 |
4. Применение ферментов. Ферменты востребованы в медицине. Энзимодиагностика. Энзимотерапия. Использование ферментов в медицинских технологиях
|
|
|
|
4. Применение ферментов
Ферменты востребованы в медицине
Использование ферментов в медицине происходит по четырем направлениям:
· энзимодиагностика,
· энзимотерапия,
· использование ферментов в медицинских технологиях и промышленности.
· применение ингибиторов ферментов
Энзимодиагностика
Энзимодиагностика – это исследование активности ферментов плазмы крови, мочи, слюны с целью диагностики тех или иных заболеваний (подробнее). В основе энзимодиагностики лежат два факта:
1. Заболевание органа приводит к понижению синтеза ферментов в клетках. Если некоторые ферменты секретируются клетками наружу, то их активность в биологической жидкости снижается. Примером является снижение активности белков гемостаза, церулоплазмина и псевдохолинэстеразы в крови при заболеваниях печени.
2. При воспалении или некрозе в ткани происходит разрушение клеток, в результате чего внутриклеточные ферменты (органоспецифичные) оказываются в плазме крови или в моче, их активность в сыворотке крови повышается.
Примером для второго случая может служить фермент лактатдегидрогеназа, определение его активности в сыворотке крови необходимо при заболеваниях сердца, печени, скелетной мускулатуры. Увеличение активности α -амилазы в плазме крови и моче наблюдается при воспалительных процессах в поджелудочной и слюнных железах.
В то же время заболевания тех или иных органов всегда сопровождаются специфичным " ферментативным профилем". Например, инфаркт миокарда сопровождается увеличением активности лактатдегидрогеназы, креатинкиназы, аспартатаминотрансферазы.
Энзимотерапия
Энзимотерапия – это использование ферментов в качестве лекарственных средств.
|
|
|
Самыми распространенными ферментативными препаратами являются многочисленные комплексы ферментов (Ацидин-пепсин, Фестал, Энзистал, Панкреатин, Мезим форте, Воб-энзим, Креон и т. п. ), отличающиеся по источнику ферментов (животная или растительная основа) и содержащие пепсин, трипсин, амилазу, лактазу и т. п., и используемые для заместительной терапии при нарушениях переваривания веществ в желудочно-кишечном тракте.
Тканевой фермент гиалуронидаза нужна организму для обратимого изменения проницаемости межклеточного вещества, в основе которого находится гиалуроновая кислота. Лекарственную форму гиалуронидазы – лидазу – вводят для размягчения рубцов, появления подвижности в суставах, рассасывания гематом. Коллагеназу применяют для ускорения отторжения некротизированных тканей, для очистки трофических язв.
Цитохром с – белок, участвующий в процессах тканевого дыхания. Его применяют при асфиксии новорожденных, при гипоксии тканей – астматические состояния, сердечная недостаточность, нарушения мозгового и периферического кровообращения и т. п.
Рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза входят в состав глазных капель для лечения вирусных конъюнктивитов, также при нанесении на рану они разжижают гной, при ингаляциях уменьшают вязкость слизи, деполимеризуя нуклеиновые кислоты в мокроте.
Стрептокиназа и урокиназа используются как активаторы фибринолиза при тромбозах. Трипсин ингалируют при бронхолегочных заболеваниях для разжижения густой и вязкой мокроты. Фицин используется в фармацевтической промышленности в качестве добавки к зубным пастам для удаления зубного налета.
Использование ферментов в медицинских технологиях
Специфичность ферментов к определенным субстратам широко нашла применение в настоящее время в лабораторной диагностике.
|
|
|
· многие лабораторные методы основаны на взаимодействии добавляемого извне фермента с определяемым соединением. В результате возникает специфичный продукт реакции, после определения содержания последнего судят о концентрации искомого вещества (глюкозооксидазный, холестеролоксидазный методы),
· иммуноферментные методы, основанные на образовании тройного комплекса фермент-антиген-антитело. Определяемое вещество не является субстратом фермента, но является антигеном. Фермент может присоединять этот антиген вблизи от активного центра. Если в среде есть антиген, то при добавлении антител и формировании тройного комплекса активность фермента изменяется. Активность фермента измеряют любым способом, при этом активность фермента зависит от количества антигена (определяемого вещества).
Использование ингибиторов ферментов
Весьма широко применяются в настоящее время ингибиторы ферментов, чтобы остановить биохимический процесс, и этим предотвратить накопление патологических продуктов процесса или способствовать сохранению необходимых веществ.
И в пищевой промышленности не обходятся без ферментов
Химозин используется при производстве твердых сортов сыра. По старой технологии химозин получали из экстрактов ткани желудка новорожденных телят. В настоящее время его получают от трансгенных овец, которые синтезируют химозин в молоке. Для процесса сыроварения белок можно не выделять, а использовать просто в составе молока.
Амилазы используются в пищевой промышленности для гидролиза крахмала при производстве спирта, вин, в пивоварении, хлебопечении, изготовлении кондитерских изделий и детского питания.
Инвертаза (сахараза) используется при производстве кондитерских изделии – расщепление густой массы сахарозы, включенной внутрь шоколадной оболочки, приводит к образованию жидкого сиропа глюкозы и фруктозы.
β -Галактозидаза – производство безлактозного молока, освобождение молочной сыворотки от лактозы, приготовление мороженого.
Целлюлазы используются для изготовления растворимого кофе, морковного джема, улучшения консистенции грибов и овощей, обработки цитрусовых.
|
|
|
Пектиназы – необходимы для осветления вин и фруктовых соков, обработка цитрусовых.
Микробные протеазы – обеспечивают сыроварение, ускорение созревания теста, производство крекеров.
Пепсин, папаин используются для осветления пива.
Фицин, трипсин, бромелайн нужны для ускорения маринования рыбы, удаления мяса с костей.
Трансглутаминаза используется в пищевой промышленности как " мясной клей" при производстве продуктов смешанного состава – молочно-растительные продукты, склеивание мяса, морепродуктов и рыбы, связывание животных белков с глютеном пшеничной клейковины. Использование трансглутаминазы уплотняет продукт и повышает его эластичность, сочность, кусаемость. Например, c ее помощью изготавливают фальшивые креветки и крабовые палочки из перемолотой и отжатой рыбной массы, сосиски и сардельки, различные колбасы.
5. Как можно обнаружить казеиноген в молоке.
a. При рН=4. 7 выпадает в осадок (изоэлектр точка)
b. Высаливается нейтральными солями (хлористый натрий, сернокислый аммоний)
c. Под действие пепсина и химозина превращается в казеин, кальциевая соль которого нерастворима в воде
6. Определение активности амилазы слюны.
Добавить к разведенной слюне крахмал и проинкубировать 10 мин при 38С, затем добавить люголь и по интенсивности окраски понять, сколько нерасщепленного крахмала содержится в пробирке. Люголь окрашивает крахмал в фиолетовый. Чем менее интенсивная окраска, тем выше активность амилазы.
Мы в работе делали 7 пробирок с разной рН и в зависимости от рН была разная активность, оптимум рН 6. 8-7
7. Как можно сравнить окислительно —восстановительный потенциал витамина В2 и метиленового синего.
По скорости изменения окраски: к мет синему и рибофлавину добавляют цинк и соляную кислоту, происходит выделение водорода и снижение ОВ-потенциала раствора
Метиленовый синий в окисленном состоянии синий, по мере восстановления становится зеленым желто-зеленым, желтым, бледно-желтым, бесцветным.
Окисленный рибофлавин желтый, по мере восстановления окраска раствора меняется: из желтой в зеленую, малиновую, розовую, обесцвечивание
|
|
|
ОВ потенциал мет синего выше, чем у рибофлавина, поэтому восстановление произойдет раньше (раствор быстрее обесцветится)
8. Как определить наличие каталазы в биологических жидкостях.
К биологической жидкости добавляют перекись и инкубируют 30 мин при комнатной температуре. Затем титруют не разрушенную каталазой перекись раствором перманганата калия в кислой среде до появления розовой окраски. По обьему перманганата определяют активность каталазы. Активность каталазы выражают в мкмоль пероксида водорода, расщепившегося под действием фермента в расчете на 1 г исследуемого материала (или на 1 мг вытяжки из него) за 1 мин
9. Как определить специфичность действия амилазы к сахару.
В одну пробирку слюну+крахмал, в другую слюну+ сахарозу, инкубировать 10мин при 38С, затем проделать с содержимым каждой пробирки реакцию Троммера (реакция основана на восстанавливающих свойствах свободных карбонильных групп сахаров. Такие группы имеются у мальтозы и не имеются у сахарозы). Реакция пройдет только в пробирке с крахмалом
|
|
|
