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尿酸酶又稱(chēng)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??捎糜谥委熌蛩峤Y(jié)石及腎功能衰竭所致的高尿酸血癥。也用于測(cè)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(duì)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(guò)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(guò)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(shí),血中尿酸可顯著升高。而輕度受損時(shí)變化不大。故血尿酸測(cè)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(niǎo)類(lèi)、爬行類(lèi)和包括人在內(nèi)的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物體內(nèi)嘌呤代謝的終產(chǎn)物,因?yàn)樵谶@些動(dòng)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(guò)腎臟捧泄刊,例如富嘌呤食物掇入過(guò)多以及白血病和淋巴瘤及其化療過(guò)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(shí)使正常產(chǎn)生的尿酸捧泄受阻,這兩種狀況都會(huì)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(dòng)等。
(2)血尿酸減少:較少見(jiàn),見(jiàn)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(wú)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(wú)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(shí)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?cè)闯鲅懿 ⒏哐獕?、鉛中毒者實(shí)更常見(jiàn),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?yàn)樗c高尿酸血癥是無(wú)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(guò)多或腎臟對(duì)尿酸排出的減少,或二者兼有。但尿酸產(chǎn)生過(guò)多的機(jī)理,多數(shù)病例仍屬不明。次黃嘌呤鳥(niǎo)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(duì)尿酸的清除障礙,比尿酸生成過(guò)多常見(jiàn)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(lài)于濾過(guò)、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(guò)程中發(fā)生的,或?yàn)槟撤N外在性沉積過(guò)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(guò)多及腎排出減少。如骨髓增生性病變時(shí),骨髓活動(dòng)亢進(jìn),來(lái)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(zhǎng)期飲酒,可使腎臟對(duì)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(cè)定的血清尿酸濃度超逾7mg/dl時(shí),一般即有急性痛風(fēng)的癥狀發(fā)生。因?yàn)檠迥蛩釢舛冗_(dá)此水平,就會(huì)促使尿酸一鈉晶體在滑膜組織和滑液中沉淀下來(lái),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(guò)程有關(guān)的改變涉及白細(xì)胞對(duì)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(gè)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(jiàn),已報(bào)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(lèi)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(lèi)似病變鑒別開(kāi)來(lái)。
【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(dòng)分析儀或帶有293nm波長(zhǎng)及具有恒溫裝置的分光光度計(jì)檢測(cè),溫度30℃,反應(yīng)時(shí)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(cè)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(duì)禁忌常規(guī)治療和常規(guī)療法無(wú)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(zhǎng)它在體內(nèi)的半衰期。 蛋白質(zhì)PEG修飾技術(shù)在過(guò)去的20年中得到了快速發(fā)展,已有多篇文獻(xiàn)報(bào)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(zhǎng)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(dòng)力學(xué)性質(zhì)的改變。 通過(guò)對(duì)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(guò)濾層析測(cè)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(guò)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(guò)SDS-PAGE電泳檢測(cè)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(gè)pH范圍內(nèi)都比尿酸酶相對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(lái)說(shuō),對(duì)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(kāi)發(fā),具有較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)敬益。