酶的应用 PPT课件

谢德尔，1999
4、酶在药物制造方面的应用
酶 青霉素酰化酶 11-β-羟化酶 L-酪氨酸转氨酶 β-酪氨酸酶 α-甘露糖苷酶 核苷磷酸化酶
主要来源 微生物 霉菌 细菌 植物 链霉菌 微生物
酰基氨基酸水解酶 5’-磷酸二酯酶 多核苷酸磷酸化酶 无色杆菌蛋白酶
微生物 桔青霉等微生物 微生物 细菌
核糖核酸酶 蛋白酶 β-葡萄糖苷酶
酶 淀粉酶 胆碱酯酶 酸性磷酸酶 碱性磷酸酶 谷丙转氨酶/谷草转氨酶 γ-谷氨酰转肽酶（γGT） 醛縮酶 胃蛋白酶 磷酸葡糖变位酶 乳酸脱氢酶 端粒酶 山梨醇脱氢酶（SDH） 脂肪酶 肌酸磷酸激酶（CK） α－羟基丁酸脱氢酶 磷酸己糖异构酶 鸟氨酸氨基甲酰转移酶 乳酸脱氢酶同工酶
葡萄糖氧化酶 亮氨酸氨肽酶（LAP）
疾病与酶活力变化 胰脏疾病，肾脏疾病时升高；肝病时下降 肝病、肝硬化、有机磷中毒、风湿等，活力下降 前列腺癌、肝炎、红血球病变时，活力升高 佝偻病、软骨化病、骨瘤、甲状腺机能亢进时，活力升高；软骨发育不全等，活力下降 肝病、心肌梗塞等，活力升高 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 急性传染性肝炎、心肌梗塞，血清中酶活力显著升高 胃癌，活力升高；十二指肠溃疡，活力下降 肝炎、癌症，活力升高 肝癌、急性肝炎、心肌梗塞，活力显著升高；肝硬化，活力正常 癌细胞中含有端粒酶，正常体细胞内没有端粒酶活性 急性肝炎，活力显著提高 急性胰腺炎，活力明显增高，胰腺癌、胆管炎患者，活力升高 心肌梗塞，活力显著升高；肌炎、肌肉创伤，活力升高 心肌梗塞、心肌炎，活力增高 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 急性肝炎，活力急速增高；肝癌，活力明显升高 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 测定血糖含量，诊断糖尿病 肝癌、阴道癌、阻塞性黄疸，活力明显升高
HOCH2 O
OH
OH OH
HOCH2 O
HO
+
O
CH2OH
OH
HOOC(CH2)4COOH
HOOC(CH2)4COOCH2 O
OH
OH OH
HOCH2 O HO
O
CH2OOC(CH2)4COOH
OH
n
五、 酶在生物技术方面的应用
除去细胞壁 大分子切割 大分子连接
现代基因工程的创始人P·伯格（美国,1926－）在1960年以敏锐的科学
薄荷叶和茴香 【适用人群】 ·消化不良者 ·肠胃疾病患者 ·大病初愈者
SOD
美国医学家W·F·安德森等人对腺 苷脱氨酶缺乏症（ADA缺乏症）的 基因治疗，是世界上第一个基因治 疗成功的范例。
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 己的白血球的溶液输入她左臂的一条静脉血管中，这 种白血球都已经过改造，有缺陷的基因已经被健康的 基因所替代。在以后的10个月内她又接受了7次这样的 治疗，同时也接受酶治疗。经治疗后，免疫功能日趋 健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活。
酶制剂在国外饲料工 业中得到不断应用， 不仅提高了饲料原料 的转化率，也促进了 对饲料的消化。
植酸酶 Bio-Feed® Phytase ( Ronozyme® P ) 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。
蛋白酶
皮革脱毛与软化 加酶洗涤剂 生丝脱胶与羊毛染
测定胆固醇含量，诊断高血脂等
通过基因扩增，基因测序， 诊断基因变异、检测癌基因
3、酶在疾病治疗方面的应用
酶
名
来
源
淀粉酶 蛋白酶
胰脏、麦芽、微生物 胰脏、胃、植物、微生物
脂肪酶
胰脏、微生物
纤维素酶
霉菌
溶菌酶
蛋清、细菌
尿激酶
ຫໍສະໝຸດ Baidu人尿
链激酶
链球菌
青霉素酶
蜡状芽孢杆菌
L-天冬酰胺酶 大肠杆菌
超氧化物歧化酶 微生物，植物，动物
预见力提出一个大胆的设想：是否可以创造出一种人工方法，把外界的遗
传基因引入动物体内，以达到改变遗传性状和治疗某些疾病的需要呢？ 1972年，伯格把两种病毒的DNA用同一种限制性内切酶切割后，再用DNA 连接酶把这两种DNA分子连接起来，于是产生了一种新的重组DNA分子， 首次实现两种不同生物的DNA体外连接，获得了第一批重组DNA分子，这 标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获得了1980年诺贝尔化学奖。
2、用酶测定物质的量的变化进行疾病诊断
酶 葡萄糖氧化酶 葡萄糖氧化酶+过氧化物酶 尿素酶 谷氨酰胺酶 胆固醇氧化酶 DNA聚合酶
测定的物质 葡萄糖 葡萄糖 尿素 谷氨酰胺 胆固醇 基因
用
途
测定血糖、尿糖，诊断糖尿病 测定血糖、尿糖，诊断糖尿病
测定血液、尿液中尿素的量， 诊断肝脏、肾脏病变
测定脑脊液中谷氨酰胺的量， 诊断肝昏迷、肝硬化
结晶 结晶葡萄糖 异构酶
果葡糖浆
果糖42% 葡萄糖55%
分离
混合
低聚糖
高果糖浆
果糖浆 果糖80-90%
果糖55% 葡萄糖39% 低聚糖
果汁生产与果胶酶
乳制品与凝乳酶
果菜清洗
拣果机
三、 酶在轻工、化工方面的应用
用酶进行原料处理 用酶生产各种轻工、化工产品 用酶增强产品的使用效果
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
酶水解了毛根部的毛 囊蛋白而使毛松动脱 落。蛋白酶分解皮纤 维间质中的可溶性蛋 白质，使皮纤维进一 步松散软化。
加速蛋白质的分解
染色温度降低
四、酶在环境保护中的应用
环境监测 废水处理
过氧化物酶 多酚氧化酶
可降解材料开发
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：
Contents of chapter 7
Go 1、酶在医药方面的应用 Go 2、酶在食品方面的应用 Go 3、酶在轻工、化工方面的应用 Go 4、酶在环境保护中的应用 Go 5、酶在生物技术方面的应用
一、酶在医药方面的应用
用酶进行疾病的诊断 用酶进行疾病的治疗 用酶制造各种药物
1、通过酶活力变化进行疾病诊断
协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换,传递 与放大作用,调节生理功能-蛋白激酶
催化代谢反应,建立各种各样代谢体系与代谢途径葡萄糖、氨基酸、核酸代谢
酶是生物学有力的研究工具
基因工程工具酶 基因组学 蛋白组学
酶和工农业生产与医学实践有着密切的关系
工业用酶：淀粉糖业 农业用酶：饲料 医疗用酶：蛋白酶 检测试剂 抗病毒等新药物开发
溶菌酶
栓溶酶类与心血管疾病
凝血酶
消化酶类
健美生消化酶—帮助肠胃蠕动 【产品规格】90片／瓶 【食用方法】成人每日3片，随主餐服用 【成分(每片含)】 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
微生物 动物、植物、微生物 黑曲霉等微生物
用途 制造半合成青霉素和头孢菌素 制造氢化可的松 制造多巴（L-二羟苯丙氨酸） 制造多巴 制造高效链霉素 生产阿拉伯糖腺嘌呤核苷（阿 糖腺苷） 生产L-氨基酸 生产各种核苷酸 生产聚肌胞，聚肌苷酸 由猪胰岛素（Ala-30）转变为人 胰岛素（Thr-30） 生产核苷酸 生产L-氨基酸 生产人参皂甙-Rh2
凝血酶
动物，蛇，细菌，酵母等
胶原酶
细菌
右旋糖酐酶
微生物
胆碱酯酶
细菌
溶纤酶
蚯蚓
弹性蛋白酶
胰脏
核糖核酸酶
胰脏
尿酸酶
牛肾
用
途
治疗消化不良，食欲不振 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 治疗消化不良，食欲不振 治疗消化不良，食欲不振 治疗各种细菌性和病毒性疾病 治疗心肌梗塞，结膜下出血，黄斑部出血 治疗血栓性静脉炎，咳痰，血肿，下出血，骨折 治疗青霉素引起的变态反应 治疗白血病 预防辐射损伤，治疗红斑狼疮，皮肌炎，结肠炎 治疗各种出血病 分解胶原，消炎，化脓，脱痂，治疗溃疡 预防龋齿 治疗皮肤病，支气管炎，气喘 溶血栓 治疗动脉硬化，降血脂 抗感染，祛痰，治肝癌 治疗痛风
分
目的基因
基因载体
切
接
重组体
转 筛
“分子手术刀 ”
限制性内切酶
限制性 酶活性 缓冲液 甲基化 底物性状
“分子针线”
DNA 连接酶
一些限制性核酸内切酶的来源与作用位点
酶
AluⅠ
AvaⅠ BamHⅠ Bgl Ⅱ Eco RⅠ Hae Ⅲ Hind Ⅲ HpaⅠ KpnⅠ PstⅠ SalⅠ SmaⅠ XbaⅠ XhoⅠ
第九章 酶的应用
“绿色健康，“酶”力无限
医药、洗涤剂、纺织、淀粉制糖、发酵、酒精、 食品（包括果蔬汁、啤酒酿造、谷物食品、蛋白 水解、和功能食品以及食用油脂）、饲料、皮革、 造纸和化工等工业领域
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-唾液、胃液中的消化酶，凝血 酶等
清除有害物质,起保卫作用-过氧化物酶，超氧化物 岐化酶等
青霉素酰化酶与抗生素改造
二、 酶在食品方面的应用
1.食品保鲜方面
利用葡萄糖氧化酶除氧 利用溶菌酶杀灭微生物
2.在食品生产方面
固定化酶
3.在食品添加剂生产方面 4.改善食品品质和风味
淀粉酶类与淀粉糖业
淀粉 淀粉酶
液化液 糖化酶
糖化液
喷雾干燥 粉状葡萄糖
氢化还原 山梨醇
识别序列与作用位点5′－3′
AG↓CT
C↓PyCGPuG G↓GATCC A↓GATCT G↓AATTC G↓GCC A↓AGCTT
GTT↓AAC GGTAC↓C CTGCA↓G G↓TCGAC CCC↓GGG T↓CTAGA C↓TCGAG
来源
Arthrobacter luteus
Anabaena vayiabilis Bacillus amyloliquefaciens Bacillu globigii Escherichia coli Rye13 Hacmophilus aegyptius Haemophilus influenzae Hacmophilus parainfluenzae Klebsiella pneumoniae Providencia stuartii Streptomyces albus Serratia marcens Xanthomonas badrii Xanthomonas holicola