《酶的應用》PPT課件

Chapter 8 The application of enzyme 酶 的 應 用 制 作 ： 鄭 穗 平 “ 綠 色 健 康 ， “ 酶 ” 力 無 限醫(yī) 藥 、 洗 滌 劑 、 紡 織 、 淀 粉 制 糖 、 發(fā) 酵 、 酒 精 、 食品 （ 包 括 果 蔬 汁 、 啤 酒 釀 造 、 谷 物 食 品 、 蛋 白 水 解 、和 功 能 食 品 以 及 食 用 油 脂 ） 、 飼 料 、 皮 革 、 造 紙 和化 工 等 工 業(yè) 領 域 酶 參 與 了 生 物 體 內 所 有 的 生 命 活 動 和 生 命 過 程n 執(zhí) 行 具 體 的 生 理 功 能 -唾 液 、 胃 液 中 的 消 化 酶 ， 凝 血酶 等n 清 除 有 害 物 質 ,起 保 衛(wèi) 作 用 -過 氧 化 物 酶 ， 朝 氧 化 物 岐化 酶 等n 協(xié) 同 激 素 等 生 理 活 性 物 質 在 體 內 發(fā) 揮 信 號 轉 換 ,傳 遞與 放 大 作 用 ,調 節(jié) 生 理 功 能 -蛋 白 激 酶 n 催 化 代 謝 反 應 ,建 立 各 種 各 樣 代 謝 體 系 與 代 謝 途 徑 -葡萄 糖 、 氨 基 酸 、 核 酸 代 謝 酶 是 生 物 學 有 力 的 研 究 工 具n 基 因 工 程 工 具 酶n 基 因 組 學n 蛋 白 組 學 酶 和 工 農 業(yè) 生 產 與 醫(yī) 學 實 踐 有 著 密 切 的 關 系n 工 業(yè) 用 酶 ： 淀 粉 糖 業(yè)n 農 業(yè) 用 酶 ： 飼 料n 醫(yī) 療 用 酶 ： 蛋 白 酶 檢 測 試 劑n 抗 病 毒 等 新 藥 物 開 發(fā) Contents of chapter 81、 酶 在 醫(yī) 藥 方 面 的 應 用2、 酶 在 食 品 方 面 的 應 用3、 酶 在 輕 工 、 化 工 方 面 的 應 用 4、 酶 在 環(huán) 境 保 護 中 的 應 用GoGoGoGo 5、 酶 在 生 物 技 術 方 面 的 應 用 Go 8.1 酶 在 醫(yī) 藥 方 面 的 應 用n 用 酶 進 行 疾 病 的 診 斷n 用 酶 進 行 疾 病 的 治 療n 用 酶 制 造 各 種 藥 物 1、 通 過 酶 活 力 變 化 進 行 疾 病 診 斷酶 疾 病 與 酶 活 力 變 化淀 粉 酶 胰 臟 疾 病 ， 腎 臟 疾 病 時 升 高 ； 肝 病 時 下 降膽 堿 酯 酶 肝 病 、 肝 硬 化 、 有 機 磷 中 毒 、 風 濕 等 ， 活 力 下 降酸 性 磷 酸 酶 前 列 腺 癌 、 肝 炎 、 紅 血 球 病 變 時 ， 活 力 升 高堿 性 磷 酸 酶 佝 僂 病 、 軟 骨 化 病 、 骨 瘤 、 甲 狀 旁 腺 機 能 亢 進 時 ， 活 力 升 高 ； 軟 骨 發(fā) 育 不 全 等 ， 活 力 下 降谷 丙 轉 氨 酶 /谷 草 轉 氨 酶 肝 病 、 心 肌 梗 塞 等 ， 活 力 升 高 -谷 氨 酰 轉 肽 酶 （ -GT） 原 發(fā) 性 和 繼 發(fā) 性 肝 癌 ， 活 力 增 高 至 200單 位 以 上 ， 阻 塞 性 黃 疸 、 肝 硬 化 、 膽 道 癌 等 ， 血 清 中酶 活 力 升 高醛 縮 酶 急 性 傳 染 性 肝 炎 、 心 肌 梗 塞 ， 血 清 中 酶 活 力 顯 著 升 高 胃 蛋 白 酶 胃 癌 ， 活 力 升 高 ； 十 二 指 腸 潰 瘍 ， 活 力 下 降磷 酸 葡 糖 變 位 酶 肝 炎 、 癌 癥 ， 活 力 升 高乳 酸 脫 氫 酶 肝 癌 、 急 性 肝 炎 、 心 肌 梗 塞 ， 活 力 顯 著 升 高 ； 肝 硬 化 ， 活 力 正 常端 粒 酶 癌 細 胞 中 含 有 端 粒 酶 ， 正 常 體 細 胞 內 沒 有 端 粒 酶 活 性山 梨 醇 脫 氫 酶 （ SDH） 急 性 肝 炎 ， 活 力 顯 著 提 高脂 肪 酶 急 性 胰 腺 炎 ， 活 力 明 顯 增 高 ， 胰 腺 癌 、 膽 管 炎 患 者 ， 活 力 升 高肌 酸 磷 酸 激 酶 （ CK） 心 肌 梗 塞 ， 活 力 顯 著 升 高 ； 肌 炎 、 肌 肉 創(chuàng) 傷 ， 活 力 升 高 羥 基 丁 酸 脫 氫 酶 心 肌 梗 塞 、 心 肌 炎 ， 活 力 增 高磷 酸 己 糖 異 構 酶 急 性 肝 炎 ， 活 力 極 度 升 高 ； 心 肌 梗 塞 、 急 性 腎 炎 ， 腦 溢 血 ， 活 力 明 顯 升 高鳥 氨 酸 氨 基 甲 酰 轉 移 酶 急 性 肝 炎 ， 活 力 急 速 增 高 ； 肝 癌 ， 活 力 明 顯 升 高乳 酸 脫 氫 酶 同 工 酶 心 肌 梗 塞 、 惡 性 貧 血 ， LDH 1增 高 ； 白 血 病 、 肌 肉 萎 縮 ， LDH2增 高 ； 白 血 病 、 淋 巴 肉 瘤 、 肺 癌 ，LDH3增 高 ； 轉 移 性 肝 癌 、 結 腸 癌 ， LDH4增 高 ； 肝 炎 、 原 發(fā) 性 肝 癌 、 脂 肪 肝 、 心 肌 梗 塞 、 外 傷 、骨 折 ， LDH5增 高葡 萄 糖 氧 化 酶 測 定 血 糖 含 量 ， 診 斷 糖 尿 病亮 氨 酸 氨 肽 酶 （ LAP） 肝 癌 、 陰 道 癌 、 阻 塞 性 黃 疸 ， 活 力 明 顯 升 高 2、 用 酶 測 定 物 質 的 量 的 變 化 進 行 疾 病 診 斷 酶 測 定 的 物 質 用 途葡 萄 糖 氧 化 酶 葡 萄 糖 測 定 血 糖 、 尿 糖 ， 診 斷 糖 尿 病葡 萄 糖 氧 化 酶 +過 氧 化 物 酶 葡 萄 糖 測 定 血 糖 、 尿 糖 ， 診 斷 糖 尿 病尿 素 酶 尿 素 測 定 血 液 、 尿 液 中 尿 素 的 量 ，診 斷 肝 臟 、 腎 臟 病 變谷 氨 酰 胺 酶 谷 氨 酰 胺 測 定 腦 脊 液 中 谷 氨 酰 胺 的 量 ，診 斷 肝 昏 迷 、 肝 硬 化膽 固 醇 氧 化 酶 膽 固 醇 測 定 膽 固 醇 含 量 ， 診 斷 高 血 脂 等 DNA聚 合 酶 基 因 通 過 基 因 擴 增 ， 基 因 測 序 ，診 斷 基 因 變 異 、 檢 測 癌 基 因 PKU苯 丙 酮 尿 癥腦 發(fā) 育 受 阻 ， 嚴 重 腦力 呆 滯 ， 智 商 0 50苯 丙 氨 酸 代 謝 途 徑 關 系 到 三 種 遺 傳 病 體 檢 表 中 有 關 酶 的 選 項 3、 酶 在 疾 病 治 療 方 面 的 應 用酶 名 來 源 用 途淀 粉 酶 胰 臟 、 麥 芽 、 微 生 物 治 療 消 化 不 良 ， 食 欲 不 振蛋 白 酶 胰 臟 、 胃 、 植 物 、 微 生 物 治 療 消 化 不 良 ， 食 欲 不 振 ， 消 炎 ， 消 腫 ， 除 去 壞 死 組織 ， 促 進 創(chuàng) 傷 愈 合 ， 降 低 血 壓脂 肪 酶 胰 臟 、 微 生 物 治 療 消 化 不 良 ， 食 欲 不 振纖 維 素 酶 霉 菌 治 療 消 化 不 良 ， 食 欲 不 振溶 菌 酶 蛋 清 、 細 菌 治 療 各 種 細 菌 性 和 病 毒 性 疾 病尿 激 酶 人 尿 治 療 心 肌 梗 塞 ， 結 膜 下 出 血 ， 黃 斑 部 出 血鏈 激 酶 鏈 球 菌 治 療 血 栓 性 靜 脈 炎 ， 咳 痰 ， 血 腫 ， 下 出 血 ， 骨 折青 霉 素 酶 蠟 狀 芽 孢 桿 菌 治 療 青 霉 素 引 起 的 變 態(tài) 反 應 L-天 冬 酰 胺 酶 大 腸 桿 菌 治 療 白 血 病超 氧 化 物 歧 化 酶 微 生 物 ， 植 物 ， 動 物 預 防 輻 射 損 傷 ， 治 療 紅 斑 狼 瘡 ， 皮 肌 炎 ， 結 腸 炎凝 血 酶 動 物 ， 蛇 ， 細 菌 ， 酵 母 等 治 療 各 種 出 血 病膠 原 酶 細 菌 分 解 膠 原 ， 消 炎 ， 化 膿 ， 脫 痂 ， 治 療 潰 瘍右 旋 糖 酐 酶 微 生 物 預 防 齲 齒 膽 堿 酯 酶 細 菌 治 療 皮 膚 病 ， 支 氣 管 炎 ， 氣 喘溶 纖 酶 蚯 蚓 溶 血 栓彈 性 蛋 白 酶 胰 臟 治 療 動 脈 硬 化 ， 降 血 脂核 糖 核 酸 酶 胰 臟 抗 感 染 ， 祛 痰 ， 治 肝 癌尿 酸 酶 牛 腎 治 療 痛 風 溶 菌 酶 栓 溶 酶 類 與 心 血 管 疾 病 凝 血 酶 n 健 美 生 消 化 酶 幫 助 腸 胃 蠕 動【 產 品 規(guī) 格 】 90片 瓶【 食 用 方 法 】 成 人 每 日 3片 ， 隨 主 餐 服 用【 成 分 (每 片 含 )】1)消 化 蛋 白 質 ： 木 瓜 蛋 白 酶 50毫 克 、 菠 蘿 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 纖 維 ： 纖 維 素 酶 15毫 克 。另 含 ： 能 抑 制 過 多 胃 酸 的 葡 萄 糖 酸 鈣 ， 能 緩 解 反 胃薄 荷 葉 和 茴 香【 適 用 人 群 】消 化 不 良 者腸 胃 疾 病 患 者大 病 初 愈 者消 化 酶 類 SO D 美 國 醫(yī) 學 家 WF安 德 森 等 人 對 腺苷 脫 氨 酶 缺 乏 癥 （ ADA缺 乏 癥 ） 的基 因 治 療 ， 是 世 界 上 第 一 個 基 因 治療 成 功 的 范 例 。 謝 德 爾 ， 1999 4、 酶 在 藥 物 制 造 方 面 的 應 用 酶 主 要 來 源 用 途青 霉 素 酰 化 酶 微 生 物 制 造 半 合 成 青 霉 素 和 頭 孢 菌 素11-羥 化 酶 霉 菌 制 造 氫 化 可 的 松L-酪 氨 酸 轉 氨 酶 細 菌 制 造 多 巴 （ L-二 羥 苯 丙 氨 酸 ）-酪 氨 酸 酶 植 物 制 造 多 巴-甘 露 糖 苷 酶 鏈 霉 菌 制 造 高 效 鏈 霉 素核 苷 磷 酸 化 酶 微 生 物 生 產 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 產 L-氨 基 酸5-磷 酸 二 酯 酶 桔 青 霉 等 微 生 物 生 產 各 種 核 苷 酸 多 核 苷 酸 磷 酸 化 酶 微 生 物 生 產 聚 肌 胞 ， 聚 肌 苷 酸無 色 桿 菌 蛋 白 酶 細 菌 由 豬 胰 島 素 （ Ala-30） 轉 變 為 人胰 島 素 （ Thr-30）核 糖 核 酸 酶 微 生 物 生 產 核 苷 酸蛋 白 酶 動 物 、 植 物 、 微 生 物 生 產 L-氨 基 酸-葡 萄 糖 苷 酶 黑 曲 霉 等 微 生 物 生 產 人 參 皂 甙 -Rh2 青 霉 素 酰 化 酶 與 抗 生 素 改 造 C6H5CH2CONH N SO COOHCH3CH3 青霉素酰化酶H 2N N SO COOHCH3CH3 Iressa 艾 若 薩 (ZD1839)阿 斯 利 康 公 司苯 胺 喹 啉 化 合 物 （ anilinoquinazoline）強 效 EGFR（ 表 皮 生 長 因 子 受 體 ） 酪 氨 酸 激 酶 抑 制 劑 。對 癌 細 胞 的 增 殖 、 生 長 、 存 活 的 信 號 轉 導 通 路 起 阻 斷 作 用 。增 加 PPD、 Taxel、 Doxtaxel、 ADM治 療 NSCLC有 效 率 9 20不 良 反 應 ： 皮 疹 、 惡 心 、 嘔 吐 、 腹 瀉 。 增 生 X凋 亡血 管 生 成轉 移 細 胞 膜 癌 細 胞 ZD1839EGF TGFa XXX 細 胞 核 激 酶X ZD1839: 作 用 機 制 回 本 章 目 錄 淀 粉 酶 類 與 淀 粉 糖 業(yè) 淀粉液化液淀粉酶糖化酶 糖化液 噴霧干燥氫化還原結晶 異構酶 粉狀葡萄糖山梨醇結晶葡萄糖 果葡糖漿 果糖42%葡萄糖55%低聚糖分離 混合 高果糖漿果糖漿 果糖80-90% 果糖55%葡萄糖39%低聚糖 果 汁 生 產 與 果 膠 酶 乳 制 品 與 凝 乳 酶 果 菜 清 洗 揀 果 機 回 本 章 目 錄 8.3 酶 在 輕 工 、 化 工 方 面 的 應 用 n 用 酶 進 行 原 料 處 理n 用 酶 生 產 各 種 輕 工 、 化 工 產 品n 用 酶 增 強 產 品 的 使 用 效 果 。 生 物 拋 光 是 一 種 用 纖 維 素 酶 改 善 纖 維 素 纖 維制 品 表 面 的 整 理 工 藝 ,以 達 到 持 久 的 抗 起 毛 起球 并 增 加 織 物 的 光 潔 度 和 柔 軟 度 乙 酰 -DL Ala L Ala +乙 酸乙 酰 -D AlaAminoacylase 氨 基 酰 化 酶 泵儲罐 反 應 產 物 離 心 機 消旋反應器固 定 化 酶柱 子 晶 體 L-AlaL-Ala A-D-AlaA-L-Ala A-D-Ala CH2 CHCN 丙烯腈水合酶 CH2 CHCONH2HOOC CH2CHCOOHNH 2 天冬氨酸-p-脫羧酶 CH3CHCOOHNH2HOOC C C COOHHH 延胡索酸酶H2O HOOC CH2CHCOOHOH HOOC C C COOHHH 天冬氨酸酶NH3 HOOC CH2CHCOOHNH2 酶 制 劑 在 國 外 飼 料 工業(yè) 中 得 到 不 斷 應 用 ，不 僅 提 高 了 飼 料 原 料的 轉 化 率 ， 也 促 進 了對 飼 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 應 改 善 鈣 和 其 它 礦 物 元 素 的 利 用 率 。 大 大 降 低 了 動 物 糞 便 中 磷 的 排 放 量 ， 有 益 環(huán) 保 。 酶 水 解 了 毛 根 部 的 毛囊 蛋 白 而 使 毛 松 動 脫落 。 蛋 白 酶 分 解 皮 纖維 間 質 中 的 可 溶 性 蛋白 質 ， 使 皮 纖 維 進 一步 松 散 軟 化 。加 速 蛋 白 質 的 分 解染 色 溫 度 降 低皮 革 脫 毛 與 軟 化加 酶 洗 滌 劑生 絲 脫 膠 與 羊 毛 染蛋 白 酶 回 本 章 目 錄 8.4 酶 在 環(huán) 境 保 護 中 的 應 用n 環(huán) 境 監(jiān) 測n 廢 水 處 理n 過 氧 化 物 酶n 多 酚 氧 化 酶n 可 降 解 材 料 開 發(fā) n 在 脂 肪 酶 催 化 下 ， 己 二 酸 （ 或 癸 二 酸 ） 與 蔗 糖 在 己 烷 溶 液 中 進 行酯 化 反 應 ， 能 夠 生 成 聚 糖 酯 高 聚 物 ：O OHOH OH O OOH CH2OHHOCH2 HOCH2 HO HOOC(CH2)4COOH+ OC(CH 2)4COOHHOHOCH2OCH2 OOH CH2OOOHOH OH OHOOC(CH2)4CO n 回 本 章 目 錄 8.5 酶 在 生 物 技 術 方 面 的 應 用n 除 去 細 胞 壁n 大 分 子 切 割n 大 分 子 連 接 現(xiàn) 代 基 因 工 程 的 創(chuàng) 始 人 P伯 格 （ 美 國 ,1926 ） 在 1960年 以 敏 銳 的 科 學預 見 力 提 出 一 個 大 膽 的 設 想 ： 是 否 可 以 創(chuàng) 造 出 一 種 人 工 方 法 ， 把 外 界 的 遺傳 基 因 引 入 動 物 體 內 ， 以 達 到 改 變 遺 傳 性 狀 和 治 療 某 些 疾 病 的 需 要 呢 ？1972年 ， 伯 格 把 兩 種 病 毒 的 DNA用 同 一 種 限 制 性 內 切 酶 切 割 后 ， 再 用 DNA連 接 酶 把 這 兩 種 DNA分 子 連 接 起 來 ， 于 是 產 生 了 一 種 新 的 重 組 DNA分 子 ，首 次 實 現(xiàn) 兩 種 不 同 生 物 的 DNA體 外 連 接 ， 獲 得 了 第 一 批 重 組 DNA分 子 ， 這標 志 著 基 因 工 程 技 術 的 誕 生 。 伯 格 因 此 獲 得 了 1980年 諾 貝 爾 化 學 獎 。 限 制 性酶 活 性緩 沖 液甲 基 化底 物 性 狀 一 些 限 制 性 核 酸 內 切 酶 的 來 源 與 作 用 位 點酶 識 別 序 列 與 作 用 位 點 5 3 來 源Alu AG CT Arthrobacter luteusAva C PyCGPuG Anabaena vayiabilisBamH G GATCC Bacillus amyloliquefaciensBgl A GATCT Bacillu globigiiEco R G AATTC Escherichia coli Rye13Hae G GCC Hacmophilus aegyptiusHind A AGCTT Haemophilus influenzaeHpa GTT AAC Hacmophilus parainfluenzae Kpn GGTAC C Klebsiella pneumoniaePst CTGCA G Providencia stuartiiSal G TCGAC Streptomyces albusSma CCC GGG Serratia marcensXba T CTAGA Xanthomonas badriiXho C TCGAG Xanthomonas holicola 回 本 章 目 錄