH范围5.8-8。
霉菌α-淀粉酶很耐酸,在PH 2.0时仍有分解淀粉80%的活性。
酸性α-淀粉酶有一定的耐热性。
在医药上, 他卡淀粉酶是在各国广泛应用的消化药,但米曲霉α-淀粉酶的适宜pH 4.5-6.0 在胃中易受胃酸( pH 2.0 )破坏, 致使医疗效果大为降低,为此可以用耐酸性α-淀粉酶来制造消化剂, 以取代TAKA 淀粉酶在制备消化助剂中的应用。
剂型:淀粉酶制成的肠溶丸,能分解淀粉,在酸性环境中作用最强。
用途:助消化药
糖化酶
葡萄糖淀粉,酶又称γ-淀粉酶,简称糖化酶。
糖化酶在微生物中的分布很广, 在工业中应用的糖化酶主要是从黑曲霉、米曲霉、根霉等丝状真菌和酵母中获得, 从细菌中也分离到热稳定的糖化酶, 人
的唾液、动物的胰腺中也含有糖化酶。
糖化酶是一种含有甘露糖、葡萄糖、半乳糖和糖醛酸的糖蛋白, 分子量在60 000~1 000 000 间, 通常碳水化合物占4 %~18 %。
一般糖化酶都具有较窄的pH值适应范围, 但最适pH一般为4.0~4.5。
糖化酶在工业上有广泛的应用,如酿酒工业、食用醋生产、食品工业等,但在医学上的应用国内相关文献较少,可与其他制剂配合治疗糖尿病等疾病。
蛋白酶
酸性蛋白酶是一类最适作用pH值为2.5~5.0的天冬氨酸蛋白酶,相对分子质量为 30 000~40 000,等电点为 3.0~5.0。
酸性蛋白酶主要来源于动物的脏器 (胃蛋白酶等 )和微生物分泌物,包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶。
酸性蛋白酶活性中心含有 2 个天冬氨酸残基 ,因此大多数抑制剂可通过酯化作用而迅速使之钝化,使酸性蛋白酶失活。
蛋白酶在医学上不但是一种有效的消化剂 ,也是良好的消炎剂。
可治疗慢性支气管炎、矽肺炎 ,酸性蛋白酶能有效分解致炎性多肽-舒缓激肽 ,从而达到消炎作用。
研究表明不同癌细胞的增殖需要消耗
大量某种特定的氨基酸 , 因此利用天冬氨酸蛋白酶能阻止需要天冬氨酸的癌细胞(白血病 )的增殖 ,这样可以有效治疗癌症尤其是白血病。
中性蛋白酶是采用AS1398枯草芽孢杆菌经深层发酵培养精制而成。
主要生成物质为蛋白质到小肽和氨基酸。
对0.5%酪蛋白在PH7.2左右,最适作用温度范围50℃左右。
在37℃条件下最适作用范围
6.8-8.0。
PH在
7.0-
8.0条件下,37℃以下比较稳定,60℃以上很快失活。
PH稳定性:6.5-7.5之间稳定,低于5.0或高于
9.0很快失活。
胃蛋白酶
自猪、羊或牛的胃粘膜中提取的胃蛋白酶,为白色或淡黄色的粉末,无霉败臭,有引湿性。
溶于水,水溶性显酸性。
药用胃蛋白酶是多种蛋白水解酶的混合物,含有胃蛋白酶、组织蛋白酶、胶原酶等,为粗制的酶制剂。
能水解多数天然蛋白底物,包括角蛋白、黏蛋白、丝蛋白、精蛋白等,尤其对两个相邻芳香族氨基酸构成的肽键最为敏感。
对蛋白质水解不彻底,产物有胨、肽和氨基酸。
其消化力以含0.2%-0.4%盐酸(PH 1.6-1.8)时最强,故常与稀盐酸合用。
助消化药。
常用于因食蛋白性食物过多所致消化不良、病后恢复期消化机能减退以及慢性萎缩性胃炎、胃癌、恶性贫血所致的胃蛋白缺乏。
用法及剂量:饭前或饭时服0.3-0.6g,同时服稀盐酸0.5-2ml。
制剂:含糖胃蛋白酶。
胰蛋白酶
自牛、羊或猪胰中提取的蛋白水解酶,为白色或类白色结晶性粉
末,能溶于水,不溶于乙醇、甘油、氯仿和乙醚。
胰蛋白酶专一作用于由碱性氨基酸精氨酸及亮氨酸羧基组成的肽键。
由于血清含有非特异性胰蛋白酶抑制剂,胰蛋白酶不会消化正常组织。
它能提高组织通透性,强烈抑制实验性浮肿,抑制血栓周围的炎症反应;能迅速溶解血凝块、渗出液和坏死组织;静脉注射能延长凝血时间,但大剂量法尔促使血液凝固,甚至引起心脏障碍;能分解痰液、脓液等黏性分泌物;能促进抗生素、化疗药物向病灶的渗透;有显著解蛇毒作用。
用途蛋白分解酶。
外科用于各种炎症、溃疡、坏疽、创伤、瘘孔引起的局部脓肿、水肿、血肿,亦用于蛇毒咬伤等症。
皮肤科用于治疗癣疥及其他皮肤疾患。
内科用于脓胸、肺气肿、支气管炎、支气管喘息等症。
用法及剂量:临用前,加氯化钠注射液适量使溶解。
肌肉注射:局部注入或喷雾吸入。
糜蛋白酶
自牛或猪胰中提取的一种蛋白分解酶,为白色或类白色结晶性粉末,无气味,能溶于水,水溶液中会迅速失活。
用于一般创伤或手术后创口愈合、抗炎及防止局部肿胀、积血、扭伤血肿、乳房手术后局部肿胀、中耳炎、鼻炎等;用于白内障摘除、松懈睫状肌韧带,以减少囊膜破裂和视网膜损伤。
用法注射型,湿雾或喷雾,气溶疗法,气管滴入。
糜胰蛋白酶
从猪胰中获得的糜蛋白酶和胰蛋白酶的混合晶体,含糜蛋白酶和
胰蛋白酶的比例为3:2。
为白色海绵块状物,溶于生理盐水或蒸馏水,干燥时比较稳定,水溶液易失效,PH7-8活性最强。
它是猪胰腺分泌的一种天然肽链内切酶,具有糜蛋白酶和胰蛋白酶协同水解蛋白质肽链的作用。
它是我国独创的酶制品。
用途:治疗各种炎症、炎性水肿、血肿、术后粘连、溃疡、血栓等,对于慢性支气管炎、支气管哮喘、胃炎、宫颈炎、盆腔炎、化脓性中耳炎、角膜炎、前列腺炎、栓塞性静脉炎、脑血栓形成等均有一定疗效。
注射剂为糜胰蛋白酶再结晶滤饼经透析、沉淀过滤,丙酮脱水三次再真空干燥制得的粉针剂。
用法肌注以2ml苯甲醇注射液或生理盐水溶解后注射,疗程10-20日。
用于预防或控制复发,每周注射2-3次。
外用以生理盐水溶解后纱布浸湿外敷,或与抗生素软膏拌匀后涂纱布上外敷。