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尿酸酶又稱尿酸氧化酶、環(huán)拉酸,由黑曲霉(Aspergillus niger),黃曲霉等發(fā)酵液提取而得。常溫下為灰白色或褐綠色結(jié)晶或光亮透明片狀物。分子量9300。幾乎不溶于水,微溶于堿性緩沖液。PH值6.3,酶活性受氰化物抑制。尿酸酶能催化尿酸迅速氧化,最終生成尿囊酸。可用于治療尿酸結(jié)石及腎功能衰竭所致的高尿酸血癥。也用于測定血清及尿中的尿酸量。
【藥性與應(yīng)用】
尿酸酶能催化尿酸迅速氧化變成尿囊酸,不再被腎小管重吸收而排泄,從而降低血漿中尿酸含量。用于不能口服抑制尿酸生成劑的病人。對尿酸結(jié)石、結(jié)節(jié)性痛風(fēng)、白血病、腎衰竭等因素引起的高尿酸血癥均有良效。
肌內(nèi)注射或靜脈注射: 1000單位/d??筛鶕?jù)病情適當(dāng)調(diào)整劑量。
【注意與禁忌】
可有全身蕁麻疹樣瘙癢,肌內(nèi)注射部位發(fā)紅。為異性蛋白制劑,易引起過敏反應(yīng)。
尿酸是嘌呤分解代謝的最終產(chǎn)物。由腎臟隨尿液排出體外。健康成人體內(nèi)尿酸含量約為1.1g,其中約15%存在于血液中,血液中尿酸經(jīng)腎小球過濾后,大部分由腎小管重吸收。尿酸是血漿中非蛋白氮重要成分之一,在嚴(yán)重腎臟損害時,血中尿酸可顯著升高。而輕度受損時變化不大。故血尿酸測定是診斷腎重度受損的敏感指標(biāo),參考數(shù)值:男性:208-428 女性:155-357(μmol/L)。
屎酸是鳥類、爬行類和包括人在內(nèi)的靈長類動物體內(nèi)嘌呤代謝的終產(chǎn)物,因為在這些動物體內(nèi)缺乏以分子氧為受體催化尿酸進(jìn)一步分解為尿囊索、co2和H2O2的屎酸酶·尿酸作為人體嘌呤代謝的終產(chǎn)物經(jīng)腎臟排泄,當(dāng)尿酸生成超過腎臟捧泄刊,例如富嘌呤食物掇入過多以及白血病和淋巴瘤及其化療過程所引起的嘌呤代謝劇增;或者當(dāng)腎臟處于病理狀態(tài)時使正常產(chǎn)生的尿酸捧泄受阻,這兩種狀況都會造成血漿尿酸顯著升高,形成高尿酸血癥。
【臨床意義】
(1)血尿酸增高:
①急慢性腎炎血尿酸明顯增高,且較BUN、Cr更顯著,出現(xiàn)更早。其他腎病晚期,如腎結(jié)核、腎盂腎炎、腎積水等血尿酸亦增高。因腎外因素影響較大,故其升高程度并不與腎功能受損程度成正比
②痛風(fēng),由核蛋白及嘌呤代謝紊亂所致,血尿酸>595μmol/L。
③白血病,多發(fā)性骨髓瘤,真性紅細(xì)胞增多癥等因核酸代謝分解增加使血尿酸增加。
④其他:氯仿、四氯化碳、鉛中毒、子癇、妊娠反應(yīng)、劇烈運(yùn)動等。
(2)血尿酸減少:較少見,見于惡性貧血、乳糜瀉等。
【痛風(fēng)和高尿酸血癥】
痛風(fēng)的生化特征是高尿酸血癥,臨床則以嚴(yán)重的急性關(guān)節(jié)炎發(fā)作為其特色。未治病例可按以下四期發(fā)展:(1)無癥狀性高尿酸血癥,少數(shù)發(fā)展為急性痛風(fēng);(2)急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎,常為單關(guān)節(jié)性,但亦可為多關(guān)節(jié)受累;(3)無癥狀間歇期;(4)慢性砂礫性痛風(fēng)伴慢性關(guān)節(jié)炎(30~40%痛風(fēng)病人發(fā)生痛風(fēng)石)。如能及早診斷,及時給予適當(dāng)治療,痛風(fēng)常能制止,破壞性關(guān)節(jié)損害及尿路結(jié)石等合并癥亦可防止。
有些痛風(fēng)病人發(fā)生間質(zhì)性腎炎。但腎臟病變源出血管病、高血壓、鉛中毒者實(shí)更常見,還可能是獨(dú)立的腎臟疾患。腎結(jié)石可能是由于尿酸排出增多引起的。但以降尿酸藥物治療,不能使進(jìn)行性腎功能不全好轉(zhuǎn),因為它與高尿酸血癥是無關(guān)的(Beck,1986)。
作為急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎臨床征象內(nèi)在基礎(chǔ)的高尿酸血癥,常有原發(fā)和繼發(fā)之分。原發(fā)性高尿酸血癥可由于尿酸生成過多或腎臟對尿酸排出的減少,或二者兼有。但尿酸產(chǎn)生過多的機(jī)理,多數(shù)病例仍屬不明。次黃嘌呤鳥嘌呤轉(zhuǎn)磷酸核糖基酶(hypoxanthine-guanine-phosphoribosyl transferase)缺乏或磷酸核糖基焦磷酸合成酶(phosphoribosyl-pyrophosphate syn-thetase)活力增高,都可使5-磷酸核糖-1-焦磷酸(5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate)水平增高,從而促使尿酸合成增多(Rodnan等,1983)。
腎臟對尿酸的清除障礙,比尿酸生成過多常見得多。很多痛風(fēng)病人腎臟排泄尿酸的機(jī)能都有缺陷,而這種排泄機(jī)能的完整,則有賴于濾過、回收、分泌和分泌后回收四步模式的完整。原發(fā)性高尿酸血癥的最可能機(jī)制是腎小管分泌減少或其回收增多。
繼發(fā)性高尿酸血癥則是在另一疾病過程中發(fā)生的,或為某種外在性沉積過程的結(jié)果(如藥物治療)。像原發(fā)性高尿酸血癥一樣,繼發(fā)性高尿酸血癥的內(nèi)在病因也不外生成過多及腎排出減少。如骨髓增生性病變時,骨髓活動亢進(jìn),來自細(xì)胞和核酸的尿酸生成與周轉(zhuǎn)都增多,致使血中尿酸濃度增高。利尿治療及長期飲酒,可使腎臟對尿酸的排出削弱,血中尿酸濃度亦可增高。
男子和絕經(jīng)期后婦女以尿酸酶測定的血清尿酸濃度超逾7mg/dl時,一般即有急性痛風(fēng)的癥狀發(fā)生。因為血清尿酸濃度達(dá)此水平,就會促使尿酸一鈉晶體在滑膜組織和滑液中沉淀下來,終而導(dǎo)致急性炎癥的發(fā)作。此中確切機(jī)理仍未盡悉,但知與此過程有關(guān)的改變涉及白細(xì)胞對晶體的吞噬,激肽釋放酶和補(bǔ)體系統(tǒng)活化,白細(xì)胞內(nèi)溶酶體破裂,以及最終整個細(xì)胞解體,釋出溶酶體酶進(jìn)入滑液(Kelley和Palella,1987)。
痛風(fēng)在婦女中頗為稀見,已報道病例中,僅占5.2%。利尿療法、腎功能不全和絕經(jīng)期后,皆與痛風(fēng)有明顯關(guān)連。除此以外,包括血清尿酸水平在內(nèi)的各方面表現(xiàn),皆與男子痛風(fēng)相似(Krane,1986;Lally等,1986)。
很多病變都伴有高尿酸血癥,急性痛風(fēng)癥狀,可與另幾種類型的關(guān)節(jié)炎相似。檢出痛風(fēng)石或由滑液白細(xì)胞中檢出尿酸一鈉結(jié)晶,即可診斷痛風(fēng)。再者,根據(jù)高尿酸血癥、單關(guān)節(jié)受累并有發(fā)作間歇期的關(guān)節(jié)炎以及秋水仙堿治療立即奏效等表現(xiàn),一般亦可與其他類似病變鑒別開來。
【血清尿酸-尿酸酶紫外線法】
尿酸在尿酸酶催化下氧化生成尿囊素,尿酸在293nm處有特定的吸收峰,隨著尿酸的不斷被氧化,吸光度也隨之成比例降低。反應(yīng)式如下:
尿酸--(尿酸酶)--尿囊素+H2O2+CO2↑
用生化自動分析儀或帶有293nm波長及具有恒溫裝置的分光光度計檢測,溫度30℃,反應(yīng)時間3~5min,樣品與尿酸酶溶液比例為1∶30。
正常參考值:90~420μmol/L。臨床意義同酶耦聯(lián)測定法。
【聚乙二醇化尿酸酶的制備、純化及性質(zhì)研究】
尿酸酶分解嘌呤代謝最終產(chǎn)物尿酸,生成水溶性更強(qiáng),更易分解的尿囊素。當(dāng)尿酸在血液中沉積,引起腎衰竭以及痛風(fēng)等疾病。尿酸酶針對禁忌常規(guī)治療和常規(guī)療法無效的患者,能快速降低血液中尿酸鹽的含量。但作為外源蛋白有較高抗原性,影響了尿酸酶的活性。需要在尿酸酶分子表面結(jié)合一種水溶性高聚物,從而降低尿酸酶的抗原性,延長它在體內(nèi)的半衰期。 蛋白質(zhì)PEG修飾技術(shù)在過去的20年中得到了快速發(fā)展,已有多篇文獻(xiàn)報道了經(jīng)PEG修飾的蛋白質(zhì)藥物降低了免疫原性、提高了穩(wěn)定性、延長了半衰期,并用于臨床治療各種疾病。本文研究尿酸酶聚乙二醇修飾的條件、純化方法以及修飾產(chǎn)物生物學(xué)活性和酶動力學(xué)性質(zhì)的改變。 通過對溫度、pH、尿酸酶濃度、PEG和尿酸酶質(zhì)量比等條件的篩選,確定pH8.5,4℃,尿酸酶與PEG_2-NHS質(zhì)量比1:10,尿酸酶濃度2mg/mL為最佳修飾條件,10min內(nèi)反應(yīng)完全。 凝膠過濾層析測定尿酸酶分子量為70kD,結(jié)合還原和非還原性SDS-PAGE判斷尿酸酶由兩條分子量30kD的亞基通過二硫鍵組合而成。制備型PAGE電泳分離純化后,尿酸酶和PEG-尿酸酶通過SDS-PAGE電泳檢測均為單一條帶。收集凝膠,回收反應(yīng)混合液總活性的46.7%,目標(biāo)產(chǎn)物130kD的PEG-尿酸酶占12%。 尿酸酶最適溫度和pH分別為40℃、pH8.5,經(jīng)PEG修飾后,最適溫度和pH變?yōu)?5℃、pH8.0。修飾前后的尿酸酶在pH7.5-9.0范圍內(nèi),溫度40℃以下都比較穩(wěn)定,PEG-尿酸酶在各個pH范圍內(nèi)都比尿酸酶相對穩(wěn)定,修飾后尿酸酶的熱穩(wěn)定性也有所提高。在最適條件下,測定尿酸酶和PEG-尿酸酶Km分別為16.62×10~(-5)mol/L、17.8×10~(-5)mol/L。測定了尿酸酶和PEG-尿酸酶Km隨pH、溫度改變的變化情況,Km均高于最適條件得出的結(jié)果。 采用TNBS法測定尿酸酶的氨基修飾率為16.7%。修飾后的PEG-尿酸酶抗胰蛋白酶水解能力明顯高于未修飾的尿酸酶,在胰蛋白酶作用40min后仍保留原活性的20%,而尿酸酶在胰蛋白酶作用30min后活性就完全喪失。
屎酸酶是一種新型的降尿酸藥物,它以促進(jìn)尿酸分解為藥物特征。因此從藥物生產(chǎn)來說,對屎酸酶的需要量也很大.由此可知,尿酸酶實(shí)在是一種很重要的醫(yī)藥用酶,做好相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā),具有較高的社會經(jīng)濟(jì)敬益。