第十章-酶的应用课件

第十章第十章 酶的应用酶的应用“绿色健康，绿色健康，“酶酶”力无限力无限医药、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酶参与了生物体内所有的生命活动和生命过程n执行具体的生理功能执行具体的生理功能-唾液、胃液中的消化酶，凝血唾液、胃液中的消化酶，凝血酶等酶等n清除有害物质清除有害物质,起保护作用起保护作用-过氧化物酶，超氧化物歧过氧化物酶，超氧化物歧化酶等化酶等n协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换协同激素等生理活性物质在体内发挥信号转换,传递传递与放大作用与放大作用,调节生理功能调节生理功能-蛋白激酶蛋白激酶n催化代谢反应催化代谢反应,建立各种各样代谢体系与代谢途径建立各种各样代谢体系与代谢途径-葡葡萄糖、氨基酸、核酸代谢萄糖、氨基酸、核酸代谢酶是生物学有力的研究工具酶是生物学有力的研究工具n基因工程工具酶基因工程工具酶n基因组学基因组学n蛋白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酶和工农业生产与医学实践有着密切的关系n工业用酶：淀粉糖业工业用酶：淀粉糖业n农业用酶：饲料农业用酶：饲料n医疗用酶：蛋白酶医疗用酶：蛋白酶 检测试剂检测试剂n抗病毒等新药物开发抗病毒等新药物开发Contents of chapter 101、酶在医药方面的应用2、酶在食品方面的应用3、酶在轻工、化工方面的应用 4、酶在环境保护中的应用GoGoGoGo5、酶在生物技术方面的应用GoContents of chapter 101、酶在医药方面的应用2、酶在食品方面的应用3、酶在轻工、化工方面的应用 4、酶在环境保护中的应用GoGoGoGo5、酶在生物技术方面的应用Go10.1 10.1 酶在医药方面的应酶在医药方面的应用用n用酶进行用酶进行疾病的诊断疾病的诊断n用酶进行用酶进行疾病的治疗疾病的治疗n用酶制造各种用酶制造各种药物药物1、通、通过酶酶活力活力变化化进行疾病行疾病诊断断酶疾病与酶活力变化淀粉酶胰脏疾病，肾脏疾病时升高；肝病时下降胆碱酯酶肝病、肝硬化、有机磷中毒、风湿等，活力下降酸性磷酸酶前列腺癌、肝炎、红血球病变时，活力升高碱性磷酸酶佝偻病、软骨化病、骨瘤、甲状旁腺机能亢进时，活力升高；软骨发育不全等，活力下降谷丙转氨酶/谷草转氨酶肝病、心肌梗塞等，活力升高-谷氨酰转肽酶（-GT）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，血清中酶活力升高醛縮酶急性传染性肝炎、心肌梗塞，血清中酶活力显著升高胃蛋白酶胃癌，活力升高；十二指肠溃疡，活力下降磷酸葡糖变位酶肝炎、癌症，活力升高乳酸脱氢酶肝癌、急性肝炎、心肌梗塞，活力显著升高；肝硬化，活力正常端粒酶癌细胞中含有端粒酶，正常体细胞内没有端粒酶活性山梨醇脱氢酶（SDH）急性肝炎，活力显著提高脂肪酶急性胰腺炎，活力明显增高，胰腺癌、胆管炎患者，活力升高肌酸磷酸激酶（CK）心肌梗塞，活力显著升高；肌炎、肌肉创伤，活力升高羟基丁酸脱氢酶心肌梗塞、心肌炎，活力增高磷酸己糖异构酶急性肝炎，活力极度升高；心肌梗塞、急性肾炎，脑溢血，活力明显升高鸟氨酸氨基甲酰转移酶急性肝炎，活力急速增高；肝癌，活力明显升高乳酸脱氢酶同工酶心肌梗塞、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增高葡萄糖氧化酶测定血糖含量，诊断糖尿病亮氨酸氨肽酶（LAP）肝癌、阴道癌、阻塞性黄疸，活力明显升高2、用、用酶酶测定物定物质的量的的量的变化化进行疾病行疾病诊断断 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PKU苯丙酮尿症脑发育受阻，严重脑力呆滞，智商 050苯丙氨酸代谢途径关系到三种遗传病苯丙氨酸代谢途径关系到三种遗传病体检表中有关酶的选项体检表中有关酶的选项3、酶酶在疾病治在疾病治疗方面的方面的应用用酶 名来 源用 途淀粉酶胰脏、麦芽、微生物治疗消化不良，食欲不振蛋白酶胰脏、胃、植物、微生物治疗消化不良，食欲不振，消炎，消肿，除去坏死组织，促进创伤愈合，降低血压脂肪酶胰脏、微生物治疗消化不良，食欲不振纤维素酶霉菌治疗消化不良，食欲不振溶菌酶蛋清、细菌治疗各种细菌性和病毒性疾病尿激酶人尿治疗心肌梗塞，结膜下出血，黄斑部出血链激酶链球菌治疗血栓性静脉炎，咳痰，血肿，下出血，骨折青霉素酶蜡状芽孢杆菌治疗青霉素引起的变态反应L-天冬酰胺酶大肠杆菌治疗白血病超氧化物歧化酶微生物，植物，动物预防辐射损伤，治疗红斑狼疮，皮肌炎，结肠炎凝血酶动物，蛇，细菌，酵母等治疗各种出血病胶原酶细菌分解胶原，消炎，化脓，脱痂，治疗溃疡右旋糖酐酶微生物预防龋齿 胆碱酯酶细菌治疗皮肤病，支气管炎，气喘溶纤酶蚯蚓溶血栓弹性蛋白酶胰脏治疗动脉硬化，降血脂核糖核酸酶胰脏抗感染，祛痰，治肝癌尿酸酶牛肾治疗痛风溶菌酶溶菌酶栓溶酶类与心血管疾病栓溶酶类与心血管疾病凝血酶凝血酶n健美生消化酶健美生消化酶帮助肠胃蠕动帮助肠胃蠕动【产品规格】【产品规格】90片瓶片瓶【食用方法】成人每日【食用方法】成人每日3片，随主餐服用片，随主餐服用【成分【成分(每片含每片含)】1)消化蛋白质：木瓜蛋白酶消化蛋白质：木瓜蛋白酶50毫克、菠萝蛋白酶毫克、菠萝蛋白酶30毫克；毫克；2)消化脂肪：脂肪酶消化脂肪：脂肪酶30毫克；毫克；3)消化碳水化合物消化碳水化合物/淀粉：淀粉酶淀粉：淀粉酶50毫克；毫克；4)消化乳制品：乳糖酶消化乳制品：乳糖酶30毫克；毫克；5)消化纤维：纤维素酶消化纤维：纤维素酶15毫克。毫克。另含：能抑制过多胃酸的葡萄糖酸钙，能缓解反胃另含：能抑制过多胃酸的葡萄糖酸钙，能缓解反胃薄荷叶和茴香薄荷叶和茴香【适用人群】【适用人群】消化不良者消化不良者肠胃疾病患者肠胃疾病患者大病初愈者大病初愈者消化酶类消化酶类SOD美国医学家WF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 1990年年9 9月月1414日，安德森对一例患日，安德森对一例患ADAADA缺乏症的缺乏症的4 4岁岁女孩谢德尔进行基因治疗。这个女孩谢德尔进行基因治疗。这个4 4岁女孩由于遗传基因岁女孩由于遗传基因有缺陷，自身不能生产有缺陷，自身不能生产ADAADA，先天性免疫功能不全，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。在以后的基因所替代。在以后的1010个月内她又接受了个月内她又接受了7 7次这样的次这样的治疗，同时也接受酶治疗。经治疗后，免疫功能日趋治疗，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。健全，能够走出隔离帐，过上了正常人的生活。谢德尔，谢德尔，19994、酶酶在在药物制造方面的物制造方面的应用用 酶主要来源用途青霉素酰化酶微生物制造半合成青霉素和头孢菌素11-羟化酶霉菌制造氢化可的松L-酪氨酸转氨酶细菌制造多巴（L-二羟苯丙氨酸）-酪氨酸酶植物制造多巴-甘露糖苷酶链霉菌制造高效链霉素核苷磷酸化酶微生物生产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产L-氨基酸5-磷酸二酯酶桔青霉等微生物生产各种核苷酸多核苷酸磷酸化酶微生物生产聚肌胞，聚肌苷酸无色杆菌蛋白酶细菌由猪胰岛素（Ala-30）转变为人胰岛素（Thr-30）核糖核酸酶微生物生产核苷酸蛋白酶动物、植物、微生物生产L-氨基酸-葡萄糖苷酶黑曲霉等微生物生产人参皂甙-Rh2青霉素酰化酶与抗生素改造青霉素酰化酶与抗生素改造Iressa 艾若萨(ZD1839)阿斯利康公司苯胺喹啉化合物（anilinoquinazoline）强效EGFR（表皮生长因子受体）酪氨酸激酶抑制剂。对癌细胞的增殖、生长、存活的信号转导通路起阻断作用。增加PPD、Taxel、Doxtaxel、ADM治疗NSCLC有效率920不良反应：皮疹、恶心、呕吐、腹泻。增生增生X 凋亡凋亡血管生成血管生成转移转移 细胞膜细胞膜 癌细胞癌细胞ZD1839EGFTGFa a XXX细胞核细胞核激酶激酶XZD1839:作用机制淀粉酶类与淀粉糖业淀粉酶类与淀粉糖业果汁生产与果胶酶乳制品与凝乳酶果菜清洗果菜清洗拣果机拣果机10.3 10.3 酶在轻工、化工方面的应用酶在轻工、化工方面的应用 n用酶进行原料处理用酶进行原料处理n用酶生产各种轻工、化工产品用酶生产各种轻工、化工产品n用酶增强产品的使用效果。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制品表面的整理工艺,以达到持久的抗起毛起以达到持久的抗起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度球并增加织物的光洁度和柔软度 乙酰乙酰-DL Ala L Ala+乙酸乙酸乙酰乙酰-D AlaAminoacylase 氨氨 基基 酰酰 化化 酶酶泵泵储罐反应产物离心机离心机消消旋旋反反应应器器固定化酶柱子晶体 L-AlaL-Ala A-D-AlaA-L-Ala A-D-Ala酶制剂在国外饲料工酶制剂在国外饲料工业中得到不断应用，业中得到不断应用，不仅提高了饲料原料不仅提高了饲料原料的转化率，也促进了的转化率，也促进了对饲料的消化。对饲料的消化。植酸酶植酸酶Bio-Feed Phytase(Ronozyme P)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。利用率。大大降低了动物粪便中磷的排放量，有益环保。大大降低了动物粪便中磷的排放量，有益环保。酶酶水水解解了了毛毛根根部部的的毛毛囊囊蛋蛋白白而而使使毛毛松松动动脱脱落落。蛋蛋白白酶酶分分解解皮皮纤纤维维间间质质中中的的可可溶溶性性蛋蛋白白质质，使使皮皮纤纤维维进进一一步松散步松散软化软化。加速蛋白质的分解加速蛋白质的分解染色温度降低染色温度降低皮革脱毛与软化皮革脱毛与软化加酶洗涤剂加酶洗涤剂生丝脱胶与羊毛染生丝脱胶与羊毛染蛋白酶10.4 10.4 酶在环境保护中的应用酶在环境保护中的应用n环境监测环境监测n废水处理废水处理n过氧化物酶过氧化物酶n多酚氧化酶多酚氧化酶n可降解材料开发可降解材料开发n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：酯化反应，能够生成聚糖酯高聚物：10.5 10.5 酶在生物技术方面的应用酶在生物技术方面的应用n除去细胞壁除去细胞壁n大分子切割大分子切割n大分子连接大分子连接 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。目的基因目的基因目的基因目的基因基因载体基因载体基因载体基因载体重组体重组体重组体重组体分切接转筛DNA DNA DNA DNA 连接酶连接酶连接酶连接酶“分子针线分子针线”限制性内切酶限制性内切酶 “分子手术刀分子手术刀”限制性酶活性缓冲液甲基化底物性状 一些限制性核酸内切一些限制性核酸内切酶酶的来源与作用位点的来源与作用位点酶识别序列与作用位点53来 源Alu AGCTArthrobacter luteusAvaCPyCGPuGAnabaena vayiabilisBamH GGATCCBacillus amyloliquefaciensBgl AGATCTBacillu globigiiEco R GAATTCEscherichia coli Rye13Hae GGCCHacmophilus aegyptiusHind AAGCTTHaemophilus influenzaeHpa GTTAACHacmophilus parainfluenzaeKpn GGTACCKlebsiella pneumoniaePst CTGCAGProvidencia stuartiiSal GTCGACStreptomyces albusSma CCCGGGSerratia marcensXba TCTAGAXanthomonas badriiXho CTCGAGXanthomonas holicola酶在大分子切割方面的应用酶在大分子切割方面的应用l限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶是一类在特定的位点上，催化双链DNA水解的磷酸二酯酶。至今为止已发现的核酸内切酶有300多种，已成为基因工程中必不可缺的常用工具酶。限制性核酸内切酶具有高度的专一性。表现在它能够识别双链DNA中的某段碱基的排列顺序，并且只能在某个特定位点上将DNA分子切开。lDNA外切核酸酶：这是一类从脱氧核糖核酸（DNA）分子末端开始逐个除去末端核苷酸的酶。这些酶中有些可以从DNA链的5末端开始作用，有些从3末端开始作用，有些则可同时作用于5末端和3末端。l碱性磷酸酶：可以除去DNA或RNA链中的5磷酸。在基因工程中主要用在为防止质粒DNA的自我环化而除去5磷酸，或在用32 P对DNA或RNA进行5末端标记之前除去5磷酸。l核酸酶S1：该酶作用于单链DNA或RNA。在基因工程中，用于从具有单链末端的DNA分子中除去单链部分的核苷酸，而变成平整末端的双链DNA。在以mRNA为模板，合成互补DNA（cDNA）时，往往会发生“发夹状”环，用核酸酶S1就可使这些“发夹状环”除去。l自我剪切酶：是一类催化本身RNA分子进行剪切反应的核酸类酶。具有自我剪切功能的R酶RNA的前体。它可以在一定条件下催化本身RNA进行剪切反应，使RNA前体生成成熟的RNA分子和另一个RNA片断。lRNA剪切酶：催化其它RNA分子进行剪切反应的核酸类酶。p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings结束语讲师：XXXXXX XX年XX月XX日