• Trong nơng nghiệp
Enzyme chitinase ức chế nấm, cơn trùng và chân đốt bao gồm nhiều loại sâu bệnh gây hại. Nấm chứa chitin bị ức chế bởi enzyme chitinase bao gồm
Fusarium, Gliocladium, Rhizotonia, Trichoderma, Ustilago, Erysiphe, Botrytis,
Sclerotium và Alternaria. Cơn trùng chứa chitin bị kìm hãm bởi chitinase gồm
Lepidoptera: Trichoplusia (sâu cải), Pieris rapae (ấu trùng cây cải), sâu trên râu bắp, bướm đêm, ấu trùng vỏ trịn hồng, sâu thuốc lá … Lớp Coleoptera bao gồm bọ cánh cứng khoai tây Colorado, bọ vịi voi vỏ trịn, bọ cánh cứng đậu Mexico và ấu trùng sống ở rễ bắp. Homoptera bao gồm rệp cây bơng cải, rệp cây khoai tây, rệp đỏ California. Thysanoptera bao gồm bọ trĩ ở củ hành, Orthoptera bao gồm châu chấu, Hemiptera bao gồm bọ xít ở lúa.
Người ta cĩ thể sử dụng chitinase như một tác nhân điều chỉnh sinh học an tồn và dễ phân hủy thay cho thuốc trừ sâu hĩa học [14]. Ở đây việc ức chế bằng enzyme chitinase tinh sạch được thực hiện bằng cách cho enzyme tiếp xúc với nấm hay cơn trùng. Enzyme chitinase tinh khiết cĩ thể được sử dụng như một dung dịch và cĩ nồng độ xác định (50-100ppm) và được ứng dụng trong thuốc xịt [14] hay một dịch đặc chitinase tinh khiết cùng hiện diện với chất mang gắn với nĩ (methyl cellulose, gum Arabic) được dùng như là một loại thuốc bột.
• Trong y dược
- Tổng hợp chitooligosaccharide
Hiện nay hoạt tính sinh học của các chitooligosaccharide ngày càng được nghiên cứu sâu. Trong y học, người ta sử dụng các oligomer chitohexaose và chitoheptaose làm tác nhân kháng ung thư. Enzyme chitinase của Vibrio alginolyticus phân cắt huyền phù chitin thành chitopentaose và chitotriose.
Enzyme N,N’-diacetylchitobiase được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu khởi đầu cho sinh tổng hợp các hợp chất cĩ hoạt tính sinh học. Chitinase thu nhận từ S. griseus cĩ khả năng thủy phân chitin huyền phù thành chitobiose tiếp tục được cải biến hĩa học thành một dẫn xuất disaccharide mới 2-acetamido-2-deoxy-D- allopyranose. Đây là chất trung gian để tổng hợp nên chất ức chế enzyme. Ngược lại, cĩ thể sử dụng chitinase của Bacillus để tổng hợp chitobiose nhờ sự kết nối N-acetyl-D-glucosamine với dẫn xuất đường oxazolin.
- Chẩn đốn các bệnh truyền nhiễm do vi nấm bằng enzyme chitinase
Các lồi vi nấm chính liên quan đến các bệnh cơ hội ở các bệnh nhân AIDS là Candidosis, Cryptococcosis (nấm men), Histoplasmosis,
Coccidioimycosis (nấm lưỡng hình). Những nguồn kháng nguyên của nấm (manna của Candidosis, glucuronoxylomanan trong nấm men) cĩ thể hoạt động như là một nhân tố ngăn chặn tế bào T trong sự phát triển của AIDS. Một lượng nhỏ kháng nguyên của nấm cĩ thể kích thích phản ứng miễn dịch nhưng sự thừa thải kháng nguyên cĩ thể gây ra tác động ngược lên tính miễn dịch của tế bào. Do đĩ, điều cần thiết là việc điều trị phải được tiến hành một cách nhanh chĩng và cĩ hiệu quả trước khi những tình trạng trên cĩ điều kiện lan rộng.
Nhiều phương pháp chẩn đốn bệnh nấm được đề xuất như ELISA, sự ngưng kết kháng thể, mẫu dị phân tử … để phát hiện đặc hiệu các nấm gây bệnh trong các dịch cơ thể nhưng giá thành quá cao. Những bất lợi chung trong hầu hết các phương pháp hiện sử dụng là khĩ áp dụng đối với các mẫu dịch cơ thể bởi vì khĩ cố định được các mẫu này. Các phương pháp nhuộm như GMS (Grocott methenamine AgNO3 staining), calcofluor/cellufour, India Ink, lectin label, rylus BSU được dùng nhuộm cố định các tiêu bản nấm nhưng khơng cĩ tính đặc hiệu cao và cần sử dụng các thiết bị đắt tiền.
Chitin hiện diện nhiều trong vách hầu hết các nấm gây bệnh, ít nhất là một giai đoạn trong chu trình sống của nấm hay ở nấm men thì hiện diện trong những vết chồi. Do đĩ cần một phương pháp nhuộm chitin đặc biệt cho nấm, tạo cơ sở xây dựng một phương pháp chẩn đốn nhanh chĩng, hiệu quả các lồi nấm gây bệnh.
Hiện nay, các nhà khoa học đã đề xuất một phương pháp chẩn đốn mới các bệnh truyền nhiễm do nấm bằng cách sử dụng enzyme chitinase đã được phân lập tạo dịng từ Vibrio parahemolyticus (đặt tên là chitinase VP1), nĩ kết hợp chặt chẽ với chitin và cĩ thể sử dụng như một mẫu dị trong việc chẩn đốn với độ nhạy cao để nhận diện một cách đặc hiệu các vách tế bào nấm hay những vết chồi nấm men trong những lát cắt mẫu mơ bệnh.
- Chế phẩm thuốc mới: enzyme chitinase và các dược chất kháng nấm
Hiện nay, các nhà khoa học đề nghị sử dụng chitinase với các tác nhân kháng nấm cĩ thể chấp nhận khác nhằm bổ trợ cho hoạt động nội sinh của chitinase. Các tác nhân đĩ bao gồm:
- Amphotericin B và những phức chất cĩ cấu trúc tương tự nystatin và pyramycin
- 5-fluorocytosin và các dẫn xuất azol như fluconazol, ketoconazol, itraconazol, miconazol…
- Allylamine-thiocarbamate như tolnaftat, terbinafin… - Griseofulvin, acid undecylenic, bezoic…
Enzyme chitinase cĩ thể phát huy hiệu quả của các tác nhân kháng nấm ở liều lượng khơng gây tác dụng phụ cho bệnh nhân. Ngồi ra, việc kết hợp giữa enzyme chitinase và laminarinase được ghi nhận là hữu hiệu hơn trong việc tấn cơng vào vách tế bào nấm (so với chỉ dùng enzyme chitinase).
Người ta đã đề nghị phương thức điều trị bệnh nấm bao gồm chitinase và một dịch pha lỗng hay thể mang và cũng cĩ thể bao gồm các tác nhân kháng nấm khác. Liều lượng được chỉ định đủ để bổ trợ cho hoạt động của chitinase nội sinh. Những phương thuốc hữu hiệu từ 1μg/kg-100mg/kg trọng lượng cơ thể và khoảng 0,1-20mg chitinase/kg thể trọng cơ thể. Các thành phần của phương pháp điều trị cĩ thể được điều khiển bằng các hướng khác nhau tùy thuộc vào bệnh truyền nhiễm nào được điều trị, bao gồm: đi qua dưới da, trong cơ, trong tĩnh mạch, trong phổi, định khu, bằng đường miệng hay điều khiển thuốc điều trị trong âm đạo…
Các nhà khoa học đã thử nghiệm hoạt tính kháng nấm của enzyme chitinase tái tổ hợp trong cơ thể chuột và thỏ bị nhiễm các loại nấm khác nhau thuộc nhĩm Aspergillus, Candida … Hiệu quả của sự điều trị vơí tác nhân kháng nấm được ước lượng trên 3 điểm:
- Giảm tỉ lệ chết.
- Giảm số lượng tế bào nấm được nuơi cấy từ các cơ quan - Giảm mức độ lưu thơng kháng nguyên nấm