Иммобилизованные ферменты

Новые возможности открылись перед прикладной энзимологией в связ.. созданием иммобилизованных ферментов. Термин иммобилизованные ферм*--ты был впервые применен в 1971 г. на первой конференции по инженерно¹ энзимологии в США и в настоящее время получил повсеместное распростг нение. Иммобилизация означает взаимодействие ферментов или их активн фрагментов с растворимыми или нерастворимыми носителями, в результ; чего происходит ограничение движения ферментов в пространстве. Иммос лизованные ферменты имеют ряд преимуществ при использовании их в пра.ч-тических целях. Основными из них являются:

• значительное увеличение стабильности ферментов;

• возможность остановки реакции в любой момент времени;

• многократное использование биокатализатора;

• получение продукта реакции, не загрязненного ферментом;

• проведение непрерывного процесса, например, в проточных колоннах

• целенаправленное изменение свойств фермента (оптимуму рН и темпе­ратуры, специфичности и др.) для оптимизации каталитического процесса.

Для получения иммобилизованных ферментов используют многочислен­ные носители различной природы. Носители должны быть устойчивы к воз­действию химических и биологических факторов, иметь высокую проница­емость для ферментов и субстратов, а также легко переходить в активирован­ное состояние.

Органические полимерные носители разделяют на природные и синтети­ческие. К природным носителям относятся полисахариды, белки и липиль Наиболее часто для иммобилизации на основе полисахаридов используют а~.\ -

чения эффективного препарата является оптимальная комбинация в не? дельных ферментов.

Следует отметить, что при пероральном применении протеиназ в случаев общая протеолитическая активность крови заметно повышалась, дало основание ряду авторов постулировать возможность всасывания и га дания экзогенных ферментов или их активных фрагментов в кровяное ру Эффект более выражен при введении фермента не в водном, а в масляном рве творе. Аппликационное применение ферментов при лечении гнойных рай ^и трофических язв давно уже вошло в медицинскую практику. Чаще всего в эгг случаях применяют протеолитические ферменты, такие, как трипсин, химг рипсин и др. Фермент гиалуронидазу из семенников крупного рогатого скг используют для рассасывания рубцов и лечения суставов. Для лечения гж ных легочных заболеваний применяют ингаляционные формы химотрипс; или трипсина; дезоксирибонуклеазу — для лечения вирусных заболе глаз. Однако парантеральное применение ферментов по указанным выше чинам в определенной степени затруднено. Тем не менее и в этом случае которые ферменты с успехом используются для лечения ряда заболе Достаточно эффективно применение стрептодеказы — фермента, гид] зующего тромбы в кровеносных сосудах. При многих заболеваниях сосу таких, как артериальный тромбоз и глубокий тромбофлебит, с успехом няют протеолитические ферменты различного происхождения.

Особое место занимает энзимотерапия опухолевых заболеваний.

ь-Аспарагиназу уже в течение многих лет применяют для лечения нею рых форм лейкоза. Механизм фармакологического действия основан на что лейкозные клетки не вырабатывают аминокислоту аспарагин, а получав» ее из плазмы крови. Экзогенная ь-аспарагиназа разрушает аспарагин в кроша и в условиях дефицита этой аминокислоты синтез белка в лейкозных клетка? прекращается, что приводит к их гибели. В комплексной терапии рака исполь­зуют различные нуклеазы, разрушающие нуклеиновые кислоты раковых кле­ток, однако до настоящего времени не решен вопрос адресной доставки <⁴ ментного препарата в опухолевые клетки. Как уже отмечалось, примеьи ферментов как лекарственных препаратов ограничено их иммуногеннос аллергенностью и крайне малым временем нахождения в организме челове] и животных. В этом отношении гораздо перспективнее применение иммобш, зованных ферментов, которые более стабильны, обладают пролонгированн действием, меньшей иммуногенностью. Наиболее распространенным ме' дом получения растворимых иммобилизованных ферментов является их ас циация с гидрофильными полимерами, например с декстраном. Еще одн перспективным подходом применения ферментов в медицине является микрокапсулирование, а также включение в липосомы. В этом случае ферме защищены от действия эндогенных протеиназ, а сами липосомы, состоя из фосфолипидных пузырьков, легко утилизируются в организме.

Следует отметить еще одну важную область применения иммобилизован­ных ферментов в медицине — использование их для перфузионной очистки крови и других биологических жидкостей.

В медицинской практике в качестве лекарственных средств широко при­меняются ингибиторы ферментов. К ним относятся тканевые ингибиторы протеиназ, такие, как трасилол (из околоушных желез), инипрол (из поджелудоч­ной железы), кантрикал (из легких). Эти ингибиторы, способные интабиро-вать широкий круг протеолитических ферментов, находят применение при та­ких заболеваниях, как панкреатит, энфизема легких, инфаркт миокарда и др.