ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG Y HỌC,PHÂN TÍCH VÀ NGHIÊN CỨU Giáo viên hướng dẫn :Trần Bích Lam Nhóm thực Đoàn Thị Hoài Ghi Huỳnh Thị Trúc Hằng Lê Thị Mỹ Hiền Bùi Phương Lan Phạm Thị Linh Thái Chí Luân PhanThương Ứngdụng dụngcủa củaEnzyme Enzyme Ứng Y Học Phân Tích Điện Phân Phân Chẩn Sản cực Chữa tích tích Enzyme đoán xuất bệnh định thực không bệnh thuốc lượng phẩm tan Nghiên Cứu Hoá học Mở Rộng Tình Công Nông hình nghiệp nghiệp sử dụng Giới thiệu enzyme Là chất xúc tác cho phản ứng sinh hoá  Có chất protein  So với chất xúc tác vô cơ,enzyme có nhiều đặc tính ưu việt  Ngày ứng dụng rộng rãi đời sống kỹ thuật Ứng dụng y học  Trong chữa bệnh Enzym số chất dùng chữa bệnh cho người gia súc có đặc tính không phùhơpchung sau: * Khối lượng phân tử lớn, khó qua màng tế bào * Dễ dàng bị phân huỷ đường tiêu hoá * Dễ bị hoạt tính sinh học dohoạtđộng ức chế chất diện hệ dịch mô * Có thể biểu kháng nguyên Tuy nhiên, enzym có đặc tính riêng,được sử dụng loại thuốc chữa bệnh có hiệu Trong chẩn đoán bệnh  Ứng dụng enzym xác định nồng độ chất Nồng độ chất xác định theo hai phương pháp: - Phương pháp xác định điểm cuối (end-point methods) - phương pháp đo tốc độ phản ứng (measurement of reaction rate)  Trong chẩn đoán bệnh Xác định nồng độ chất Phương pháp xác định điểm cuối Nguyên tắc: cho enzym tác động vào chất, chất giảm sản phẩm cuối tăng lên Ta xác định số  Xác định glucose với glucose-oxydase Trong phản ứng đầu tiên, glucose bị oxy hoá glucoseoxydase (EC.1.1.3.4), tạo thành peroxide hydro theo phương trình sau: glucose – oxidase 10 UI/ml Glucose +O2 +H2O gluconate +H2O  Trong chẩn đoán bệnh Xác định nồng độ chất Phương pháp xác định điểm cuối  Xác định glucose với glucose-oxydase Trong phản ứng thứ hai peroxide hydro, tác dụng enzyme horse –radish peroxidase tạo màu theo phản ứng horse-radish peroxidase H O + chromogen 2 màu + H O  Trong chẩn đoán bệnh Xác định nồng độ chất Phương pháp xác định điểm cuối  Xác định urea Urea bị thuỷ phân urease (EC.3.5.3.1) 0.7 UI/ml Và amoniac tạo thành cho enzym glutamate dehydrogenase (EC.1.4.1.3) có hoạt tính 6.2 UI/ml tác động Urea + H2O 2NH3 + CO2 Trong chẩn đoán bệnh Xác định nồng độ chất Phương pháp động học Phương pháp xác định nồng độ chất giá trị Km  Xác định glucose D – glucose + ATP D-glucose-6-phosphate + ADP D-glucose -6-phosphate +NADP+ D-glucono-denta-lactose-6-phosphate + NADPH+ Ở phản ứng đầu, glucose phosphoryl hóa hexokinase ,sau glucose-6-phosphate bị hydrogen hóa tác động glucose-6-phosphate dehydrogenase Sự tạo thành NADPH xác định máy quang phổ Trong chẩn đoán bệnh Xác định nồng độ chất Phương pháp động học  Xác định triglyceride Trilyceride + H2O glycerol +3 acid béo Glycerol + ATP glycerol -3-phosphate + ADP ADP + phosphoenolpyruvate Pyruvate + NADH + H+ ATP + pyruvate L-lactate + NAD+ Ứng dụng phân tích Ứng dụng enzyme phân tích thực phẩm Xác định thành phần khác  Cholesterol : cholesterol steroid có ý nghĩa lớn sinh lý người động vật Các phản ứng xác định cholesterol sau Cholesterol + O2 cholesterol oxidase cholestenone + H2O2 H2O2 + methanol catalase formaldehyde + 2H2O Formaldehyde + NH4+ + acetylacetone lutidine + 3H2O  Triglyceride : xác định triglyceride esterase lipase Triglyceride + 3H2O esterase lipase glycerol + acid béo Ứng dụng phân tích Điện cực enzyme không tan Nguyên tắc cấu tạo hoạt đôăng: Thành phần cấu tạo sinh học điêăn cực enzyme, cố định bề măăt điêăn cực, đáp ứng với nồng đôă môăt chất, hoăăc sản phẩm phản ứng enzyme xúc tác Enzyme lớp gel ( enzyme không tan giữ gel) mỏng bao xung quanh cảm biến điêăn hóa hoăăc tiếp xúc với cảm biến nhờ màng thấm chọn lọc Cơ chất qua lớp gel hay màng chọn lọc, tiếp xúc với enzyme chuyển hóa thành sản phẩm Ví dụ: phản ứng oxi hóa-khử chất oxidoreductase xúc tác, điê ăn tử phản ứng vâăn chuyển từ chất phản ứng đến điêăn cực, tạo tín hiêău điêăn Tín hiêău điêăn phát hiêăn cách đo dòng điêăn (amperometric biosensor), hoă ăc đo điêăn (potentiometric biosensor) Ứng Mô ôt sốdụng ví dụ ứng dụng điê ônphân cực enzymetích để phân tích chất: Điện cực tan Điê ônenzyme cực enzymekhông dùng để xác định nồn đô ô nhiều chất khác như: glucose, mô ôt số acid hữu (acid acetic, acid pyruvic, acid lactic, acid fomic,…) amino acid, lipid, penicillin, alcohol, … số biosensor ứng dụng lâm sàng, glucose biosensor ứng dụng rô ông rãi để xác định glucose máu Ứng dụng nghiên cứu Nghiên cứu enzym ếch để điều trị ung thư Theo nhà khoa học Anh Mỹ, enzyme -amphinase, phiên enzyme ribonuclease - từ tế bào trứng loài ếch Northern Leopard -(Rana pipiens) có triển vọng lớn điều trị - ung thư, đặc biệt ung thư não Ứng dụng nghiên cứu Amphinase có khả nhận lớp đường đặcthù tế bào ung thư bám chặt vào đó, tìmcách thâm nhập vào bên tế bào để công Thuốc bào chế từ amphinase tiêm trực tiếp vào vùng có khối u không gây hại cho tế bào lành mạnh xung quanh, amphinase chỉ phát công tế bào ung thư mà Ứng dụng nghiên cứu Máy Tính Làm Từ ADN Và Enzym - thiết bị điện toán sinh học nhỏ giới" Máy tính thực 330.000 tỷ phép tính/giây, gấp 100.000 lần tốc độ PCnhanh Chạy AND,hiệu suất sử dụng lượng máy tính ADN gấp triệu lần so với PC Cấu trúc máy tính sinh học gồm ADN đóng vai trò phần mềm enzyme giữ vai trò phần cứng Phản ứng hoá học phân tử ống nghiệm cho phép nhà khoa học thực phép tính đơn giản Nhà khoa học lệnh cho thiết bị làm việc cách thay đổi thành phần phân tử ADN Thay xuất hình, kết phân tích thông qua kỹ thuật cho phép nhà khoa học nhận biết chiều dài phân tử ADN đầu Mở rộng Ứng dụng hóa học Do enzyme cócảm ứng cao nhiệt độ, pH thay đổi khác môi trường Một ứng dụng chế phẩm enzyme đáng thời gian gần dùng chất mang để gắn phức enzyme xúc tác cho phản ứng nhiều bước Mở rộng Ứng dụng công nghiệp Việc sử dụng enzyme công nghiệp đa dạng, phong phú đạt nhiều kết to lớn : công nghiệp thịt, công nghiệp chế biến cá,công nghiệp chế biến sữa, công nghiệp bánh kẹo, công nghiệp bia, công nghiệp sản xuất sữa khô bột trứng,công nghiệp hương phẩm mỹ phẩm, công nghiệp dệt, công nghiệp da,công nghiệp phim ảnh, công nghiệp y học…Với amylase, đ dùngtrong sản xuất bánh m., công nghiệp bánh kẹo, công nghiệp rượu, sản xuấtbia, sản xuất mật,glucose, sản xuất sản phẩm rau, chế biến thức ăn cho trẻ con, sản xuất mặt hàng từ quả, sản xuất nước ngọt, công nghiệpdệt, công nghiệp giấy… Mở rộng Ứng dụng công nghiệp Dùng enzyme trị kẹo cao su Các nhà khoa học đã thử nghiệm hợp chất sinh học giúp nước Anh trị thảm hoạ môi trường khiến họ phải tiêu tốn gần 190 triệu euro năm Đó nạn phun kẹo cao su xuống mặt đường Mở rộng Ứng dụng công nghiệp Dùng enzyme trị kẹo cao su Enzyme - phân tử sinh vật sống sử dụng để phá vỡ dây chuyền nguyên tử carbon Trong thể chúng ta, enzyme đóng vai trò quan trọng hệ tiêu hoá Đó muối dạng dung dịch, có khả làm tan mạnh lâu sử dụng giải pháp thay cho dung môi hữu truyền thống Hầu hết dung dịch ion có ưu lớn tự phân huỷ sinh học Mở rộng Ứng dụng công nghiệp Trong công nhẹkhi tẩy trắng nhuộm Amylase có tácdụnglàmvải mềm, Amylase dùngnghiệp để rũ hồ vảitrước có khả nhúng ướt, tẩy trắng bắt màu tôt Rũ hồ enzyme nhanh, không hại vải, độ mao dẫn tốt mà c.n đảm bảo vệ sinh, tăng suất lao động Trong sản xuất tơ tằm, người ta dùng protease để làm sợi tơ Trong công nghiệp da, enzyme protease dùng để làm mềm da,làm da, rút ngắn thời gian, tránh ô nhiễm môi trường Mở rộng Ứng dụng nông nghiệp Có thể sử dụng loại chế phẩm enzyme khác để chuyển hóacác phế liệu, đặc biệt phế liệu nông nghiệp cải tạo đất phục vụ nôngnghiệp Mở rộng Tình hình sử dụng enzyme Trong 30 năm qua, công ty công nghệ sinh học đã khai sinh ngành dược phẩm trị giá 40 tỷ USD nhờ tạo tế bào sống để sản xuất loại thuốc bán chạy giới Diversa công ty khác cược công nghệ sinh học tạo điều kỳ diệu tương tự ngành phát triển ì ạch giấy, dệt hóa dầu Chìa khóa làm nên điều kỳ diệu loại enzym – chất xúc tác protein thúc đẩy tốc độ phản ứng hóa học tế bào Trong ngành dệt, enzym giúp tẩy trắng quần áo, cải thiện chất lượng nhuộm, làm mòn bạc màu vải Mở rộng Tình hình sử dụng enzyme Mặc dù nhà khoa học đề cập đến ứng dụng enzym suốt hàng thập kỷ nhà sản xuất công nghiệp chưa có quan tâm mức Cả giới bỏ khoảng tỷ USD năm để nghiên cứu enzym Hiện enzym sử dụng chủ yếu quy trình độc lập làm bạc màu, làm mòn quần jean, cải tiến đặc tính tẩy trắng bột giặt sản xuất vitamin B2 Trong đó, ứng dụng khác enzym dần bị lãng quên nhà sản xuất không muốn bỏ hàng triệu đôla thay dây chuyền công nghệ để ứng dụng enzym đắt tiền tiết kiệm phần chi phí xử lý hóa chất phế thải Xin cám ơn Cô bạn đã theo dõi ! [...]... đạt y u cầu phân tích Ứng dụng trong phân tích Ứng dụng của enzyme trong phân tích thực phẩm Xác định cacbohydrate Glucose : được xác định bằng phương pháp enzym hexokinase Phản ứng của quá trình đó x y ra như sau: D-glucose + ATP hexokinase ADP + glucose-6-phosphate Glucose-6-phosphate + NADP+ glucose-6-phosphatedehydrogenase Dglucose-6-phosphate + NADPH + H+ Ứng dụng trong phân tích Ứng dụng của enzyme. .. dehydrogenase oxaloacetate + Phản ứng sau cùng được xem như phản ứng chỉ thị Ứng dụng trong phân tích Ứng dụng của enzyme trong phân tích thực phẩm Xác định acid hữu cơ  Aspartic acid : có nhiều trong nước táo và được xác định theo phản ứng sau L-aspartate + α-oxoglutarate L-glutamate Oxaloacetate + NADH + H+ NAD+ GOT LMDH oxaloacetate + L-malate + Ứng dụng trong phân tích Ứng dụng của enzyme trong. .. phản ứng sau Tinh bột + (n-1)H2O amyloglucosidase n D-glucose Ứng dụng trong phân tích Ứng dụng của enzyme trong phân tích thực phẩm Xác định acid hữu cơ Acetic acid : Thuộc nhóm acid bay hơi, người ta sử dụng enzym để xác định acetic acid Acetate có nhiều trong vang Acetyl-CoA + oxaloacetate + H2O citrate synthetase citrate + CoA Acetate + ATP + CoA acetyl-CoA-synthetase AcetylCoA + AMP + Pyrophosphate... tính), nhiê tă đôă ( gần nhiêăt đôă phòng) Có thể sử dụng enzyme để định lượng cơ chất, coE, các chất hoạt hóa, các chất kìm hãm enzyme Ứng dụng trong phân tích Sử dụng enzyme để phân tích, định lượng các chất: Những nguyên tắc chung khi sử dụng enzyme để phân tích: Nồng đôă enzyme phải đủ cao Nồng đôă cơ chất đủ thấp để đảm bảo phản ứng tiến hành là pản ứng bâ c ă môăt, chỉ phụ thuôăc vào nồng đôă cơ... thành trong phản ứng n y nhờ xúc tác của enzyme creatin kinase Trong chẩn đoán bệnh Thực hành miễn dịch Enzyme được sử dụng ở đ y để xác định hỗn hợp kháng nguyên-kháng thể, tạo thành trong phản ứng miễn dịch Ta có thể sử dụng m y so màu quang điện , huỳnh quang để xác định phản ứng  Trong chữa bệnh và sản xuất thuốc Hiện nay, enzym được sử dụng chủ y u chữa các bệnh như sau: Enzym như chất cho thêm... điều nàyrất quan trọng bởi protein amyloid beta giữ mộtvai trò quan trọng trong cơ thể  Trong chữa bệnh và sản xuất thuốc Nhận dạng enzym chống dị ứng nặng Nồng độ của một enzym trong máu ảnh hưởng đến tính nghiêm trọng của các phản ứng dị ứng Những người có nồng độ enzym acyl-hydrolase PAF trong máu thấp bị phản ứng dị ứng nặng hơn so với những người có nồng độ enzym n y thấp hơn Phát hiện n y có thể... formaldehyde + 2H2O Formaldehyde + NH4+ + 2 acetylacetone lutidine + 3H2O  Triglyceride : xác định triglyceride bằng esterase và lipase Triglyceride + 3H2O esterase và lipase glycerol + 3 acid béo Ứng dụng trong phân tích Điện cực enzyme không tan Nguyên tắc cấu tạo và hoạt đôăng: Thành phần cấu tạo sinh học của điêăn cực n y là enzyme, được cố định trên bề măăt của điêăn cực, đáp ứng với nồng đôă của. .. acid pyruvic, acid lactic, acid fomic,…) amino acid, các lipid, penicillin, và alcohol, … trong số các biosensor ứng dụng trong lâm sàng, glucose biosensor được ứng dụng rô ông rãi nhất để xác định glucose trong máu Ứng dụng trong nghiên cứu Nghiên cứu enzym của ếch để điều trị ung thư Theo các nhà khoa học Anh và Mỹ, một enzyme -amphinase, một phiên bản của enzyme ribonuclease - từ tế bào trứng của. .. D-fructose + NADH + H+ • Tương tự, người ta cũng xác định xylitol bằng enzym sorbitol dehydrogenase Xylitol + NAD+ sorbitol dehydrogenase xylulose + NADH + H+ Ứng dụng trong phân tích Ứng dụng của enzyme trong phân tích thực phẩm Xác định các thành phần khác  Cholesterol : cholesterol là một steroid có ý nghĩa rất lớn trong sinh lý người và động vật Các phản ứng xác định cholesterol như sau Cholesterol + O2... enzyme n y là Uch-L1 enzyme có thể chữa lành các tế bào não bị bệnh Alzheimer –căn bệnh ăn mòn trí nhớ con người Theo nhóm nghiên cứu não người bị tác động bởi bệnh n y có khuynh hướng giảm Uch-L1 Trong chữa bệnh và sản xuất thuốc Phát hiện enzyme giúp điều trị bệnh Alzheimer enzyme n y Uch-L1 Đặc biệt là enzyme nàylà không tiêu diệt các protein amyloid beta bám ở não - được cho là nguyên nhân gây