Ứng dụng enzyme trong y dược

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM SEMINAR Môn CÔNG NGHỆ ENZYME ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ENZYME TRONG Y DƯỢC GVHD TS Đỗ Việt Hà Nhóm 4 Lớp DH18HT Sinh viên thực hiện TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2021 1 Nguyễn Thị Cẩm Phương 18139155 2 Trần Thị Thủy Tiên 18139195 3 Phùng Thị Mỹ Trinh 18139207 4 Nguyễn Hoàng Phương Trúc 18139210 5 Huỳnh Thị Thanh Tuyền 18139220 MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2 1 1 Định nghĩa.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM SEMINAR Mơn: CƠNG NGHỆ ENZYME ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ENZYME TRONG Y DƯỢC GVHD : TS Đỗ Việt Hà Nhóm : Lớp : DH18HT Sinh viên thực : Nguyễn Thị Cẩm Phương 18139155 Trần Thị Thủy Tiên 18139195 Phùng Thị Mỹ Trinh 18139207 Nguyễn Hoàng Phương Trúc 18139210 Huỳnh Thị Thanh Tuyền 18139220 TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2021 MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH ĐẶT VẤN ĐỀ .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Định nghĩa enzyme 1.2 Nguồn thu nhận enzyme 1.2.1 Thu nhận enzyme từ nguồn thực vật 1.2.1.1 Thu nhận enzyme amylase 1.2.1.2 Thu nhận enzyme bromelain từ thực vật (E.C.3.4.4.24) 1.2.1.3 Thu nhận enzyme papain (E.C.3.4.4.10) .3 1.2.2 Thu nhận enzyme từ nguồn động vật 1.2.2.1 Enzyme protease .3 1.2.2.2 Enzyme protease kiềm 1.2.3 Thu nhận enzyme từ vi sinh vật 1.3 Công nghệ enzyme 1.4 Ứng dụng lợi ích chung .4 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ ENZYME VÀ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC 2.1 Giới thiệu enzyme y dược 2.2 Ứng dụng y học 2.3 Ứng dụng sản xuất thuốc 11 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ LOẠI ENZYME ĐIỂN HÌNH ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG Y DƯỢC 14 3.1 Enzyme amylase 14 3.1.1 Phân loại .14 3.1.2 Vai trò enzyme amylase y dược 16 3.2 Enzyme protease 16 3.2.1 Khái niệm đặc tính .16 3.2.2 Lịch sử 17 3.2.3 Cấu tạo 18 3.2.4 Phân loại .19 3.2.5 Ứng dụng enzyme protease y dược 21 3.2.5.1 Cần thiết cho tiêu hóa 21 3.2.5.2 Cho phép hấp thụ acid amin 22 3.2.5.3 Tăng cường chức miễn dịch 22 3.2.5.4 Ngăn ngừa cục máu đông xơ cứng động mạch 22 3.2.5.5 Tăng tốc sửa chữa mô 23 3.2.5.6 Ngăn ngừa ung thư ruột kết 23 3.3 Bromelain 23 3.3.1 Khái niệm 24 3.3.2 Hoạt tính bromelain 24 3.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính bromelain .25 3.3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 25 3.3.3.2 Ảnh hưởng pH 25 3.3.3.3 Ảnh hưởng ion kim loại 25 3.3.4 Ứng dụng y dược .26 3.3.4.1 Ứng dụng điều trị vấn đề tiêu hóa 26 3.3.4.2 Ứng dụng chống viêm hiệu 26 3.3.4.3 Ứng dụng cải thiện chứng đau thắt ngực 26 3.3.4.4 Ứng dụng điều trị hen suyễn 26 3.3.4.5 Ứng dụng điều trị viêm xoang mãn tính .27 3.3.4.6 Ứng dụng việc ngăn ngừa ung thư 27 3.3.5 Phản ứng phụ Bromelain 27 3.4 Enzyme trypsin .28 3.4.1 Khái niệm 28 3.4.2 Tác dụng .28 3.4.3 Ứng dụng trypsin vào điều trị bệnh 29 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ XU HƯỚNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ENZYME TRONG Y DƯỢC .34 4.1 Kết luận 34 4.2 Xu hướng .34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Ứng dụng sản xuất thuốc chữa bệnh 12 Hình 3.1: Cấu tạo enzyme protease .18 Hình 3.2: Sơ đồ phân loại protease 20 ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ enzyme lĩnh vực cơng nghệ sinh học đại, ngành sản xuất chế phẩm enzyme Enzyme chất xúc tác sinh học khơng độc hại, có hoạt lực xúc tác mạnh có chất protein, enzyme phổ biến tự nhiên, cần thiết cho nhiều q trình hóa học tế bào sinh vật sống Sự hiểu biết vai trò enzyme tất thể sinh vật sống Trái Đất, tiền đề cho phát triển khoa học enzyme công nghiệp sản xuất chế phẩm enzyme Sản xuất chế phẩm enzyme phương hướng định hướng phát triển công nghiệp vi sinh Trong năm qua sản lượng enzyme tăng khối lượng, chủng loại lĩnh vực ứng dụng Các chế phẩm enzyme sử dụng ngành công nghiệp thực phẩm công nghiệp nhẹ, mỹ phẩm, công nghiệp tẩy rửa, nông nghiệp, nghiên cứu phân tích, dược phẩm bảo vệ sức khỏe Hầu tất nhà máy vi sinh xây dựng sở sản xuất chế phẩm enzyme, nhu cầu chuyên gia kỹ thuật nắm bắt công nghệ sản xuất enzyme ngày tăng Công nghiệp enzyme phát triển phụ thuộc nhiều không kiến thức chuyên sâu nghiên cứu sản xuất, mà phụ thuộc vào hiểu biết vận dụng giải vấn đề nghiên cứu công nghệ phát triển sản phẩm lĩnh vực vi sinh vật, hóa lý, hóa sinh hóa keo, di truyền đặc biệt enzyme học – khoa học, tri thức có tính móng sản xuất chế phẩm enzyme Công nghệ enzyme quan trọng đời sống người nhiều lĩnh vực khác Đặc biệt y dược enzyme có vị trí quan trọng Enzyme dùng làm thuốc chữa nhiều loại bệnh, dùng để định lượng chất phục vụ cơng việc xét nghiệm chẩn đốn bệnh,…Với lợi ích to lớn mà enzyme đem lại cho y dược nhóm chúng em xin vào ứng dụng enzyme trong lĩnh vực Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Định nghĩa enzyme Enzyme chất xúc tác sinh học, tế bào sống sản xuất ra, có tác dụng tăng tốc độ hiệu suất phản ứng hóa sinh, mà sau phản ứng giữ nguyên khả xúc tác Như vậy, enyzme có đặc trưng bản: Enzyme protein có hoạt tính xúc tác: Người ta khám phá rằng, enzyme xúc tác cho hầu hết phản ứng hóa học xảy thể sống, đảm bảo cho q trình chuyển hóa chất thể sống tiến hành với tốc độ nhịp nhàng, cân đối, theo chiều hướng xác định Như vậy, enzyme đảm bảo cho trao đổi thường xuyên thể sống môi trường bên ngoài, nghĩa đảm bảo cho tồn thể sống Enzyme có hiệu suất xúc tác lớn: Hiệu suất xúc tác enzyme gấp hàng trăm, hàng nghìn, hàng triệu lần chất xúc tác vơ hữu khác Ví dụ: phản ứng thủy phân saccarose, dùng enzyme saccarose làm chất xúc tác tốc độ phản ứng tăng nhanh gấp 2.1012 lần so với dùng acid làm chất xúc tác Điều quan trọng enzyme thực hoạt động xúc tác điều kiện nhẹ nhàng, áp suất nhiệt độ bình thường thể, pH môi trường gần pH sinh lý Hơn enzyme lại có khả lựa chọn cao kiểu phản ứng mà xúc tác với chất mà tác động Ví dụ: α - amylase có khả xúc tác việc phân cắt mối liên kết α – 1,4 – glucozit chỗ phân tử tinh bột, cịn glucoamylase lại phân cắt mối liên kết α – 1,4 α – 1,6 từ đầu không khử phân tử tinh bột Do đặc điểm trên, việc nghiên cứu ứng dụng enzyme có ý nghĩa to lớn mặt lý thuyết mặt thực tế áp dụng 1.2 Nguồn thu nhận enzyme 1.2.1 Thu nhận enzyme từ nguồn thực vật Thực vật có nguồn enzyme lồi người hiểu biết ứng dụng từ lâu Cho đến người ta thu nhận enzyme từ thực vật để ứng dụng vào ngành sản xuất khác chủ yếu nhóm amylase protease 1.2.1.1 Thu nhận enzyme amylase Amylase phân bố rộng rãi tự nhiên loại enzyme ứng dụng rộng rãi công nghiệp, y tế nhiều lĩnh vực kinh tế khác, đặc biệt ngành công nghiệp thực phẩm để làm lỏng tinh bột Amylase thu nhận từ hạt nảy mầm, nấm mốc, nấm men, vi khuẩn Trong amylase thu nhận từ malt với số lượng nhiều nhất, chủ yếu dùng sản xuất bia 1.2.1.2 Thu nhận enzyme bromelain từ thực vật (E.C.3.4.4.24) Bromelain tên gọi chung cho nhóm enzyme thực vật chứa nhóm sulfhydryl, có khả phân giải protein thu nhận từ họ Bromeliaceae, đặc biệt dứa (thân trái) Bromelain có vai trị y học nên nghiên cứu nhiều Một lợi ích ý đến chất giúp cho tiêu hóa hoạt động môi trường aicd dày mơi trường kiềm ruột non Ngồi bromelain cịn có tác dụng kháng viêm 1.2.1.3 Thu nhận enzyme papain (E.C.3.4.4.10) Được tách từ nhựa trái đu đủ xanh, papain thuộc nhóm enzyme thủy phân có nguồn gốc thực vật nghiên cứu nhiều tính chất chế hoạt động 1.2.2 Thu nhận enzyme từ nguồn động vật 1.2.2.1 Enzyme protease Hai protease acid quan trọng tuyến tiêu hóa người động vật, có nhiều ứng dụng quan tâm pepsin rennin, đặc biệt khả đông tụ sữa Hai enzyme thu nhận chủ yếu từ dày động vật (heo, dê, bò, ) 1.2.2.2 Enzyme protease kiềm Pancreatin có tụy động vật máu nóng người ta thường trích pancreatin từ tụy tạng heo Trypsin có dịch tụy người động vật Trong thể sinh vật, trypsin hoạt động môi trường kiềm ruột nên gọi protease kiềm tính Vai trị trypsin tiếp tục thủy phân protein thức ăn lại sau bị thủy phân phần dày Ở máu có trypsin hoạt động Chymotrypsin protease tiết từ tuyến tụy Đây protease kiềm tính quan trọng sau trypsin Chymotrypsin tụy tiết dạng không hoạt động chymotrypsinogen, sau chymotrypsinogen chuyển sang dạng hoạt động chymotrypsin nhờ tác dụng trypsin 1.2.3 Thu nhận enzyme từ vi sinh vật Vi sinh vật có nhiều điểm khác với thể động vật thực vật Điểm khác lớn thể vi sinh vật chúng thuộc thể đơn bào Chính nên chúng có tính chất chun biệt Ví dụ, trao đổi chất tế bào vi sinh vật môi trường xung quanh trao đổi trực tiếp Do đó, vi sinh vật thường có khả thích ứng nhanh với thay đổi môi trường sống Enzyme sản xuất từ vi sinh vật ngày nhiều Điều quan trọng vi sinh vật giới sinh vật sử dụng nguồn sản xuất enzyme theo quy mô cơng nghiệp Do vi sinh vật đóng vai trị định đến hình thái sản xuất enzyme Ví dụ: từ nghiên cứu E.coli, nhiều nhà khoa học cho thấy vòng 24 giờ, vi khuẩn E.coli chuyển hóa khối lượng chất lớn ngàn lần khối lượng thể chúng Để chuyển hóa khối lượng chất lớn vậy, chúng phải tổng hợp lượng enzyme lớn 1.3 Công nghệ enzyme Công nghệ enzyme lĩnh vực công nghệ sinh học đại sản xuất chế phẩm enzyme Công nghiệp enzyme phát triển gắn liền với nghiên cứu sản xuất, kiến thức lĩnh vực vi sinh vật, hóa sinh, hóa lý, hóa keo, di truyền đặc biệt enzyme 1.4 Ứng dụng lợi ích chung Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm enzyme loại phát triển mạnh mẽ qui mô công nghiệp, không ngừng tăng khối lượng, chủng loại lĩnh vực ứng dụng Thực tế có hàng nghìn chế phẩm enzyme bán thị trường giới, chế phẩm khai thác tinh chế có mức độ tinh khiết theo tiêu chuẩn công nghiệp ứng dụng Các chế phẩm enzyme ứng dụng lĩnh vực khác y học, hoá học, thực phẩm, mỹ phẩm, nông nghiệp lĩnh vực khác Ứng dụng enzyme công nghiệp thực phẩm: Trong sản xuất siro sản phẩm chứa đường Hiện nước Châu Âu Châu Mỹ sản xuất siro đường fructose từ bột bắp (ngô) phương pháp enzyme phát triển mạnh Ứng dụng enzyme công nghệ sản xuất bánh mì, bánh kẹo, bia, Ứng dụng enzyme pectinase sản xuất nước rượu vang, chế biến thịt, sữa, nước mắm, thủy phân protein, chất béo, cellulose, Trong phân tích y học: ứng dụng enzyme chữa bệnh, chẩn đoán bệnh Trong kỹ thuật di truyền Ngồi cịn có số ứng dụng khác như: ứng dụng enzyme sản xuất chất tẩy rửa, công nghiệp dệt, chế biến dầu, chất béo, cơng nghiệp da để chúng tiêu hóa Nhưng chúng phá vỡ chất thải khác, bao gồm độc tố Điều quan trọng chức tiêu hóa miễn dịch ngăn ngừa tải độc hại khiến bị bệnh Các nghiên cứu cho thấy enzyme phân giải protein, đặc biệt bromelain, giúp giảm mức độ nghiêm trọng triệu chứng liên quan đến bệnh viêm ruột viêm loét đại tràng đặc tính chống viêm chúng 3.2.5.2 Cho phép hấp thụ acid amin Protease cho phép hấp thụ acid amin, cần thiết cho việc xây dựng sửa chữa mô Một protein bao gồm chuỗi acid amin cụ thể protease hoạt động để phá vỡ chuỗi này, điều cho phép sử dụng acid amin cho số chức thể Chúng ta cần cân tối ưu acid amin cho thể để trì cân nội mơi chúng điều chỉnh trình trao đổi chất quan trọng cần thiết cho tăng trưởng, trì, miễn dịch sinh sản 3.2.5.3 Tăng cường chức miễn dịch Enzyme protease làm tăng hiệu lực tế bào giết người tự nhiên làm suy giảm phức hợp gây bệnh làm giảm chức miễn dịch bình thường Các nghiên cứu cho thấy papain, trypsin protease khác ngăn ngừa phá vỡ phức hợp miễn dịch gây bệnh có, tăng cường dẫn lưu bạch huyết tăng cường hệ thống miễn dịch Mặc dù phức hợp gây bệnh phần bình thường hệ thống miễn dịch, chúng xuất mức, chúng gây số tình trạng sức khỏe, bao gồm bệnh thận, bệnh thấp khớp viêm dây thần kinh 3.2.5.4 Ngăn ngừa cục máu đông xơ cứng động mạch Protease cải thiện chất lượng tế bào máu Những enzyme chịu trách nhiệm cho hình thành hịa tan cục máu đơng Chúng có tác dụng chống đơng máu, chống viêm chống tăng huyết áp 22 Bổ sung protease phát triển sử dụng để điều trị bệnh huyết khối từ năm 1970 Papain, protease tìm thấy đu đủ, giúp ngăn ngừa dày lên mạch máu, bệnh tim gọi xơ cứng động mạch Bromelain, protease tìm thấy dứa, có đặc tính chống đơng máu làm giảm nguy đông máu dẫn đến biến chứng nguy hiểm bệnh tim mạch vành, thuyên tắc phổi đột quỵ 3.2.5.5 Tăng tốc sửa chữa mô Protease sử dụng để thúc đẩy sửa chữa mô từ thời cổ đại Theo nghiên cứu khoa học công bố Advances in Treatment, thử nghiệm trypsin chymotrypsin giúp giảm viêm thúc đẩy phục hồi nhanh chấn thương mô cấp tính Sự kết hợp hai loại enzyme thường sử dụng việc bổ sung enzyme proteolytic đường uống để sửa chữa chấn thương, phẫu thuật chỉnh hình Cùng với tác dụng chống viêm chúng, enzyme protease hoạt động chất chống nhiễm trùng, chống oxy hóa, chống đơng máu chống sưng 3.2.5.6 Ngăn ngừa ung thư ruột kết Các enzyme protease có liên quan đến thối hóa xâm lấn ung thư di Nghiên cứu cho thấy protease tìm thấy số thực phẩm, đu đủ, có khả liên kết với độc tố gây ung thư ruột kết, giữ cho chúng tránh xa tế bào ruột kết khỏe mạnh Theo nghiên cứu cơng bố Tạp chí Thế giới Tiêu hóa, enzyme protease có liên quan đến thối hóa xâm lấn ung thư di Các nhà nghiên cứu protease đóng vai trị phân tử mục tiêu tiềm cho tác nhân trị liệu điều trị ung thư đại trực tràng Dùng enzyme làm thuốc ví dụ protease làm thuốc tắc nghẽn tim mạch, tiêu mủ vết thương, làm thông đường hô hấp, chống viêm, làm thuốc tăng tiêu hóa protein, thành phần loại thuốc dùng da liễu mỹ phẩm… 3.3 Bromelain 23 3.3.1 Khái niệm Bromelain protein-enzyme có nhiều dứa Bromelain nhóm protease thực vật có mã số EC 3.4.22.33 thu nhận từ họ bromeliaceae, đặc biệt từ thân trái dứa Ở phận khác bromelain có pH tối ưu khác cấu tạo có khác Bromelain enzyme thủy phân protein thành acid amin nên có lợi cho tiêu hóa, hoạt động môi trường acid dày môi trường kiềm ruột non: Nó thay cho enzyme tiêu hóa như: pepsin, trysin Bromelain có tồn dứa, nhiều Bromelain nhóm endoprotease có khả phân cắt liên kết peptid nội phân tử protein để chuyển phân tử protein thành đoạn nhỏ gọi peptide Thành phần chủ yếu bromelain có chứa nhóm sulfurhydryl thủy giải protein 3.3.2 Hoạt tính bromelain Thịt dứa có hoạt tính bromelain kể từ tháng trước chín Trong hoạt tính cao khoảng 20 ngày trước chín Khi trái chín, hoạt tính bromelain giảm xuống không hẳn Một số nghiên cứu cho thấy bromelain có hoạt tính khác chất khác Nếu chất hemoglobin khả phân giải bromelain mạnh papain gấp lần, cịn chất casein khả phân giải hai enzyme tương đương Đối với chất tổng hợp khả phân giải bromelain yếu papain Bromelain có hoạt tính khác nhau: peptidase, amidase esterase, hoạt tính esterase bromelain papain ficin Cơ chế hoạt động: Đầu tiên bromelain kết hợp với protein thủy phân sơ cho polypeptide acid amin Protein kết hợp với nhóm –SH enzyme khiến bị ester hóa nhóm imidazole khử ester để giải phóng enzyme, acid amin peptide 24 3.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính bromelain Giống loại chất sinh học khác, bromelain bị ảnh hưởng yếu tố nồng độ chất, nồng độ enzyme, nhiệt độ, pH, ion kim loại, số nhóm chức, phương pháp ly trích, phương pháp tinh 3.3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ Nhiệt độ phản ứng xúc tác chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố: thời gian tác động dài nhiệt độ có thay đổi làm ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme, nồng độ enzyme, nồng độ chất, dạng tồn enzyme Bromelain dạng tinh khiết nhạy với nhiệt: 5oC, pH = -10, bromelain có hoạt tính cao casein 24h; 55oC, pH=6 20 phút, hoạt tính giảm 50% 3.3.3.2 Ảnh hưởng pH pH yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzyme pH thích hợp bromelain khơng ổn định mà phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian phản ứng, chất nồng độ chất, độ tinh enzyme, chất dung dịch đệm, có mặt chất tăng hoạt pH tối ưu bromelain thường nằm khoảng 5-8 tùy thuộc vào chất 3.3.3.3 Ảnh hưởng ion kim loại Các ion kim loại thường gắn với phân tử protein trung tâm hoạt động, ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác enzyme Vì bromelain thuộc nhóm protease cystein, trung tâm hoạt động có nhóm –SH hoạt chất hoạt hóa cho bromelain Ví dụ: KCN, Thioglycolic Acid, Cystein, Sulfid, Sisulfid, Cianit… Bromelain bị ức chế ion hợp chất có lực mạnh nhóm –SH, tác nhân oxi hóa, halogen hóa, ankyl hóa như: Iodoacetate, bromoacetate, clo acetophenol, H2O2, methyl bromur 25 Các ion kim loại như: Fe, Cu, Ag, Sb, Zn có xúc tác làm ổn định cấu trúc phân tử bromelain 3.3.4 Ứng dụng y dược 3.3.4.1 Ứng dụng điều trị vấn đề tiêu hóa Do có khả phân giải protein Do đó, bromelain enzyme sử dụng rộng rãi để làm enzyme tiêu hóa Giúp cho thể hấp thu chất dinh dưỡng hiệu triệt để Loại enzyme đánh giá hiệu chữa trị vấn đề liên quan đến đường tiêu hóa Khắc phục hạn chế bệnh viêm ruột, viêm loét đại tràng, chứng khó tiêu, táo bón…Đặc biệt tốt trường hợp thể mệt mỏi, người ốm dậy Việc bổ sung lượng bromelain giúp cho hệ tiêu hóa hoạt động trơn tru Bệnh viêm ruột, viêm loét đại tràng, chứng khó tiêu, hay loét dày nhiễm khuẩn heliobactor pylori, ung thư ruột kết, táo bón, bệnh crohn, chứng ợ nóng, bệnh tiêu chảy 3.3.4.2 Ứng dụng chống viêm hiệu Ngoài điều trị tiêu hóa ra, loại enzyme cịn có đặc tính chống viêm, giảm đau mạnh Trở thành trợ thủ đắc lực bệnh nhân đau khớp cấp tính mãn tính Phương pháp hiệu với triệu chứng sưng mô mềm, cứng khớp Nhất khớp gối vai 3.3.4.3 Ứng dụng cải thiện chứng đau thắt ngực Enzyme bromelain có khả phân hủy fibrin, nguyên nhân gây đông máu Được sử dụng để cải thiện triệu chứng đau thắt ngực viêm tắc tĩnh mạch Hiệu điều trị bệnh tim mạch Chẳng hạn bệnh động mạch ngoại biên, đau tim, huyết áp cao…Ức chế khả kết dính tiểu cầu máu Giảm hình thành cục máu đông hay vấn đề liên quan đến tim mạch 3.3.4.4 Ứng dụng điều trị hen suyễn 26 Bromelain cịn có khả làm lỗng chất nhầy Vì có lợi bệnh nhân hen bị viêm phế quản mãn tính 3.3.4.5 Ứng dụng điều trị viêm xoang mãn tính Enzyme bromelain có hiệu việc giảm sưng đau triệu chứng viêm xoang mãn tính Ngồi cịn điều trị viêm đại tràng, bỏng, làm lành vết thương nhanh chóng… 3.3.4.6 Ứng dụng việc ngăn ngừa ung thư Trong nghiên cứu, bromelain tìm thấy có tác dụng chống ung thư tự nhiên, bao gồm thúc tiêu diệt tế bào ung thư ngăn ngừa phát triển khối u Nó chứng minh nghiên cứu động vật tạo sản xuất cytokine khác biệt, có hiệu kháng khuẩn gây ức chế di cách giảm kết tập tiểu cầu Các nghiên cứu liên kết bromelain để tăng khả bảo vệ chống lại ung thư vú phổi, gần đây, tạp chí Anticancer Drugs cơng bố kết từ thử nghiệm lâm sàng cho thấy ảnh hưởng đến u trung biểu mơ ác tính Đây loại ung thư gặp phơi nhiễm bệnh bụi phổi amiăng Theo nghiên cứu, người ta phát “Việc bổ sung bromelain tăng khả tiêu diệt tế bào ung thư đáng kể… Bromelain có tiềm phát triển tác nhân điều trị điều trị ung thư ác tính.” 3.3.5 Phản ứng phụ Bromelain Mặc dù bromelain thường coi an toàn nhiều so với loại thuốc tổng hợp, số tác dụng phụ cảnh báo Thận trọng sử dụng thuốc chống đông máu thuốc làm loãng máu aspirin hay coumadin Những thảo dược bổ sung ảnh hưởng đến máu ginkgo biloba phải sử dụng cách thận trọng Những người có tiền sử bệnh rối loạn chảy máu, loét dày, viêm tá tràng, huyết áp cao có tiền sử bệnh gan cần tham khảo ý kiến bác sĩ trước sử dụng 27 Một số nghiên cứu cho thấy, bromelain nâng cao tác dụng thuốc an thần, thuốc giãn Valium Xanax, thuốc chống co giật Dilantin, thuốc ngủ Ambien, thuốc chống trầm cảm định rượu, giúp tăng hấp thụ amoxicillin, cần tránh sử dụng thuốc kháng sinh 3.4 Enzyme trypsin 3.4.1 Khái niệm Trypsin loại enzyme tiêu hóa quan trọng, tìm thấy hệ tiêu hóa nhiều lồi động vật có xương sống, nơi enzyme trypsin thực vai trò thủy phân protein Trypsin tạo thành tuyến tụy dạng tiền enzyme nó, có tên trypsinogen Sau đó, trypsinogen hoạt hóa ruột non, trở thành dạng hoạt động, có khả phân tách chuỗi protein thành dạng nhỏ để thể hấp thụ Quá trình gọi phân giải protein trypsin q trình trypsin hóa Các protein tiêu hóa hay xử lý với trypsin gọi protein "đã trypsin hóa" Trypsin phát lần vào năm 1876 nhà khoa học Wilhelm Kuhne Men trypsin ứng dụng nhiều cơng trình khoa học, cơng nghệ sinh học lĩnh vực y học để điều trị bệnh 3.4.2 Tác dụng Tác dụng enzyme trypsin thể chủ yếu tá tràng (tức phần đầu ruột non) Trypsin đóng vai trị chất xúc tác cho trình thủy phân liên kết peptide, giúp phân giải protein thành nhiều peptide nhỏ Các peptide sau tiếp tục thủy phân thành acid amin men tiêu hóa khác, để từ chúng hấp thụ vào dịng máu thơng qua niêm mạc ruột non Như vậy, men trypsin xem mắt xích quan trọng q trình tiêu hóa thức ăn Giai đoạn tiêu hóa enzyme trypsin bước cần thiết việc phân giải hấp thụ protein, protein có phân tử lượng lớn để hấp thụ vào máu qua lớp niêm mạc ruột 28 Cơ chế hoạt động: Phân cắt liên kết amide, liên kết peptide, liên kết carbon – carbon 3.4.3 Ứng dụng trypsin vào điều trị bệnh Trypsin dùng cho bệnh nhân thiếu enzyme cần thiết cho trình tiêu hóa thức ăn Trypsin dùng phối hợp với bromelain rutin điều trị bệnh lý viêm xương khớp Một số bệnh nhân sau chấn thương thoa trypsin trực tiếp vào vết thương vết loét để loại bỏ phần mô chết, đẩy nhanh tốc độ hồi phục phát triển mơ Ngồi ra, enzyme ứng dụng làm sản phẩm thuốc xịt theo toa kết hợp, sử dụng để điều trị vết loét miệng (sản phẩm có chứa trypsin, peru balsam chiết xuất dầu thầu dầu) Trypsin dùng cho số mục đích sử dụng khác Hiện trypsin có dạng uống dạng dùng chỗ da để chữa lành vết thương (theo định điều trị bác sĩ) Liều dùng trypsin khơng giống trường hợp bệnh nhân cụ thể Tuy nhiên, liều lượng nói chung xác định dựa tuổi, tình trạng sức khỏe bệnh nhân số vấn đề khác Điều trị với men trypsin có khả dẫn đến tác dụng không mong muốn tương tác với số thành phần định Bảng tổng hợp enzyme tìm hiểu bài: Tên enzyme Nguồn gốc Ở Amylase Cơ chế Vai trò y dược người, α-Amylase giúp Amylase enzyme amylase phân cắt liên có α-Amylase có nước kết α-1,4- ứng dụng y tế (α-1,4- bọt dịch glucoside nằm việc sử glucanohydrolase) tiết hệ tiêu hóa amylase phía bên dụng Enzyme phân tử chất pháp thay (tinh bột 29 enzyme liệu tìm thấy glycogen) thực vật, cách ngẫu nhiên, (PERT) Nó nấm khơng theo một (ascomycetes trật tự α- thành basidiomycetes) Amylase không phần thủy phân hồ Sollpura vi khuẩn (Bacillus) tuyến tụy tinh bột mà (liprotamase) thủy phân hạt để giúp phân tinh bột nguyên hủy song với tốc độ saccharide chậm thành loại β-Amylase đường đơn Enzyme ngoại bào giản (exoenzyme) Tiến trình phân Amylase phối hợp với giải đầu enzyme thủy không khử phân để chữa nhánh bệnh chất β- enzyme Amylase phân cắt đường β-Amylase (β-1,4-glucan- liên kết α- maltohydrolase) 1,4glucoside gặp liên kết α-1,4 glucoside đứng kế cận liên kết α1,6glucoside ngừng tác dụng Phần polysaccharide 30 hóa thiếu tiêu cịn lại dextrin phân tử lớn có chứa nhiềuliên kết α-1,6 glucoside gọi β-dextrin Amyloglucosidase giải phóng β-D-glucose cách thuỷ phân lặp lại nhiều γ-Amylase lần liên kết α- (glucoamylase 1,4 mạch α- hay α-1,4-glucan- glucan từ đầu glucohydrolase) không khử, chúng thuỷ phân liên kết α-1,6 α-1,3 chậm (10 - 30 lần) Trung tâm hoạt động Protease Vi sinh vật (vi protease vi sinh khuẩn, nấm, vật có khác Phân hủy virus), thực vật chúng protein thành (đu đủ, dứa,…), xúc tác cho phản acid động vật ( gan, ứng thủy phân amin dày bê,…) liên kết peptide theo chế chung sau: 31 E + S → ES → ES’ + P1 → E + P2 Trong đó: E: enzyme, S: chất, ES: phức chất enzyme – chất, ES’: phức chất trung gian enzyme – chất acyl hóa, P1: sản phẩm chuỗi phản ứng ( nhóm amin tự tạo thành), P2: sản phẩm thứ hai chuỗi phản ứng ( nhóm carboxyl tự tạo thành) Đầu tiên bromelain kết hợp Bromelain Dịch dứa với protein Có khả thủy phân sơ điều trị hỗ cho polypeptide acid amin Protein kết hợp với nhóm –SH enzyme khiến 32 trợ điều trị bệnh khác bị ester hóa nhóm imidazole khử ester để giải phóng enzyme, acid amin peptide Thủy phân Trypsin Trong hệ tiêu Phân cắt liên hóa nhiều kết amide, liên kết loại động vật có peptide, liên kết xương sống carbon – carbon liên kết peptide suốt q trình tiêu hóa protein ruột non 33 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ XU HƯỚNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ENZYME TRONG Y DƯỢC 4.1 Kết luận Enzyme có vị trí quan trọng y học Đặc biệt phương pháp định lượng định tính enzyme hóa học lâm sàng phịng thí nghiệm chẩn đốn Do đó, y học xuất lĩnh vực gọi chẩn đốn enzyme, có nhiệm vụ: - Phân tích xác định nồng độ chất glucose, urea, cholesterol…với hỗ trợ enzyme - Xác định hoạt tính xúc tác enzyme mẫu sinh vật - Xác định nồng độ chất với hỗ trợ thuốc thử enzyme đánh dấu Trong thời buổi ngày phát triển, người dùng enzyme để làm thuốc trị nhiều loại bệnh điển hình như: enzyme amylase phối hợp với coenzyme A, ATP, cytocrom C, carboxylase để điều chế thuốc trị bệnh tim mạch, enzyme bromelain dùng để giảm đau nhanh sau phẫu thuật, enzyme tripsin chymotripsin dùng làm thuốc tiêu viêm Cùng phát triển kỹ thuật gen, với hỗ trợ đắc lực enzyme, người sản xuất chất mà thể sống tổng hợp lượng cực nhỏ interferon, số kháng thể, hormon, vacxin, insulin Bên cạnh cịn dùng enzyme để định lượng chất, phục vụ công việc xét nghiệm chẩn đốn bệnh, ví dụ dùng để kiểm tra glucose nước tiểu nhạy Với nhiều ứng dụng to lớn y dược nên enzyme giữ vị trí quan trọng việc điều trị chẩn đốn bệnh 4.2 Xu hướng Các enzyme chiết xuất từ nguồn vi sinh vật, động vật thực vật Trong đó, phần lớn sản xuất từ vi sinh vật sử dụng phương pháp vi sinh cách kinh tế để sản xuất enzyme quy mô lớn Với phát triển công nghệ enzyme kỹ thuật di truyền protein, việc sản xuất enzyme công nghiệp trở nên dễ dàng, với giá thành thấp hơn, đồng thời chất lượng hiệu cao 34 Sự đời kỹ thuật di truyền, công nghệ DNA tái tổ hợp bước đột phá quan trọng sản xuất enzyme Kỹ thuật di truyền liên quan đến việc thay đổi gen vi sinh vật mã hóa protein Sự biểu enzyme tăng lên đáng kể sử dụng hệ thống biểu mạnh nhiều Các enzyme tiếp cận trước nhân sản xuất từ sinh vật chủ biết đến Bằng cách này, enzyme từ hầu hết nguồn tự nhiên tiếp cận được, bao gồm enzyme từ sinh vật nguy hiểm không chấp thuận, từ mô thực vật, động vật sinh trưởng chậm hạn chế Nghiên cứu, phát tạo thêm nhiều nguồn enzyme có chất lượng cao để phục vụ cho việc điều trị chẩn đoán bệnh Hoàn thiện phương pháp thu nhận, tinh ứng dụng enzyme theo quy mô công nghiệp Tạo điều kiện để mở rộng ứng dụng công nghệ enzyme y dược 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TS Nguyễn Thị Hiền (Chủ biên), 2012, PGS TS Lê Gia Hy – PGS TS Quản Lê Hà – TS Từ Việt Phú, “Công nghệ sản xuất enzyme, protein ứng dụng”, NXB Giáo dục Việt Nam Nguyễn Đức Lượng (Chủ biên), Cao Cường, Nguyễn Ánh Tuyết, Lê Thị Thủy Tiên, Tạ Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Oanh, Nguyên Thúy Hương, Phan Thị Huyền, 2012, “Công nghệ enzyme”, NXB Đại học Quốc gia TPHCM Khoa Kỹ thuật – Công nghệ Trường Đại học Văn Hiến, 1/11/2020, “Ứng dụng enzyme đời sống” Effects of pH (Introduction to Enzymes) Amylase, Beta I.U.B.: 3.2.1.2 C.A.S.: 9000-91-3 “Sollpura”, Anthera Pharmaceuticals “Ứng dụng enzyme y học”, Duy Tan University Enzyme trypsin, Bring technology to life Enzyme trypsin: Những điều cần biết, Vinmec International Hospital 10 Enzyme bromelain, Duy Tân University 11 Enzyme protease, Trường Đại học An Giang 12 Enzyme protease: Khái niệm, cấu tạo, phân loại ứng dụng, Science VietNam 13 Tạp chí Khoa học Công nghệ,”Enzyme công nghiệp kỉ XXI”, 22/04/2021 36 ... nghệ enzyme 1.4 Ứng dụng lợi ích chung .4 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ ENZYME VÀ ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC 2.1 Giới thiệu enzyme y dược 2.2 Ứng dụng y học 2.3 Ứng dụng. .. SỐ LOẠI ENZYME ĐIỂN HÌNH ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG Y DƯỢC 14 3.1 Enzyme amylase 14 3.1.1 Phân loại .14 3.1.2 Vai trò enzyme amylase y dược 16 3.2 Enzyme protease... phản ứng thuốc chống vết đốt côn trùng 13 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ LOẠI ENZYME ĐIỂN HÌNH ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG Y DƯỢC 3.1 Enzyme Amylase Amylase loại enzyme cần thiết cho hệ tiêu hóa, thuộc nhóm enzyme thủy