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指酶的純蛋白部分,是相對於輔酶因子而言,又稱為脫輔基酶蛋白,其單獨存在時不具有催化活性,與輔酶因子結合形成全酶后才顯示催化活性。酶蛋白目前主要的用與飼養業。酶蛋白以植物蛋白為原料,酵母菌為主菌,輔以產酶、產維生素的7種菌進行複合發酵,改善植物蛋白結構,富含消化酶系、菌體蛋白、維生素製作的飼料。可以增強雞體抵抗力,減少死亡率。用酶蛋白部分或全部替代魚粉,蛋雞生產性能、體重、雞蛋品質等與不替代差異均不顯著,還能補充酶系及有益微生物,降低試雞死亡率,經濟效益明顯。

 

1 酶蛋白 -構成

1、脫輔基酶蛋白

酶蛋白酶蛋白

在由複合蛋白質構成的酶中,特別是能利用透析和其它方法可逆地解離其低分子成分時,稱蛋白部分為脫輔基酶蛋白,低分子部分為輔酶,具有兩者結合催化效應的複合蛋白質稱為全酶。即輔酶+脫輔基酶蛋白全酶。當輔酶的結合強固時稱為輔基,例如硫胺素焦磷酸是丙酮酸脫羧酶(EC4.1.1.1)的輔酶,從全酶分離出后再加入到脫輔基酶蛋白中恢復其催化作用。NAD與其說是輔酶,不如說是底物。由於脫輔基酶蛋白的某個脫氫酶的作用而轉變為它的還原型,此還原型可由其它脫氫酶等的作用而被氧化。

2、輔酶
酶蛋白酶蛋白
某些為催化活性所必需的,與酶蛋白疏鬆結合的小分子量的有機物質。一部分酶除蛋白質部分外,尚含有對它們的功能直接有關的一些無機或有機成分,這些成分統稱為酶的輔因子,如果缺少這些成分,酶就顯不出活性。

輔因子包括金屬離子和一些分子量不大的有機化合物。一般常見的金屬離子有鋅離子(Zn()、鎂離子(Mg()、鐵離子(Fe()、銅離子(Cu()等,例如醇脫氫酶含鋅、精氨酸酶含錳、而多酚氧化酶則含銅等。

與酶蛋白結合很鬆弛,用透析和其它方法很易將它們與酶分開的稱為輔酶(Coenzyme)——還有激活劑與輔基之分。輔酶儘管不同於酶的底物,但在作用方式上和底物類似,在酶反應過程中與酶結合、分離及反覆循環。輔酶用量的確定可將它們按底物處理。例如乳酸脫氫酶中輔酶按雙底物動力學方程計算。

有不少酶既含有金屬輔因子也含有輔酶。許多輔酶是或維生素的衍生物。作為輔酶的B族維生素及其衍生物 20世紀前50年在維生素研究中的突出成就就是分離和鑒定了許多維生素(特別是B族維生素)並闡明了它們在人體內的作用。發現不少維生素類(特別是B族維生素或其衍生物)是有機體中一些重要酶類的輔酶,它們的需要量雖不多但必須從食物中攝取。

在幾種重要的代謝反應中起作用。在二羧酸的異構作用中,例如在谷氨酸轉化為甲基天冬氨酸的酶促反應中,在乙二醇和甘油轉化為醛類,生物合成甲基基團以及核苷的合成中需要輔酶B12。根據酶催化反應最適條件的要求,原則上在酶測定體系中應加入一定量的輔助因子。脫輔基酶蛋白與輔基孵育一段時間后,酶活性才會恢復,因此,往往需要樣品與試劑中的輔基先預孵育的過程。輔基的用量往往較少。

輔酶儘管不同於酶的底物,但在作用方式上和底物類似,在酶反應過程中與酶結合、分離及反覆循環。輔酶用量的確定可將它們按底物處理。例如乳酸脫氫酶中輔酶按雙底物動力學方程計算。

激活劑(activator)的化學本質是金屬離子,可以是酶的活性中心,也可以通過其他機制激活酶的活性。作為激活劑的金屬離子,其影響酶促反應的動力學更加複雜。最常見的是二價金屬離子如Mg2+、Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+等。重金屬離子大多是酶的變性劑。金屬離子之間往往存在相互拮抗或相互抑制。在酶測定體系中經常加入EDTA目的是螯合一部分非必要的離子。合適的金屬離子濃度是必要的,過量的離子往往抑制酶反應速度。由於激活劑的動力學往往與酶的動力學不同,這就可以解釋不同的樣品與反應液的比例,造成酶活性測定結果的不呈比例。N-乙醯半胱氨酸對肌酸激酶的激活作用與此類似。激活劑的用量一般通過反覆實驗來確定。

2 酶蛋白 -質量測定

酶蛋白電泳法酶蛋白測定
1、酶蛋白濃度測定的方法:酶濃度嚴格來說是指酶分子的質量濃度,常以酶蛋白濃度來表示。人體體液中的酶有幾百種,除LPS、LCAT、ChE、銅氧化酶(CER)外,大多數酶的含量在μg/L水平甚至更低。因此,酶活性濃度的測定是目前主要測定方法。20世紀70年代以後,隨著新技術特別是免疫學技術的發展,酶的定量分析技術中出現了許多利用酶蛋白的抗原性,通過抗原抗體反應直接測定酶蛋白質量的新方法。

國內外曾使用電泳法、柱層析法、免疫化學法等測定酶濃度,其中以免疫化學法應用較廣。免疫化學法是利用酶蛋白的抗原性,製備特異性抗體後用免疫學方法測定酶濃度。用於酶濃度測定的免疫化學方法有:免疫抑製法、免疫沉澱法、放射免疫測定(RIA)、化學發光免疫測定(CLIA)、酶免疫測定(EIA)、熒光酶免疫測定(FEIA)等。其中,前兩種方法可用於酶活性濃度測定,其他方法則用於酶蛋白濃度測定。例如,如免疫抑製法測定CK-MB的活性、免疫沉澱法(單向擴散法)法測定超氧化物歧化酶(SOD)的活性;RIA測定胰蛋白酶和彈性蛋白酶濃度、CLIA測定CK-MB的濃度、ELISA測定神經元特異性烯醇化酶(NSE)濃度等。

CK-MB是診斷AMI、測定心肌梗塞面積的重要指標。近年來,國外對AMI診斷效率評價時多採用測定CK-MB質量,即測定CK-MB的酶蛋白質量濃度(Mass)的方法。CK-MB質量的測定通常是製備抗CK-M抗體和抗CK-B抗體或採用CK-MB抗體,用CLIA、ELISA、FEIA等方法測定。這些方法適用於臨床自動化分析,具有測定時間短(最快僅需7min)、靈敏性高(最低檢測限<µg/L)和準確性好的特點,明顯優於其他分析測定CK-MB的方法,1990年後逐漸被廣泛接受。為使CK-MB質量分析標準化,AACC成立了專門的標準化委員會,最近已研製成功採用重組基因技術的CK-MB參考材料(Rck-2)。

由於酶濃度測定方法的不同,報告方式也有差異:酶活性濃度單位常以U/L報告,酶質量(mass)濃度單位常直接用ng/ml或mg/L報告。臨床醫生應注意報告方式不同所帶來的差異。

2.免疫化學法測定酶蛋白濃度的優缺點與傳統的酶活性測定法相比,免疫化學測定法的優點主要有:①靈敏度高,靈敏度達到ng/L至μg/L的水平,能測定樣品中用原有其他方法不易測出的少量或痕量酶;②特異性高,幾乎不受體液中其他物質,如酶抑製劑、激活劑等的影響,不受藥物的干擾;③能用於一些不表現酶活性的酶蛋白的酶測定,如各種酶原或去輔基酶蛋白,或因遺傳變異而導致合成無活性的酶蛋白,以及失活的酶蛋白等;④在某些情況下,與酶活性測定相結合,計算免疫比活性,能提供更多的具有臨床應用和研究價值新的資料和信息。⑤特別適用於同工酶的測定。

酶的免疫化學測定也有其局限性。主要表現在:①要製備足夠量的提純酶作為抗原和具有免疫化學性質的抗血清常常是很困難的,而且工作量很大;②測定步驟多,操作繁瑣;③測定成本高。因此,必須熟練掌握免疫化學技術,掌握抗原抗體複合物形成的最佳條件,不斷降低成本,才能既保證測定結果準確,又能在臨床廣泛推廣使用。

3 酶蛋白 -醫學用途

酶蛋白酶蛋白
以免疫分析為基礎的儀器(dca2000)在最近幾年中得到推廣酶蛋白,大約在7分鐘內就能讀取數據,並且僅使用少量的毛細血管血液標本,因此,在糖尿病門診,用糖化血紅蛋白評價糖尿病患者血糖控制的平均水平已成為常規。hbalc正常參考值為<6%,而在血糖控制良好的糖尿病患者應為<7%。當糖尿病患者的血糖控制不佳,或一天中血糖有較大的波動時,糖化血紅蛋白值就會超過7%的允許值。美國糖尿病協會建議,酶蛋白對已明確的1型糖尿病患者,每季度進行一次糖化血紅蛋白檢查。

4 酶蛋白 -飼養用途

酶蛋白酶蛋白
酶蛋白以植物蛋白為原料,酵母菌為主菌,輔以產酶、產維生素的7種菌進行複合發酵,改善了植物蛋白結構,富含消化酶系、菌體蛋白、維生素製作的飼料。通過試驗表明:雞,鴨等家禽在產蛋高峰期,體內消化酶相對不足,代謝極為旺盛,對營養因子和致病因子均非常敏感,體質相對虛弱,抗病力下降,消化酶活性減弱,同化作用降低(周玉吉,1992)。酶蛋白可補充消化道內消化酶和維生素,促進了消化機能,提高了飼料利用率。酶蛋白富含芽孢桿菌、雙歧桿菌、乳酸菌、酵母菌等有益微生物。飼餵有益微生物可使腸病原菌逐漸下降。Fuller(1989)認為,直接使用有益微生物飼餵動物,可提高抗體水平或巨噬細胞活性,增強機體免疫力。故使用酶蛋白可以增強雞體抵抗力,減少死亡率。用酶蛋白部分或全部替代魚粉,蛋雞生產性能、體重、雞蛋品質等與不替代差異均不顯著,還能補充酶系及有益微生物,降低試雞死亡率,1kg雞蛋的飼料成本比使用魚粉要降低10.32%~15.01%,經濟效益明顯。

5 酶蛋白 -市場前景

酶蛋白酶蛋白

為了順應飼料業的產業結構調整、提高養殖報酬、減少動物體內葯殘、製造綠色飼料的大趨勢,擴大生物轉化產品的應用,以替代傳統粗加工原料和化學添加劑,已成為當前飼料發展的新方向。

飼用酶蛋白產品就是其優秀代表。生物酶製劑對提高禽畜等的產量和質量有著顯著作用,如:可使家禽增重7%-10%,禽蛋增產5%-8%,生豬增重13%。另外,該種酶製劑還能提高牛奶、羊毛等畜產品的產量,改善皮毛質量,更重要的是能夠節省大量的飼料。顯而易見,飼用酶蛋白應用后的經濟效益是非常顯著的,這種產品越來越受到業內人士的關注。而且飼用酶蛋白產品可以多種中低價農副產品作為原料,特別是油廠副產品:菜粕、豆粕,僅作為飼料原料出售,價格較低。而製成酶蛋白成品作為飼料蛋白源,用以替代或部分替代魚粉等高價蛋白原料,售價顯著提高,經濟效益十分可觀。酶蛋白產品中內含多種有益菌群,如改善動物消化性能、增進動物健康水平的的乳酸菌、酵母菌、雙歧桿菌等,因此更可以替代抗生素,解決了細菌抗藥性和葯殘問題,讓群眾吃上真正的放心肉。

飼用酶蛋白還含有多種酶類,如促進消化的澱粉酶、蛋白酶等、降解抗營養因子的纖維素酶、植酸酶等。與使用常規飼料相比,添加1%-2%飼用酶蛋白,可以使豬日增重提高3%-6%左右,料肉比下降10%-12%,毛利潤提高10%-15%;肉雞的增重提高1%左右,粗蛋白消化率提高20%,成活率提高9.7%;蛋雞的產蛋率提高24.64%,料蛋率下降30.94%;魚的個體增重50%左右。從以上數據可以看出使用飼用酶蛋白,對於養殖戶可大大提高養殖報酬、對於飼料廠家則提高了飼料成品的附加值。

經調查研究發現中國的動物飼料構成更需要這種生物酶製劑。中國動物飼料組成中非澱粉多糖佔主要成分,例如玉米11%-12%、麩皮33%、大豆22%、乾草37%。同時飼料中還含有相當數量的戊聚糖(玉米4%、小麥6%、大麥7.6%、黑麥8.9%),葡聚糖(小麥0.5%、大麥3.3%、黑麥1.2%)以及果膠、丹寧等。這些物質都不能被動物消化吸收,反而因其溶於水后成為膠體狀態,還會增大腸道內容物的粘度,阻礙營養物質擴散,影響吸收利用,起到了所謂抗營養物質即抗營養因子的作用。而生物酶製劑有明顯抑制抗營養因子的作用。

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