酶在动物医学中的应用

侍世梅

(甘肃畜牧工程职业技术学院，733006)

酶是由生物活细胞合成的具有催化功能的生物大分子，也称生物催化剂。随着酶学研究的迅速发展，特别是酶的应用推广，酶学和工程学相互渗透结合、发展而成的一门新的技术科学。酶工程是酶学、微生物的基本原理与化学工程有机结合而产生的边缘科学技术。简单地说，酶工程是以研究大规模生产酶制剂，应用酶、改造酶或合成新酶为目的的生物学技术，也是自然酶制剂在工业上的大规模生产和应用的技术过程。由于酶能在常温、常压、中性等温和条件下高效地催化底物发生反应，所以酶的开发和利用是当代新技术革命中的一个重要课题。

1 酶在兽医学的应用中

1.1 首先在疾病诊断中主要体现在两个方面：第一，根据体内原有酶活力的变化来诊断某些疾病；第二，利用酶来测定体内某些物质的含量，从而诊断某些疾病。

表1 酶活力变化在疾病诊断方面的应用

表2 酶含量变化在疾病诊断方面的应用

1.2 酶在疾病治疗方面也有广泛的应用，酶作为药物可以治疗多种疾病，而且具有疗效显著、副作用小的特点。

表3 酶在疾病治疗方面的应用

1.3 酶在药物制造方面的应用，酶在药物制造方面的应用是利用酶的催化作用将前提物质转化为药物，现已有不少药物，包括一些贵重药物都是由酶法生产的。

表4 酶在药物制造方面的应用

2 酶在畜牧兽医其他方面的应用

2.1 在分析检测方面 利用酶催化作用的高度专一性对物质进行检测，已成为物质分析的重要手段。常用的检测法有单酶反应检测、多酶偶联反应检测和酶标记免疫反应检测3种。

2.1.1 单酶反应检测 是利用单酶与底物反应，然后用各种方法检测出反应前后物质的变化情况，从而确定底物的量。这是最简单的酶法检测技术。以谷氨酸脱羧酶为例，L-谷氨酸脱羧酶专一的催化L-谷氨酸脱羧生成γ-氨基丁酸和二氧化碳，生成的二氧化碳可以用气体检测法测定。该酶已广泛用于L-谷氨酸的定量分析，可使用游离酶、固定化酶或酶电极，检测二氧化碳可以用二氧化碳电极等。利用脲酶专一的催化尿素水解生成氨和二氧化碳的特性，通过气体检测或者使用氨电极、二氧化碳电极等，测出氨或二氧化碳的量，就可以确定尿素的量。此外，可以用于单酶反应检测的还有葡萄糖氧化酶、胆固醇氧化酶、荧光素酶等。通过单酶催化反应进行物质检测，具有简便、快捷、灵敏、准确的特点，是酶法检测中最常用的技术，具有广泛的应用前景。

2.1.2 多酶偶联检测 是利用两种或者两种以上的酶的联合作用，使底物通过两步或多步反应，转化为易于检测的产物，从而测定被测物质的量。多酶偶联反应检测已有不少成功应用的例子。例如，通过葡萄糖氧化酶与过氧化物酶偶联可以检测葡萄糖的含量，使用时先将葡萄糖氧化酶、过氧化物酶与还原型邻联甲苯胺一起用明胶固定在滤纸条上制成酶试剂。测试时将酶试纸与样品溶液接触，在一定时间内试纸显色，从颜色的深浅判定样品液中的葡萄糖的含量。还可以利用β-半乳糖苷酶与葡萄糖氧化酶偶联反应检测乳糖的含量，己糖激酶与葡萄糖氧化酶偶联反应可以用于测定ATP的含量。

2.1.3 酶免疫分析法(EIA) 是以酶学和免疫化学为基础发展起来的一种新技术,它是继放射免疫分析法(RIA)之后的一种超微量分析法。自从本法引入实际应用以来，已被生物学、生物化学和医学等领域普遍采用。在疾病的诊断和测定体液中的药物和激素方面应用更广，近年来有利用本法测定动物组织中有机化学残留物的报道，还有以纯化的口蹄疫(FMD)非结构蛋白3ABC作为捕捉抗原，金标口蹄疫抗原作为金标试剂，建立检测口蹄疫非结构蛋白3ABC抗体的胶体金免疫层析试纸条(ICS)。还有应用酶标记免疫吸附试验(ELISA)来检查布氏杆菌病，据称此法检出率较高，且适用于半机械化操作，有利于大规模检疫。

2.2 在生物工程技术方面 生物工程主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等几个方面内容。这些内容都是以生物体及其代谢产物为主要研究对象。酶作为生物催化剂，在生物体及其代谢过程中是必不可少的。酶在细胞工程及基因工程方面起着关键性作用，主要应用于除去细胞壁、进行大分子切割、酶分子拼接等。

2.2.1 除去细胞壁方面 微生物细胞和植物细胞的表层部有细胞壁。细胞壁对微生物和植物维持其细胞的形状和结构起着重要的作用，可保护细胞遭外界因素的破坏。但在生物工程方面，很多时候需要除去细胞壁。例如，胞内物质的提取，原生质体的制备。根据不同细胞的结构和细胞壁组分的不同，除去细胞壁时所采用的酶也有所区别。

2.2.2 生物工程经常与生物大分子打交道 在许多情况下需要把大分子切割成较小的分子或片段，以便在生物工程的有关领域使用。在生物大分子的切割过程中往往要求在特定的位点上进行，这就只能借助于具有专一性的各种水解酶或者其他酶类才能做到。例如：限制性核酸内切酶，DNA外切核酸酶，碱性磷酸酶，核酸酶S1，自我剪切酶。

2.2.3 酶在分子拼接方面的应用 许多酶具有分子拼接能力，能将两个或多个分子链接在一起而合成较大的分子。这类酶类在生物体内是至关重要的，它们催化各种各样的生物合成反应。例如DNA连接酶，DNA聚合酶，反转录酶，自我剪接酶，末端脱氧核苷酸转移酶。

综上所述，随着酶学研究的进一步发展，酶的新技术必将推进动物疾病的预防、诊断、治疗，从而也会为人类的进步与发展作出贡献。

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