在人類和動(dòng)植物活的機(jī)體中，普遍存在一類特殊蛋白質(zhì)。它們參與生化反應(yīng)，而且使反應(yīng)進(jìn)行得極快，這類物質(zhì)是天然催化劑－－酶類。酶具有高度專一性和極高的活性，使有機(jī)化合物在體內(nèi)以一定的反應(yīng)順序轉(zhuǎn)換。酶是生物細(xì)胞合成的，存在于細(xì)胞內(nèi)的稱為胞內(nèi)酶；由細(xì)胞內(nèi)合成而分泌到細(xì)胞外起作用的酶稱作胞外酶。各種動(dòng)物器官、組織和體液中含有酶的種類和數(shù)量差別甚大。通常所含酶的總量并不很少，但每一種酶的含量卻很少，常在百萬分之幾至百分之幾。因此酶的提取、分離、純化與確認(rèn)要靠較高水平的生物化學(xué)技術(shù)。
酶的發(fā)現(xiàn)是十九世紀(jì)（1833年）有人從麥芽浸液中提得第一個(gè)具有活力的蛋白質(zhì)－－淀粉酶。到目前科學(xué)家們已從生物體內(nèi)提純確認(rèn)出八百多種酶。但是應(yīng)用到醫(yī)藥方面作為醫(yī)藥用的酶類制劑不過才有幾十種。然而，祖國醫(yī)藥學(xué)對(duì)含酶類藥物的記述確很早，如《藥品化義》中記載：“大麥芽，炒香開胃，以除煩悶；生用力猛，主消麥面食積，癥瘕氣結(jié)，胸膈脹滿，郁結(jié)痰涎，小兒傷乳，又能行上焦滯血。若女人氣血壯盛，或產(chǎn)后無兒飲乳，乳房脹痛，丹溪用此二兩，炒香搗去皮為末，分作四服立消，其性氣之銳，散血行氣，迅速如此，勿輕視之”。又如《本草蒙荃》中記載：牛肚“健脾胃，免飲積食傷”等等。由于受技術(shù)限制，而未能進(jìn)一步提純?nèi)胨�。但由此說明，酶類制劑與中藥己早有淵源關(guān)系，現(xiàn)在我們討論酶類制劑，也可認(rèn)為是中藥制劑的發(fā)展。
酶類制劑的分類
酶制劑按其臨床應(yīng)用來分類，主要有以下幾種：
消化類：這類酶研究最早，是品種最多的一類酶。它們的作用是消化和分解食物中各種成分，如淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)等使變成比較簡(jiǎn)單的物質(zhì)，便利腸胃道的吸收。當(dāng)體內(nèi)消化系統(tǒng)失調(diào)，消化液分泌不足時(shí)，服用這一類酶就能夠補(bǔ)充和糾正體內(nèi)消化酶的不足，恢復(fù)正常消化機(jī)能。在這一類酶中主要有胃蛋白酶、胰酶、淀粉酶、纖維素酶、木瓜酶、凝乳酶、無花果酶、菠蘿酶等。
抗炎凈創(chuàng)類：這一類酶是目前在治療上發(fā)展最快，用途最廣的一種。這種酶大多數(shù)都是蛋白質(zhì)水解酶，能夠分解發(fā)炎部位纖維蛋白的凝結(jié)物，消除傷口周圍的壞疽、腐肉和碎屑。其中有些酶能夠分解膿液中的核蛋白使成簡(jiǎn)單的嘌呤和嘧啶，降低膿液的粘性、達(dá)到凈潔創(chuàng)口、消除癡皮、排除膿液抗炎消腫的
目的。在這一類酶中，主要有胰蛋白酶、糜蛋白酶、雙鏈酶，α一淀粉酶、胰脫氧核糖核酸酶等。給藥的方法有外敷、噴霧、灌注、注射、口服等。它們可以單獨(dú)使用，也可以與抗菌素等合用，治療各種潰瘍、炎癥、血腫、膿胸、肺炎、支氣管擴(kuò)張、氣喘等癥。
血凝和解凝類：這一類酶都是從血液中提取出來的，有的能促使血液凝固，有的卻能溶解血塊。凝血酶的作用是促使血中纖維蛋白元變成不溶性纖維蛋白,從而促使血液凝固，防止微血管出血。纖維蛋白溶解酶的作用是溶解血塊，為目前臨床上最新的一種酶制品……
治療血栓靜脈炎、冠狀動(dòng)脈栓塞等。
解毒類：這一類酶的主要作用是解除體內(nèi)或因注射某種藥物產(chǎn)生的一種有害物質(zhì)。主要品種有青霉素酶、過氧化氫酶和組織胺酶等。青霉素酶能夠分解青霉素分子中的β一內(nèi)酰胺環(huán)，使變成青霉噻唑酸，消除因注射青霉素引起的過敏反應(yīng)。
診斷類：這一類酶是用作臨床上各種生化檢查的試劑，幫助臨床診斷。最常用的有葡萄糖氧化酶，β一葡萄糖苷酸酶和尿素酶。如尿素酶是測(cè)定血液中尿素的濃度和尿中尿素的含量的，從而可檢查腎功能。
酶制劑的一般提取方法:
酶的制備一般包括三個(gè)基本步驟，即提取、純化和結(jié)晶（或制劑）。首先將所需要的酶從原料中引入溶液，此時(shí)不可避免地要夾帶著一些雜質(zhì)，而后再將酶從溶液中選擇地分離出來，或者從酶溶液中選擇地除去雜質(zhì)，最后制成純凈的酶制劑。
1）酶的提取
胞外酶可以直接進(jìn)行提取分離；胞內(nèi)游離存在的“離酶”以及與顆粒體（如細(xì)胞核、線粒體、微粒體、質(zhì)膜）結(jié)合的“結(jié)酶”都有一個(gè)破碎細(xì)胞過程，“結(jié)酶”還有一個(gè)轉(zhuǎn)變成水溶液的問題。因此對(duì)酶類的提取要采用多種方法，常用的細(xì)胞破碎法如下：
機(jī)械法：如絞碎、刨碎、勻漿、研磨、擠壓或超聲波等。研磨時(shí)還可加入細(xì)砂、石英粉、氧化鋁等以利細(xì)胞破碎。
化學(xué)法：用鹽、堿、表面活性劑、EDTA、丙酮和正丁醇等可使細(xì)胞破碎、顆粒體結(jié)構(gòu)解體，從而把酶釋放出來。例如常將胰臟用數(shù)倍量丙酮處理2～3次，制成丙酮粉供多種酶的提取用；用膽酸鹽處理膜結(jié)構(gòu)上的脂蛋白和“結(jié)酶”，使兩者形成復(fù)合物，并帶上靜電荷，由于電荷之間的排斥作用，使膜破裂，達(dá)到溶解。
酶解法：用組織自溶或用溶菌酶、脫
氧核糖核酸酶、磷脂酶等降解細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，然后再進(jìn)行提取。但應(yīng)知道組織自溶法對(duì)某些酶的提取是不利的，如胰蛋白是以酶原形式純化后再激活成胰蛋白酶的，若用自溶法提取，酶原已轉(zhuǎn)成酶，純化就很困難。而用純的工具酶降解法是無此缺點(diǎn)，但成本較高。
凍融法：采用反復(fù)冷凍與融化時(shí)由于細(xì)胞中形成了冰晶及剩余液體中鹽濃度的增高可以使細(xì)胞破裂。
酶的提取溶劑可以用水、一定濃度的乙醇、乙二醇、丁醇和稀鹽溶液、緩沖溶液等；也可以用稀堿或稀酸溶液，如用稀硫.酸提取胰蛋白酶，用稀鹽酸提取胃蛋白酶。溶劑用量一般為原料重量的1～5倍。攪拌可加速提取，但轉(zhuǎn)速不宜太快，否則會(huì)產(chǎn)生泡沫而難以過濾或使酶變性。多數(shù)酶的提取要在50C以下操作，但有的酶在較高溫度下提取更好，如胃蛋白酶在450C提得收率較高，一般可在一5～＋400C間適當(dāng)選擇。提取液的pH應(yīng)在酶的穩(wěn)定pH范圍內(nèi)，并應(yīng)遠(yuǎn)離其等電點(diǎn)的pH為宜，如蛋白酶選用pH2．5～3，0，胰蛋白酶和α一糜蛋白酶則用0．25 N硫.酸提取。若在中性或堿性提取時(shí)，最常用的是0．15 mol/L氯化鈉、0.02～0．05mol/L磷酸緩沖液、0．02-0.05mol/L焦磷酸緩沖液。正丁醇的親脂性強(qiáng)，能透入酶的脂質(zhì)結(jié)合物中，又兼有親水性，有類似表面活性劑的作用，適用于提取“結(jié)酶”。
為了減少提取液體積，可用多段逆流提取或柱型抽提法。液渣分離可用過濾法(如板框壓濾、旋轉(zhuǎn)真空過濾）或離心法。過濾時(shí)可加硅藻土、紙漿等為助濾劑。離心時(shí)可加入氫氧化鋁凝膠、磷酸鈣凝膠等以除去懸浮的膠體物質(zhì)。
2)酶液的濃縮
提取的酶液為減少純化操作容積，通常先進(jìn)行濃縮。工業(yè)上可用真空減壓濃縮、薄膜濃縮、冷凍濃縮和逆向滲透作用進(jìn)行濃縮。對(duì)于少量酶液下述方法濃縮更合適：
用葡聚糖凝膠（分子篩）濃縮：取相當(dāng)于酶液量1/5的干葡聚糖凝膠G15或G25，分次加入酶液中，攪拌30min，使凝膠吸水膨脹，進(jìn)行吸濾。經(jīng)重復(fù)數(shù)次操作即可在短時(shí)間內(nèi)把酶液濃縮至所需的體積。也可將酶液裝于透析袋內(nèi)，埋入干凝膠中，袋內(nèi)酶液也可得到濃縮。
用聚乙二醇濃縮：將稀酶液裝入透析袋內(nèi)，袋外復(fù)以聚乙二醇，袋內(nèi)水份被袋外的聚乙二醇所吸收，在短時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到濃縮的目的，得到所需的濃酶液。
用超濾法濃縮：超濾技術(shù)在其可篩分范圍內(nèi)分離
酶分子時(shí)不發(fā)生“相態(tài)”變化，可以避免酶蛋白變性，且分離度快，所以愈來愈被廣泛采用。各種不同孔徑的超濾膜，適用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模及一定工業(yè)規(guī)模的酶液濃縮。如國產(chǎn)二醋酸纖維素制成10～200�？讖降某瑸V膜，用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模固氮酶液的脫鹽和濃縮，效果良好。
3）雜質(zhì)的去除
酶提取液中常含有雜蛋白、多糖、脂類及核酸等雜質(zhì)，可用下述方法去除：
調(diào)PH和加熱法：利用蛋白質(zhì)對(duì)酸、堿和熱變性方面性質(zhì)的差異，可去除非活性雜蛋白。如制備脂肪酶時(shí)，在pH3、4時(shí)以400C溫度加熱150 min，淀粉酶活力可喪失90%而被除去，而脂肪酶活力仍保持80％以上。
蛋白質(zhì)表面變性法：蛋白質(zhì)表面變性后其性質(zhì)有所不同，借以去除雜蛋白。如制備過氧化氫酶時(shí)，加入氯仿和乙醇進(jìn)行振蕩可以將雜蛋白變性而去除。
蛋白質(zhì)沉淀劑法：利用醋酸鋁、利凡諾、單寧酸、離子型表 面活性劑等蛋白質(zhì)沉淀劑可以去除雜蛋白及粘多糖類雜質(zhì)。使用時(shí)要注意這類試劑常可引起酶變性失活，因此應(yīng)迅速除去。
選擇性變性法：各種蛋白質(zhì)對(duì)變性劑的穩(wěn)定性不同，可以用選擇性變性劑去除雜蛋白。如細(xì)胞色素丙對(duì)三氯醋酸較穩(wěn)定，所以在制備時(shí)可用2．5%三氯醋酸使其他雜蛋白變性使沉淀除去。
加保護(hù)劑熱變性法：酶與底物或競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑結(jié)合后，其穩(wěn)定性常顯著增加。所以常用它們?yōu)楸Ｗo(hù)劑，再用一些劇烈手段破壞雜蛋白，如用D-甲基苯甲酸為D-氨基酸氧化酶的保護(hù)劑，經(jīng)加熱除去雜蛋白，使該酶得到很好的提純。
核酸沉淀劑法：酶液中的核酸類雜質(zhì)，可以用氯化錳、魚精蛋白硫.酸鹽等沉淀劑使其沉淀而除去。必要時(shí)，也可用核糖核酶將核酸降解后除去。
4)酶的純化
酶是蛋白質(zhì)，因此凡用于蛋白質(zhì)的純化手段均適用于酶的純化，如鹽析法、聚乙二醇沉淀法、有機(jī)浴劑分級(jí)沉淀法、等電點(diǎn)法、選擇性沉淀法、各種柱層析法（吸附層析、離子交換層析、凝膠過濾）、各種電泳法及親和層析等。不同之處是酶的純化過程尚需選用迅速簡(jiǎn)便的活力測(cè)定方法，以追蹤酶的去向。在選用酶的活力測(cè)定方法時(shí)，分析方法的迅速要比其精確度更為重要。如寧可要一個(gè)需時(shí)5min，準(zhǔn)確度為5%的方法；也不要一個(gè)需時(shí)30min，準(zhǔn)確度為0．5%的方法。在建立活力測(cè)定法之后，再根據(jù)各單元純化步驟及活力分布情況用列表形式表達(dá)，表的內(nèi)容包
括：操作步驟、總體積、酶濃度（每毫升酶活力）、總活力、蛋白質(zhì)濃度mg/ml）、比活力（即純度、酶活力單位/毫克蛋白）、產(chǎn)率%（每步總活力除以第一步的總活力）和純化倍數(shù)（每步比活力除以第一步比活力）。
一個(gè)典型的酶純化過程常包括多個(gè)單元操作，各單元操作如何串聯(lián)，需靠實(shí)踐摸索。每經(jīng)過一個(gè)步驟一般可提高酶純度2一3倍，總純度可提高數(shù)千倍，而總產(chǎn)率常僅百分之幾或十幾�？偟脑瓌t是選用最少的步驟而能取得最好的純化效果、因?yàn)樵黾硬襟E勢(shì)必增加酶的丟失。通常對(duì)于含鹽濃度高的粗提取液一般不宜采用吸附法而多用鹽析法；對(duì)于低離子強(qiáng)度的酶溶液則可用吸附法或離子交換法。交替使用不同分級(jí)沉淀法常比單獨(dú)重復(fù)同一類型方法更能奏效。所以常將吸附法、鹽折法和有機(jī)溶劑分級(jí)沉淀法串聯(lián)起來進(jìn)行純化。當(dāng)這些方法仍達(dá)不到要求時(shí)，還可以采用一些包括電泳、層析法在內(nèi)的其他類型純化方法。
當(dāng)酶達(dá)到一定純度時(shí)，便可以進(jìn)行結(jié)晶，結(jié)晶也是純化酶的有效手段之一。但應(yīng)注意的是藥用酶有些并不需要結(jié)晶。酶的第一次結(jié)晶純度有時(shí)仍低于50％。酶的結(jié)晶通�？梢栽谳^純的酶液中添加硫.酸銨、氯化鈉等鹽達(dá)到一定飽和度，使酶慢慢結(jié)晶出來。此時(shí)必須控制溫度和pH值。鹽濃度要逐漸提高，添加速度要慢，才能得到較好的結(jié)晶。有時(shí)在低溫下，用丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑進(jìn)行結(jié)晶。近年來采用平衡透析法，即將酶液裝人透析袋中，置于一定飽和度的鹽溶液中進(jìn)行透折，這種操作可以獲得大量結(jié)晶。
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