1. Trang chủ
  2. » Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Ứng dụng Protein enzyme trong y học

37 1K 4

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Bài Giảng Ứng Dụng Protein Enzyme Trong Y Học
Trường học Trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội
Chuyên ngành Công Nghệ Sinh Học
Thể loại bài giảng
Năm xuất bản 2012
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 37
Dung lượng 10,46 MB

Nội dung

Bài giảng Ứng dụng Protein enzyme trong y học

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

********&********

Tạo chữ GIF

Trang 2

II NỘI DUNG

III KẾT LUẬN

Trang 6

Khái ni m: Enzyme c đ nh là enzyme đ c gi i h n hay khu ệm: Enzyme cố định là enzyme được giới hạn hay khu ố định là enzyme được giới hạn hay khu ịnh là enzyme được giới hạn hay khu ược giới hạn hay khu ới hạn hay khu ạn hay khu

bi t v m t v t lý m t vùng không gian nh t đ nh nh ng ệm: Enzyme cố định là enzyme được giới hạn hay khu ề mặt vật lý ở một vùng không gian nhất định nhưng ặt vật lý ở một vùng không gian nhất định nhưng ật lý ở một vùng không gian nhất định nhưng ở một vùng không gian nhất định nhưng ột vùng không gian nhất định nhưng ất định nhưng ịnh là enzyme được giới hạn hay khu ư

v n gi đ c ho t tính xúc tác và có th đ c s d ng l p đi ẫn giữ được hoạt tính xúc tác và có thể được sử dụng lặp đi ữ được hoạt tính xúc tác và có thể được sử dụng lặp đi ược giới hạn hay khu ạn hay khu ể được sử dụng lặp đi ược giới hạn hay khu ử dụng lặp đi ụng lặp đi ặt vật lý ở một vùng không gian nhất định nhưng

l p l i/liên t c trong/sau m t quá trình xúc tác ặt vật lý ở một vùng không gian nhất định nhưng ạn hay khu ụng lặp đi ột vùng không gian nhất định nhưng

Các phương pháp cố định enzyme Enzyme cố định

6

Trang 7

 Cảm biến sinh học là thiết bị sử dụng các tác nhân sinh

học để phát hiện,đo đạc hoặc phân tích hoá chất

o Đầu thu sinh học: có tác dụng bắt cặp và phát hiện sự có

mặt của các tác nhân sinh học cần phân tích

o Tác nhân cố định: giúp gắn các đầu thu lên trên điện cực

o Bộ phận chuyển đổi tín hiệu: giúp chuyển các biến đổi sinh học thành các tín hiệu có thể đo đạc được

o Bộ phận xử lý, đọc tín hiệu ra: bộ phận này có tác dụng

chuyển thành các tín hiệu điện để máy tính và các thiết bị

Trang 9

A: Sử dụng glucose oxidase để đo hàm lượng

glucose trong máu

Cơ chế hoạt động

gluose trong máu thường xuyên để xác định sự dao động của nồng độ glucose có thể tăng hay giảm trong máu từ đó đưa ra cách điều trị bệnh hợp lý Sử dụng glucose biosensor để đo nồng độ đường trong máu

Biosensor

Trang 10

B Sử dụng urease để chuẩn đoán hàm lượng

ure trong máu

 Hàm lượng ure được tích tụ nhiều trong cơ thể sẽ dẫn đến ngộc độc Khi có mặt của enzyme urease thì ure bị thành amoniac và carbon dioxide, từ đó phản ứng có thể được kiểm soát bởi sự thay đổi của các ion theo thời gian Độ dẫn điện này tương ứng với nồng độ ion hình thành trong suốt quá trình phản ứng Sử dụng thiết bị cảm biến sinh học có thể đo được nồng độ ion hình thành, từ đó có thể chẩn đoán được nồng độ ure trong máu

10

Trang 11

C: Chẩn đoán bệnh sử dụng ezyme cố định kết hợp với

phương pháp ELISA

Peroxidase được cố định trên polystyren cùng với kháng thể

hoặc kháng nguyên gây bệnh giúp chuẩn đoán nhanh và chính xác

Các chế phẩm này đã được

thương mại hóa như xét

nghiệm ELISA để chuẩn đoán

virus siêu vi B, C, virus HIV

Trang 13

 Hiện nay có khoảng 60 enzyme đã được dùng

trong điều trị có trên thị trường, hoặc đang ở giai đoạn thử nghiệm lâm sàng

• Hơn 50 enzyme thuộc lớp hydrolase (các E thủy phân)

• 2 enzyme thuộc lớp oxidoreductase: urate oxidase

superoxide dismutase tự nhiên và tái tổ hợp

• Một enzyme của lớp transferase là yếu tố đông máu XIIIa:

amine -glutamyltransferaseglutamyltransferase

• 1 enzyme thuộc lớp lyase là uroporphyrinogen-glutamyltransferase1-glutamyltransferasesynthase

tái tổ hợp

Trang 14

Asparaginase 3.5.1.1 L-Asparagine H 2 O L-aspartate + NH 3 Ung thư

Collagenase 3.4.24.3 Collagen hydrolysis Loét da Glutaminase 3.5.1.2 L-Glutamine H 2 O L-glutamate + NH 3 Ung thư

Hyaluronidase a 3.2.1.35 Hyaluronate hydrolysis Đau tim Lysozyme 3.2.1.17 Bacterial cell wall hydrolysis Kháng sinh Rhodanase b 2.8.1.1 S 2 O 3 2- + CN - SO 3 2- + SCN - Ngộ độc

Cyanide Ribonuclease 3.1.26.4 RNA hydrolysis Kháng khuẩn β-Lactamase 3.5.2.6 Penicillin penicilloate Penicillin Dị ứng Streptokinase c 3.4.22.10 Plasminogen plasmin Cục máu đông

Trypsin 3.4.21.4 Protein hydrolysis Bệnh viêm Uricase d 1.7.3.3 Urate + O 2 allantoin Gout

Urokinase e 3.4.21.31 Plasminogen plasmin Cục máu đông

Bảng 1 Một số enzyme sử dụng trong điều trị bệnh 14

Trang 15

Các enzyme được dùng với tính chất bổ trợ, phối hợp với các phương pháp điều trị khác, hoặc để loại bỏ các chất độc, các chất không mong muốn khỏi máu hoặc mô, loại bỏ các vi sinh vật và chữa lành các vết thương

bệnh viêm khớp, polyarthritis, asthma

Trang 16

Urate oxidase

Superoxide dismutase

có thể phá hủy tế bào và

mô, tác dụng loại độc tố của ROS, điều trị bệnh ostheoarthritis, radiation

cystitis

16

Trang 17

 Enzyme duy nhất của lớp này được dùng trong điều trị là

yếu tố đông máu XIIIa

• Tồn tại trong máu ở dạng proenzyme

• Vào giai đoạn cuối cùng của quá trình đông máu: nó

được hoạt hóa nhờ thrombin, tạo thành dạng hoạt động

XIIIa (transglutaminase) xúc tác cho sự tạo thành liên kết

chéo của các monomer fibrin bằng cách tạo thành liên kết -(-lutamyl) lysine giữa các phân tử

Trang 18

:phần lớn các enzyme thủy phân (lớp 3) đã được

dùng trong điều trị như

phân

hủy p

roteinmôi trường acid

18

Trang 19

Trypsin (EC 3.4.21.4) là một

protease serine được tìm

thấy trong hệ tiêu hóa động

vật có xương sống

tuyến tụy là trysinogen là một

proenzyme không có hoạt

Trang 20

Cysteine protease (EC.3.4.22) là nhóm protein có trọng lượng phân tử trong khoảng 21 – 30 kDa, các loại protein có khả năng xúc tác để loại bỏ các liên kết peptide, amide, esterthiol

này được ứng dụng rộng rãi trong y học như:

• papain

• bromelain

• ficain

20

Trang 21

Papain: papain là một loại

enzyme được lấy ra từ mủ của

quả đu đủ xanh

Papain giúp tiêu hóa các thức ăn

giàu protein làm thành phần của

một số thuốc chữa biếng ăn và

ăn không tiêu ứng dụng vào việc

Trang 22

Bromelain: là một loại enzyme

được chiết xuất từ thân và quả cây

dứa

Thành phần chính của bromelain là

sunlfhydryl thủy phân protein, ngoài

ra trong dịch chiết của protein còn có

phosphatase axit, các chất ức chế

protease

Hỗ trợ các bệnh về đường tiêu hóa

Việc kết hợp sử dụng bromelain với potassium và magnesium

có thể làm giảm tai biến và nhồi máu cơ tim…

22

Trang 23

Streptokinase được sản xuất bởi

được sử dụng trong điều trị bệnh

nhồi máu cơ tim

mới sảy ra nhồi máu cơ tim, thì

Streptokinase có thể ngăn chặn

hoặc giảm đáng kể các tổn

thương cho tim

Ngoài việc sử dụng streptokinase để chữa trị bệnh nhồi máu

cơ tim cấp tính còn có thể sử dụng một số enzyme khác như

urokinase (E.C.3.4.21.73)….

Trang 24

Ứng dụng trong điều trị ung thư : Asparaginase, glutaminase,

serine dehydratase, arginase và leucine dehydrogenase.

Asparaginase (3.5.1.1)

bệnh ung thư Nó xúc tác thông qua phản ứng

L-Asparagine + H2O L-aspartate + NH3

nó trong máu, do đó kìm hãm sự tăng trưởng của các tế

bào ung thư

là vi sinh vật, tuy nhiên có lẽ enzyme tách từ người sẽ là lí

tưởng nhất

24

Trang 25

 Tương lai có thể dùng công nghệ

DNA tái tổ hợp để sản xuất

asparaginase của người

Nhược điểm: tuổi thọ ngắn

Ưu điểm: điều trị ung thư tốt

 Một số nghiên cữu đã có thể

cải thiện được tuổi thọ của

enzyme L-glutamyltransferaseasparaginase trong

hồng cầu (kéo dài tới 28 ngày)

Giả thiết về sự vận chuyển enzyme

và các tế bào hồng cầu nhờ ưu trương và nhược trương

Trang 26

Một loạt bệnh rối loạn trao đổi chất được biết là

do sự thiếu hụt enzyme hoặc mất chức năng

của các enzyme, do các gen bị đột biến.

Ví dụ:

Bệnh bạch tạng

là do sự vắng mặt của tyrosinase

Ví dụ:

Bệnh bạch tạng

là do sự vắng mặt của tyrosinase

26

Trang 27

Sự thiếu hụt phenylalaine hydroxylase gây ra bệnh

Phenylketonuria (PKU), nếu không được điều trị sẽ

dẫn đến chậm phát triển trí tuệ rất nặng ở tre em

Ví dụ: Bệnh Gaucher loại 1, cơ thể thiếu enzyme

glucocerebro osidase

một kiểu khác của enzyme, được gọi chung là

alglucerase

Trang 28

Galactose 1-phosphate Uridylyltransferase (2.7.7.10)

Glycogen storage disease type V Muscle glycogen phosphorylase (2.4.1.1)

Pentosuria (Pentose-niệu) L-xylulose reductase (1.1.1.9)

Fructosuria (Fructose-niệu) Fructokinase (2.7.1.4)

Butyrylcholinesterase deficiency Butyrylcholinesterase (3.1.1.8)

Acatalasaemia (thiếu catalase huyết)

Trang 29

Để điều trị các bệnh này thì có nhiều cách, nhưng cách được cho là hiệu quả nhất là bổ xung enzyme và cơ thể, đưa enzyme vào đúng đích nơi mà nó thực hiện chức năng trong cơ thể bình thường.

Ví dụ: đối với bệnh nhân thiếu lactase (β-glutamyltransferaseglactosidase,

enzyme phân giải lactose của sữa) không thể sử dụng sữa làm thức ăn, có thể khắc phục bằng cách: loại sữa khỏi thức ăn của bệnh nhân, hay sử dụng chế phẩm lactase của vi sinh vật để tiêu hóa lactose như

cơ thể bình thường

Trang 30

3030

Trang 31

• Hoạt hóa các tiền chất thuốc (pro-drug):

Dùng để điều trị ung thưCác tiền chất thuốc là những thuốc đã được biến đổi hóa học sao cho không có tác dụng trong suốt chặng đường

đi đến tế bào hoặc mô đích và khi đến cơ quan đích nó sẽ được hoạt hóa

Ví dụ: Methotrexate có cấu trúc tương tự như acid folic,

là chất kìm hãm cạnh tranh của dihydrofolate (cofactor quan trọng để tổng hợp dTMP, tiền chất của ADN) nên nó có tác dụng rất độc đối với các tế bào phân chia nhanh như các tế bào ung thư

kết hợp thuốc với một số chất để biến nó thành dạng

“trơ” Các enzyme tìm đến vị trí đích và hoạt hóa tiền chất thuốc

Trang 32

Amino peptidase (3.4.11) 2-(L-α-aminoacyl) methotrexate methotrexate

Một số enzyme thường được dùng để hoạt hóa pro-glutamyltransferasedrug: 32

Trang 34

- Dễ bị biến tính dưới tác dụng của nhiệt, pH

acid hay kiềm mạnh, các chất gây biến tính

mạnh

- Tác dụng phân hủy enzyme của tế bào và cơ

thể sống, phản ứng loại bỏ protein lạ của cơ thể

34

Trang 35

Protein là nền tảng tạo nên sự sống, việc ứng dụng enzyme trong y học đã đưa lại hiệu quả vô cùng to lớn trong việc điều trị cũng như chuẩn đoán bệnh

Mặc dù việc sử dụng enzyme trong y học có những nhược điểm như không bền, tuy nhiên đã và đang có rất nhiều các nghiên cứu làm tăng độ bền của enzyme như việc cải biến đầu N của phân tử enzyme, làm tăng số lượng cầu nối disulfit,

Enzyme được sử dụng trong y học với liều lượng rất nhỏ và độ tinh sạch cao Do vậy, đưa enzyme vào trong cơ thể

để chữa bệnh thiếu hụt enzyme thì bản thân các enzyme này

đã có mặt ở trong cơ thể, sẽ không phải là protein lạ và hạn chế việc thải loại enzyme

Trang 36

 Cùng với sự phát triển của khoa

học công nghệ, enzyme được sản

xuất ở quy mô công nghệ cao sẽ

giảm chi phí sản xuất và giá thành

sản phầm và được ứng dụng rộng

rãi hơn nữa

36

Ngày đăng: 11/06/2014, 10:05

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Bảng 1. Một số enzyme sử dụng trong điều trị bệnh 14 - Bài giảng Ứng dụng Protein enzyme trong y học
Bảng 1. Một số enzyme sử dụng trong điều trị bệnh 14 (Trang 14)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w