Применение ферментов в медицине

Микробные ферменты используются в различных областях медицины как терапевтические средства и при проведении клинических анализов. При лечении воспалительных процессов и ожогов применяются препараты протеиназ, разрушающие некротизированные ткани и клетки, способствуя быстрому заживлению ран.

При терапии злокачественных новообразований используют бактериальную L-аспарагиназу, превращающую L-аспарагин, необходимый лейкозным клеткам, в L-аспарагиновую кислоту, в результате чего рост опухоли значительно замедляется. Тромболитическими свойствами обладают протеиназы террилитин и стрептокиназа, имеющие микробное происхождение.

В заместительной терапии, т. е. при нарушении синтеза некоторых ферментов в организме человека, применяют отдельные ферменты и комплексные ферментные препараты. Например, при нарушении функции поджелудочной железы употребляют комплексный препарат, содержащий протеиназу, амилазу и липазу. При потере способности к синтезу лактазы и глюкоамилазы также используют эти ферменты, полученные из микроорганизмов.

При нарушении процессов пищеварения в некоторых случаях используют комплекс ферментов (α-амилаза, целлюлаза, липаза и протеиназа).

Использование микробных ферментов в медицине весьма перспективно и, несомненно, будет расширяться. Трудности в применении ферментных препаратов для целей медицины состоят в необходимости очистки их от пирогенных веществ, токсинов и других примесей. Принимая во внимание белковую природу ферментов, необходимо проверять их на антигенное действие и аллергическую реакцию организма.

Использование ферментов при проведении химических анализов

Применение ферментов в качестве химических реактивов составляет особую область аналитической и препаративной биохимии.

В качестве примеров можно привести определение кокарбоксисилазы в крови при помощи протеиназы Asp. niger, расщепляющей ее с выделением тиамина. По количеству свободного тиамина рассчитывают количество фермента.

Определение галактозы производят, используя галактозооксидазу гриба Polysporus ciracinatus. Фермент окисляет галактозу, переводя ее в соответствующий лактон с одновременным образованием пероксида водорода. При добавлении пероксидазы и орто-дианизидина появляется синяя окраска колириметрируемого раствора.

Определение оротовой кислоты можно проводить с соответствующей дегидрогеназой оротовой кислоты из Clostridium оrоticum. Фермент катализирует восстановление оротовой кислоты НАДН₂ с образованием дигидрооротата и НАД.

Бактериальная гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту количественно с образованием ненасыщенного дисахарида. При этом образуются N-ацетилглюкозаминовые группы, дающие при нагревании в щелочи с пара-диметиламинобензальдегидом красную окраску (важно для колориметрирования).

Бактериальные и грибные протеиназы используются для расщепления белков, причем расщепление может быть фрагментарным. Например, субтилизин при коротком воздействии на рибонуклеазу расщепляет только одну пептидную связь этого белка. Карбоксидопептидаза дрожжей постепенно расщепляет белки, отделяя одну за другой аминокислоты с карбоксильного или аминного конца.

Определение L-аминокислот (L-лизин, L-аргинин, L-орнитин, L-тирозин и др.) можно проводить с помощью специфических декарбоксилаз аминокислот. Ферменты синтезируются некоторыми бактериями (например, Cl. welchii, Cl. septica) и эффективны при низком значении рН. Образовавшаяся при реакции углекислота может быть измерена количественно.

Определение глутамина и аспарагина проводится путем их дезаминирования специфическими дезаминадами Pseudomonas sp. Освобождающийся аммиак определяют по цветной реакции с фенолятом в присутствии нитропруссида.

Весьма перспективны такие ферменты микроорганизмов, как холестериноксидаза для определения холестерина в крови, алкогольоксидаза для обнаружения спирта и др. Ферменты используют также для изучения первичной структуры высокомолекулярных соединений: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов.