Основы биохимической инженерии Часть 1 - Бейли Дж., Оллис Д. 1989

Применение реакций, катализируемых ферментами
Другие области применения ферментативных реакций в растворах
Применение ферментов в медицине

Свободные или внеклеточные ферменты находят все более и более широкое применение в медицине. В табл. 4.7 приведен краткий перечень самых распространенных и наиболее перспективных в медицине ферментов.

В защитных жидкостях организма, например в слизи носовой полости и слезах, содержится фермент лизоцим, гидролизующий мукополисахариды клеточных стенок ряда (грамположительных) бактерий. Этот фермент применяется в качестве антибактериального средства; по-видимому, он выполняет и другие каталитические функции.

Начальные стадии ряда заболеваний, а также внутренние травмы сопровождаются понижением или повышением концентраций некоторых ферментов в таких легко поддающихся анализу жидкостях организма, как лимфа, кровь или моча. Наличие данного фермента легко установить с помощью соответствующего субстратного теста. Таким образом, определение ферментативной активности в жидкостях организма можно использовать в качестве средства диагностики. Данные об изменении концентрации тех или иных ферментов в сыворотке крови дают полезную информацию при диагностировании целого ряда заболеваний, связанных с нарушениями функций сердца, поджелудочной железы, патологическими изменениями в мышечных и костных тканях, а также с ростом злокачественных опухолей.

Фермент L-аспарагиназа катализирует гидролиз L-аспарагина:

Для некоторых типов опухолевых клеток L-аспарагин является незаменимым питательным веществом; L-аспарагиназа разрушает аспарагин и тем самым может тормозить рост таких клеток. Известно, что Е. coli продуцирует две различные аспарагиназы, из которых только одна проявляет антилимфомную активность.

Как мы уже отмечали выше, проницаемость клеточных мембран и составляющих их структурных элементов для многих веществ сравнительно низка; в случае клеток высших животных это свойство мембран обусловлено наличием очень вязкой полигиалуроновой кислоты. Эффективность некоторых лекарственных препаратов и местных анестетиков, например в стоматологии, повышается при одновременном введении гиалуронидазы, частично разрушающей этот мембранный барьер.

Некоторые одноклеточные организмы продуцируют пеницил-линазу (или ß-лактамазу) и таким образом защищают себя от летальных доз пенициллиновых антибиотиков. Организм человека не вырабатывает пенициллиназу, поэтому аллергическую реакцию на введенный больному пенициллин можно снять путем инъекции раствора пенициллиназы, которая в идеальном варианте превращает этот антибиотик в вещество, не вызывающее аллергии.

Глюкозооксидаза катализирует окисление глюкозы до глюконовой кислоты:

Поскольку образующийся при этом пероксид водорода легко обнаружить с помощью какого-либо индикатора, глюкозооксидазу можно использовать в качестве чувствительного и специфичного реагента на глюкозу, определяемую, например, в крови или моче (в частности, в случае сахарного диабета). Другие области применения биологических катализаторов в медицине мы рассмотрим в ходе изучения иммобилизованных ферментов.