ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ Выполнила: Симонова Раиса МЕНМ-190601 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ ПЛАН: 1. Свойства, классификация и технологии получения ферментов. 2. Получение новых рекомбинантных заданными свойствами. 3. Применение ферментов Энзимопатология, энзимотерапия. ферментов с в медицине. энзимодиагностика, 4. Перспективные направления применения ферментов. 2 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ ФЕРМЕ́НТЫ (от лат. fermentum) или энзи́мы (от греч. ζύμη, ἔνζυμον «закваска»), — обычно достаточно сложные молекулы белка, РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие химические реакции в живых системах. Начало изучению структуры ферментов было положено Д. Самнером (впервые установил белковую природу ферментов). Описано около 150 ферментов в кристаллической форме В 1836 году Т.Шванн выделил из желудочного сока вещество, способное расщеплять и растворять белки, это был пепсин. 3 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ Ферменты (глобулярные белки) эффективнее химических катализаторов, и более избирательны синтезируются на рибосомах функционируют внутри клетки (ЭНДОФЕРМЕНТЫ) секретируются во внешнюю среду (ЭКЗОФЕРМЕНТЫ) *Ферменты составляют основную массу функциональных белков клетки. 4 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ Ферменты Эффективны при терапии наследственной патологии Биопрепараты с целью диагностики, лечения и профилактики различных болезней человека. Задачами биотехнологии ферментов являются: - разработка технологического процесса получения ферментных препаратов для лечения и профилактики болезней человека; - разработка диагностических тест-систем, аналитических методов, основанных на каталитической активности и стереоизбирательности ферментов. 5 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ 1 2 3 4 Свойства ферментов:ФЕРМЕНТЫ ХАРАКТЕРИЗУЮТСЯ определяется - высокая эффективность действия ферментов; последовательность аминокислот, -первичная ферменты структура не входят -вэто состав конечных продуктов реакции,методом т.е. они несеквенирования расходуются. Очень соединенных между собой пептидными связями; незначительное количество фермента катализирует расщепление большого количества субстрата; вторичная структура - регулирует конформацию полипептидной цепи в -виде высокая избирательность ферментов к субстратам. спирали посредством водородных связей между СО- и NH-группами на отдельных участках цепи; третичная структура - проявляется специфической укладкой полипептидной цепи в глобулу с образованием гидрофобного ядра молекулы фермента. Стабилизируют ее все виды химических связей. Сильные связи - пептидные и дисульфидные; слабые - водородные, гидрофобные и электростатические; определяется ренттеноструктурным анализом четвертичная структура - организуется в результате ассоциации двух и более глобулярных единиц. 6 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ Свойства ферментов: - высокая эффективность действия ферментов; - ферменты не входят в состав конечных продуктов реакции, т.е. они не расходуются. Очень незначительное количество фермента катализирует расщепление большого количества субстрата; - высокая избирательность ферментов к субстратам. 7 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ Классификация ферментов Классификация была предложена Международным союзом биохимии и молекулярной биологии (International Union of Biochemistry and Molecular Biology). 8 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ Технологии получения ферментов 1) Технология микробиологического синтеза; - пуриннуклеозидфосфорилаза, - уридинфосфорилаза, - тимидинфосфорилаза (виразол, кладрибин, флударабин); - щелочная фосфатаза (продуцент рекомбинантный штамм E.coli BL21(DE3); - химозин (выделен из эукариотического организма и внедрен в прокариоты - E.coli и т.д.) 2) Технология выделения ферментов из органов и тканей млекопитающих; - трипсина, химотрипсина, рибонуклеазы, гиалуронидазы, тималина, цитохрома С, панкреатина Рекомбинантные ферменты: 9 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ Технологии получения ферментов Основные технологические стадии производства панкреатина: 10 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ Технологии получения ферментов 3) Технология выделения ферментного комплекса из растительных клеток; 4) Иммобилизованные ферментные препараты: — дальцекс-трипсин (целлюлозе); — протеокс-Д, — ПАМ-ТЛ (применяются в качестве атравматических повязок); — стрептокиназа (с пролонгированным фибринолитическим действием); — протосубтилин из B.subtilis (применяется при гнойно-некротических процессах). 5) Синтетические ферменты: - рибонуклеаза, - -лизоцим, - ферредоксин, - цитохром С и др. матрикс (циклодекстрины и металлопроизводные стероидов). 11 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ Технологии получения ферментов 3) Технология выделения ферментного комплекса из растительных клеток; 4) Иммобилизованные ферментные препараты: — дальцекс-трипсин (целлюлозе); — протеокс-Д, — ПАМ-ТЛ (применяются в качестве атравматических повязок); — стрептокиназа (с пролонгированным фибринолитическим действием); — протосубтилин из B.subtilis (применяется при гнойно-некротических процессах). 5) Синтетические ферменты: - рибонуклеаза, - -лизоцим, - ферредоксин, - цитохром С и др. матрикс (циклодекстрины и металлопроизводные стероидов). 12 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ Медицинская энзимология (разделом инженерной энзимологии) применения в медицинской практике энзимопатология (болезни, обусловленные отсутствием либо недостаточностью ферментов) энзимодиагностика (качественный и количественный ферментов и их подтипов изоферментов) (фенилпировиноградная олигофрения) (галактоземии) (лактатдегидрогеназа) энзимотерапия (лечение наследственных, соматических и инфекционных болезней путем введения в организм отсутствующего фермента) (трипсин, химотрипсин, рибонуклеаза, пепсин, химотрипсин, панкреатин) 13