ENZYME và ứng dụng enzym

ENZYME và ứng dụng enzym Yếu tố ảnh hưởng hđ enzyme: nhiệt độ, pH, nồng độ chất nền (substrate concentration). Chất kìm hãmức chế enzyme (Enzyme inhibitors): là những chất làm giảm tốc độ phản ứng do enzyme xúc tác; có bản chất hóa học khác nhau (ví dụ: các ion, chất vô cơ hay chất hữu cơ, cơ chất hay sản phẩm của phản ứng enzyme).  Kìm hãm đặc hiệukhông đặc hiệu  Kìm hãm thuận nghịchkhông thuận nghịch  Kìm hãm thuận nghịch: inhibitor kết hợp với enzyme> ảnh hưởng đến sự kết hợp của enzyme với cơ chất ◦ Kìm hãm cạnh tranh (competitive inhibition) ◦ Kìm hãm phi cạnh tranh (noncompetitive inhibition) ◦ Kìm hãm hỗn hợp (mixed inhibition) Ứng dụng enzyme trong công nghiệp: Các chất tẩy rửa; Chất đốt sinh học; Ngành dệt, vải sợi; Ngành công nghiệp bia rượu; Y học và Công nghệ sinh học; Công nghiệp sản xuất nước hoa quả; Công nghiệp giấy.  Các enzyme biến đổi carbohydrate ◦ Alphaamylase: phân cắt bột tạo dextrin – Aspergillus niger và A. oryzae; Bacillus licheniformis và B. amyloquefaciens ◦ Glucoamylase: phân cắt bột tạo glucose – Aspergillus niger và Rhizopus sp  Các protease: ◦ Protease acid: Aspergillus sp. ◦ Protease kiềm: Aspergillus oryzae và Bacillus sp. ◦ Protease trung tính: Bacillus amyloquefaciens  Các enzyme khác: ◦ Cellulase, pectinase, lipase ◦ DNA polymerase, restriction endonuclease, ligase…. Sử dụng enzyme trong điều trị bệnh: Liệu pháp enzyme; Chẩn đoán lâm sàng; Xđ các chất chuyển hóa; Các phân tích miễn dịch liên quan đến enzyme. Yêu cầu đối với enzyme phục vụ chẩn đoán bệnh.  Có trong máu, nước giải hoặc trong một số mô có dịch.  Xác định hoạt độ dễ dàng.  Có sai khác rõ rệt về hoạt độ enzyme giữa trạng thái bình thường và bệnh lý.  Có độ bền tương đối để dáp ứng thời gian bảo quản mẫu trước khi phân tích. Yêu cầu đối với chế phẩm enzyme điều trị bệnh.  Phải được vận chuyển đến đúng vị trí đích.  Có hoạt độ cao tại vị trí đích (pH, chất ức chế, cơ chất…)  Có độ bền tương đối để đáp ứng thời gian điều trị cần thiết.  Có độ sạch cao.  Có thể sử dụng dễ dàng. Hạn chế trong việc sử dụng các enzyme điều trị  Không bền, dễ bị biến tính  Có thể bị bất hoạt bởi các chất ức chế vốn có trong hệ thống sống  Tính thấm của màng tế bào cản trở sự thâm nhập của enzyme  Tính tạo miễn dịch (immunogenicity)  Giá thành cao Ưu điểm của sd enzyme. ◦ Phản ứng phụ có hại ít hơn khi dùng thuốc tổng hợp hóa học phân tử thấp ◦ Có tính đặc hiệu cao Thách thức của sd enzyme. ◦ Độ bền ◦ Tính miễn dịch ◦ Tính nhắm đích ◦ Tính thấm Các chất ức chế enzyme trong y học.  Các chất ức chế ức chế một enzyme hay nhóm enzyme  ảnh hưởng đến con đường chuyển hóa.  Giảm nồng độ các sản phẩm của enzyme hoặc tăng nồng độ cơ chất  góp phần kiểm soát hàm lượng các chất.  Hiệu quả của chất ức chế enzyme phụ thuộc vào: ◦ Khả năng ức chế ◦ Độ đặc hiệu ◦ Con đường chuyển hóa Bản chất chất ức chế, đặc điểm chuyển hóa và dược động học

ENZYME ứng dụng enzym - Yếu tố ảnh hưởng hđ enzyme: nhiệt độ, pH, nồng độ chất (substrate concentration) *Chất kìm hãm/ức chế enzyme (Enzyme inhibitors): chất làm giảm tốc độ phản ứng enzyme xúc tác; có chất hóa học khác (ví dụ: ion, chất vô hay chất hữu cơ, chất hay sản phẩm phản ứng enzyme)  Kìm hãm đặc hiệu/khơng đặc hiệu  Kìm hãm thuận nghịch/khơng thuận nghịch  Kìm hãm thuận nghịch: inhibitor kết hợp với enzyme-> ảnh hưởng đến kết hợp enzyme với chất ◦ Kìm hãm cạnh tranh (competitive inhibition) ◦ Kìm hãm phi cạnh tranh (noncompetitive inhibition) ◦ Kìm hãm hỗn hợp (mixed inhibition) - Ứng dụng enzyme công nghiệp: Các chất tẩy rửa; Chất đốt sinh học; Ngành dệt, vải sợi; Ngành công nghiệp bia rượu; Y học Công nghệ sinh học; Công nghiệp sản xuất nước hoa quả; Công nghiệp giấy  Các enzyme biến đổi carbohydrate ◦ Alpha-amylase: phân cắt bột tạo dextrin – Aspergillus niger A oryzae; Bacillus licheniformis B amyloquefaciens ◦ Glucoamylase: phân cắt bột tạo glucose – Aspergillus niger Rhizopus sp  Các protease: ◦ Protease acid: Aspergillus sp ◦ Protease kiềm: Aspergillus oryzae Bacillus sp ◦ Protease trung tính: Bacillus amyloquefaciens  Các enzyme khác: ◦ Cellulase, pectinase, lipase ◦ DNA polymerase, restriction endonuclease, ligase… - Sử dụng enzyme điều trị bệnh: Liệu pháp enzyme; Chẩn đốn lâm sàng; Xđ chất chuyển hóa; Các phân tích miễn dịch liên quan đến enzyme Yêu cầu enzyme phục vụ chẩn đoán Yêu cầu chế phẩm enzyme điều trị bệnh bệnh  Có máu, nước giải số mơ có dịch  Xác định hoạt độ dễ dàng  Phải vận chuyển đến vị trí đích  Có hoạt độ cao vị trí đích (pH, chất  Có sai khác rõ rệt hoạt độ enzyme ức chế, chất…) trạng thái bình thường bệnh lý  Có độ bền tương đối để đáp ứng thời  Có độ bền tương đối để dáp ứng thời gian điều trị cần thiết gian bảo quản mẫu trước phân tích  Có độ cao  Có thể sử dụng dễ dàng - Hạn chế việc sử dụng enzyme điều trị  Không bền, dễ bị biến tính  Có thể bị bất hoạt chất ức chế vốn có hệ thống sống  Tính thấm màng tế bào cản trở thâm nhập enzyme  Tính tạo miễn dịch (immunogenicity)  Giá thành cao * Ưu điểm s/d enzyme * Thách thức s/d enzyme ◦ Phản ứng phụ có hại dùng thuốc ◦ Độ bền tổng hợp hóa học phân tử thấp ◦ Có tính đặc hiệu cao ◦ Tính miễn dịch ◦ Tính nhắm đích ◦ Tính thấm - Các chất ức chế enzyme y học  Các chất ức chế ức chế enzyme hay nhóm enzyme  ảnh hưởng đến đường chuyển hóa  Giảm nồng độ sản phẩm enzyme tăng nồng độ chất  góp phần kiểm sốt hàm lượng chất  Hiệu chất ức chế enzyme phụ thuộc vào: ◦ Khả ức chế ◦ Độ đặc hiệu ◦ Con đường chuyển hóa Bản chất chất ức chế, đặc điểm chuyển hóa dược động học ... - Sử dụng enzyme điều trị bệnh: Liệu pháp enzyme; Chẩn đoán lâm sàng; Xđ chất chuyển hóa; Các phân tích miễn dịch liên quan đến enzyme Yêu cầu enzyme phục vụ chẩn đoán Yêu cầu chế phẩm enzyme. .. ức chế enzyme hay nhóm enzyme  ảnh hưởng đến đường chuyển hóa  Giảm nồng độ sản phẩm enzyme tăng nồng độ chất  góp phần kiểm soát hàm lượng chất  Hiệu chất ức chế enzyme phụ thuộc vào: ◦... enzyme * Thách thức s/d enzyme ◦ Phản ứng phụ có hại dùng thuốc ◦ Độ bền tổng hợp hóa học phân tử thấp ◦ Có tính đặc hiệu cao ◦ Tính miễn dịch ◦ Tính nhắm đích ◦ Tính thấm - Các chất ức chế enzyme