菠萝蛋白酶在医学上的应用

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1、菠萝蛋白酶在医学上的应用刘婷婷李炎[摘要]菠萝是我国最具有特色的热带水果之一，菠萝中含有大量的菠萝蛋白酶。随着对菠萝蛋白酶研究的不断深入，它涉及的领域越来越广，特别是在医学领域。目前，菠萝蛋白酶在创面修复，癌症治疗，防治心血管疾病及消炎等方面体现其具有巨大的药用潜能，本文将菠萝蛋白酶的理化性质和在医学上的应用进行了综述。[关键词]菠萝蛋白酶；理化性质；医学应用[中图分类号]Q-812[文献标识码]A[作者简介]刘婷婷：女，1993年5月出生，贵州兴义人，生命科学学院2012级生物科学专业；李炎：女，1993年12月出生，重庆开县人，生命科学学院2012级生

2、物科学专业。菠萝是一种原产于南美洲亚马逊河流域的热带水果。菠萝蛋白酶(Bromelain)，又称凤梨酶或凤梨酵素，是从菠萝的表皮、果实、茎等部位提取的一种纯天然植物蛋白酶。根据提取部位的不同，可分为果菠萝蛋白酶和茎菠萝蛋白酶。菠萝蛋白酶大部分存在于果汁和皮汁，其中肉汁占50%一70%,皮汁占10%一30%。1957年，Heineche等[1]从菠萝茎中制取蛋白水解酶，从此菠萝蛋白酶实现了商品化生产。菠萝蛋白酶是由多种不同分子量和分子结构的酶所组成的酶系，其中至少包含5种蛋白水解酶。它们对多种蛋白质及多肽具有催化水解活性，在医学上有广泛的应用。本文对菠萝蛋白

3、酶的理化性质及在医学上的应用进行综述。1理化性质菠萝蛋白酶是一种糖蛋白，分子结构中有一个寡糖分子，由甘露糖（mannose,Man），岩藻糖（fucose,Fuc），木糖（xylose,xyl）和N-乙酰葡糖胺（N-aceltylglucosamine,GlcNAC）组成，共价连接在肽链上，Yasuda等[2]根据研究推测糖分子的结构如图。FucXylMan-Man-Man-GlcNAcGlcNAcArg-Asn-Asn-Glu-Yasuda等通过实验证明菠萝蛋白酶催化的必需基团不是糖分子，而是所含肽链中的巯基。另外,菠萝蛋白酶分子结构中的羧基和羟基亦与酶

4、活性无关[3]。Murachi等[4]对用离子交换柱层析、硫酸铵沉淀等方法对菠萝蛋白酶进行纯化。研究表明菠萝蛋白酶相对分子量为33200,等电点为9.55,酶液的最大吸收波长为280nm。该蛋白含有285个氨基酸残基，其中有4个N-乙酰化的氨基己糖,含糖量约为2.1%。菠萝蛋白酶作为有活性的蛋白质,易受到PH、温度、湿度等的影响。菠萝蛋白酶的最适PH为6.5～7.5；在7.1附近酶活性达到最大值；酶较稳定的PH范围在3.5～4.5[5]。该酶的最适反应温度介于55℃～60℃，温度与酶活力保持率呈线性关系。由此可见，菠萝蛋白酶活力也会随着环境湿度的增大使失活

5、速率加快。2菠萝蛋白酶在医学上的应用目前，菠萝蛋白酶的运用主要涉食品加工，纺织，皮革，美容保健等领域。在医学上同样具有重要的药用价值。国内外许多学者对菠萝蛋白酶的药用功能做了深入的研究和探讨，下面对菠萝蛋白酶在医学上的应用做简要的阐述。2.1烧伤溶痂作用菠萝蛋白酶的溶痂作用主要体现在对于烧伤创面形成的痂皮进行软化清除。尤其对深度烧伤的表皮，再植需要自发或主动去除焦痂，而菠萝蛋白酶能选择性地除去死皮,使新皮移植得以尽早进行。因此，溶痂对于烧伤创面的修复具有很重要作用。1985年，Klein等报道了菠萝蛋白酶用于酶清创作用。与其他酶类相比，在湿度100%、温度

6、37℃、无氧条件下，菠萝蛋白酶能更快地分解烧伤形成的焦痂[7]。苏淮等[8]等报道了菠萝蛋白酶软膏用于豚鼠Ⅲ度实验性烧伤的酶溶痂作用。实验中用豚鼠造成Ⅲ度烧伤模型，以湿润烧伤膏为阳性对照，菠萝蛋白酶软膏基质为阴性对照，观察菠萝蛋白酶软膏用于豚鼠Ⅲ度烧伤的平均脱痂时间，并对脱痂组织进行病理学检查，结果显示菠萝蛋白酶软膏用于豚鼠Ⅲ度烧伤的平均脱痂时间同阳性对照组相比，明显少于阴性对照组（P＜0.01）。光镜下显示菠萝蛋白酶软膏组的病理结果与阳性对照组相同，证明菠萝蛋白酶软膏用于豚鼠Ⅲ度烧伤有良好的酶溶痂作用。Krieger等[9]对菠萝蛋白酶制剂在清除焦痂对烧

7、伤引起的并发症的作用进行了动物学实验研究。在5只猪共20条肢体共制作20个环形烧伤创面，10个烧伤创面使用菠萝蛋白酶，10个烧伤创面采用标准焦痂清除术，30min后评估发现两者无明显差异。证实了菠萝蛋白酶能够起到清除焦痂的作用，从而避免烧伤引起的并发症，较手术疗法更加便捷、有效。Singer等[10]采用菠萝蛋白酶制剂Debrase进行烧烫伤痂皮的清创，采用猪制作烫伤模型，使用家猪5只，在其背部用铜梳沸水中预热30秒后烫出16个长方形伤口，清除水疱为Debrase组及对照组分别换药，4h后行活检提示采用Deberse伤口烫伤的角质层中的焦痂迅速溶解，而正常

8、组织无损伤，对照组则全层皮肤出现坏死，48h后，采用Debrase