侍世梅

(甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，733006)

酶是由生物活細(xì)胞合成的具有催化功能的生物大分子，也稱生物催化劑。隨著酶學(xué)研究的迅速發(fā)展，特別是酶的應(yīng)用推廣，酶學(xué)和工程學(xué)相互滲透結(jié)合、發(fā)展而成的一門新的技術(shù)科學(xué)。酶工程是酶學(xué)、微生物的基本原理與化學(xué)工程有機(jī)結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣科學(xué)技術(shù)。簡單地說，酶工程是以研究大規(guī)模生產(chǎn)酶制劑，應(yīng)用酶、改造酶或合成新酶為目的的生物學(xué)技術(shù)，也是自然酶制劑在工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用的技術(shù)過程。由于酶能在常溫、常壓、中性等溫和條件下高效地催化底物發(fā)生反應(yīng)，所以酶的開發(fā)和利用是當(dāng)代新技術(shù)革命中的一個重要課題。

1 酶在獸醫(yī)學(xué)的應(yīng)用中

1.1 首先在疾病診斷中主要體現(xiàn)在兩個方面：第一，根據(jù)體內(nèi)原有酶活力的變化來診斷某些疾病；第二，利用酶來測定體內(nèi)某些物質(zhì)的含量，從而診斷某些疾病。

表1 酶活力變化在疾病診斷方面的應(yīng)用

表2 酶含量變化在疾病診斷方面的應(yīng)用

1.2 酶在疾病治療方面也有廣泛的應(yīng)用，酶作為藥物可以治療多種疾病，而且具有療效顯著、副作用小的特點。

表3 酶在疾病治療方面的應(yīng)用

1.3 酶在藥物制造方面的應(yīng)用，酶在藥物制造方面的應(yīng)用是利用酶的催化作用將前提物質(zhì)轉(zhuǎn)化為藥物，現(xiàn)已有不少藥物，包括一些貴重藥物都是由酶法生產(chǎn)的。

表4 酶在藥物制造方面的應(yīng)用

2 酶在畜牧獸醫(yī)其他方面的應(yīng)用

2.1 在分析檢測方面 利用酶催化作用的高度專一性對物質(zhì)進(jìn)行檢測，已成為物質(zhì)分析的重要手段。常用的檢測法有單酶反應(yīng)檢測、多酶偶聯(lián)反應(yīng)檢測和酶標(biāo)記免疫反應(yīng)檢測3種。

2.1.1 單酶反應(yīng)檢測 是利用單酶與底物反應(yīng)，然后用各種方法檢測出反應(yīng)前后物質(zhì)的變化情況，從而確定底物的量。這是最簡單的酶法檢測技術(shù)。以谷氨酸脫羧酶為例，L-谷氨酸脫羧酶專一的催化L-谷氨酸脫羧生成γ-氨基丁酸和二氧化碳，生成的二氧化碳可以用氣體檢測法測定。該酶已廣泛用于L-谷氨酸的定量分析，可使用游離酶、固定化酶或酶電極，檢測二氧化碳可以用二氧化碳電極等。利用脲酶專一的催化尿素水解生成氨和二氧化碳的特性，通過氣體檢測或者使用氨電極、二氧化碳電極等，測出氨或二氧化碳的量，就可以確定尿素的量。此外，可以用于單酶反應(yīng)檢測的還有葡萄糖氧化酶、膽固醇氧化酶、熒光素酶等。通過單酶催化反應(yīng)進(jìn)行物質(zhì)檢測，具有簡便、快捷、靈敏、準(zhǔn)確的特點，是酶法檢測中最常用的技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

2.1.2 多酶偶聯(lián)檢測 是利用兩種或者兩種以上的酶的聯(lián)合作用，使底物通過兩步或多步反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為易于檢測的產(chǎn)物，從而測定被測物質(zhì)的量。多酶偶聯(lián)反應(yīng)檢測已有不少成功應(yīng)用的例子。例如，通過葡萄糖氧化酶與過氧化物酶偶聯(lián)可以檢測葡萄糖的含量，使用時先將葡萄糖氧化酶、過氧化物酶與還原型鄰聯(lián)甲苯胺一起用明膠固定在濾紙條上制成酶試劑。測試時將酶試紙與樣品溶液接觸，在一定時間內(nèi)試紙顯色，從顏色的深淺判定樣品液中的葡萄糖的含量。還可以利用β-半乳糖苷酶與葡萄糖氧化酶偶聯(lián)反應(yīng)檢測乳糖的含量，己糖激酶與葡萄糖氧化酶偶聯(lián)反應(yīng)可以用于測定ATP的含量。

2.1.3 酶免疫分析法(EIA) 是以酶學(xué)和免疫化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種新技術(shù),它是繼放射免疫分析法(RIA)之后的一種超微量分析法。自從本法引入實際應(yīng)用以來，已被生物學(xué)、生物化學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域普遍采用。在疾病的診斷和測定體液中的藥物和激素方面應(yīng)用更廣，近年來有利用本法測定動物組織中有機(jī)化學(xué)殘留物的報道，還有以純化的口蹄疫(FMD)非結(jié)構(gòu)蛋白3ABC作為捕捉抗原，金標(biāo)口蹄疫抗原作為金標(biāo)試劑，建立檢測口蹄疫非結(jié)構(gòu)蛋白3ABC抗體的膠體金免疫層析試紙條(ICS)。還有應(yīng)用酶標(biāo)記免疫吸附試驗(ELISA)來檢查布氏桿菌病，據(jù)稱此法檢出率較高，且適用于半機(jī)械化操作，有利于大規(guī)模檢疫。

2.2 在生物工程技術(shù)方面 生物工程主要包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等幾個方面內(nèi)容。這些內(nèi)容都是以生物體及其代謝產(chǎn)物為主要研究對象。酶作為生物催化劑，在生物體及其代謝過程中是必不可少的。酶在細(xì)胞工程及基因工程方面起著關(guān)鍵性作用，主要應(yīng)用于除去細(xì)胞壁、進(jìn)行大分子切割、酶分子拼接等。

2.2.1 除去細(xì)胞壁方面 微生物細(xì)胞和植物細(xì)胞的表層部有細(xì)胞壁。細(xì)胞壁對微生物和植物維持其細(xì)胞的形狀和結(jié)構(gòu)起著重要的作用，可保護(hù)細(xì)胞遭外界因素的破壞。但在生物工程方面，很多時候需要除去細(xì)胞壁。例如，胞內(nèi)物質(zhì)的提取，原生質(zhì)體的制備。根據(jù)不同細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁組分的不同，除去細(xì)胞壁時所采用的酶也有所區(qū)別。

2.2.2 生物工程經(jīng)常與生物大分子打交道 在許多情況下需要把大分子切割成較小的分子或片段，以便在生物工程的有關(guān)領(lǐng)域使用。在生物大分子的切割過程中往往要求在特定的位點上進(jìn)行，這就只能借助于具有專一性的各種水解酶或者其他酶類才能做到。例如：限制性核酸內(nèi)切酶，DNA外切核酸酶，堿性磷酸酶，核酸酶S1，自我剪切酶。

2.2.3 酶在分子拼接方面的應(yīng)用 許多酶具有分子拼接能力，能將兩個或多個分子鏈接在一起而合成較大的分子。這類酶類在生物體內(nèi)是至關(guān)重要的，它們催化各種各樣的生物合成反應(yīng)。例如DNA連接酶，DNA聚合酶，反轉(zhuǎn)錄酶，自我剪接酶，末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶。

綜上所述，隨著酶學(xué)研究的進(jìn)一步發(fā)展，酶的新技術(shù)必將推進(jìn)動物疾病的預(yù)防、診斷、治療，從而也會為人類的進(jìn)步與發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

[1]黃銀君.PCR在獸醫(yī)病毒學(xué)診斷中應(yīng)用研究進(jìn)展[J].動植物檢疫,1993,(2):9-12.

[2]秦燕,朱柳明,莊逸林,等.水解衍生-酶聯(lián)免疫分析在動物肌肉中呋喃唑酮代謝物殘留量檢測中的應(yīng)用[J].藥物分析雜志,2005(06):685-688.

[3]蔣宏偉.酶聯(lián)免疫技術(shù)在動物產(chǎn)品中硝基呋哺類藥物殘留檢測的應(yīng)用[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2006:53-55.

[4]梁玉.生物醫(yī)學(xué)發(fā)展的一個新動向[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程,2000(3):185-189.

[5]夏未銘.動物生物化學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2008.