开题报告内容:
一、背景介绍:
1. 尿酸酶及其应用
尿酸酶(EC 1.7.3.3,Urate oxidase(Uricase))是嘌呤代谢过程中存在的一种以分子氧作为受体的氧化酶,在氧气存在的情况下它能催化尿酸氧化生成过氧化氢和5-羟基异尿酸,后者在水中会自发转化为尿囊素并放出二氧化碳[1]。来源于哺乳动物的尿酸酶在生理条件下溶解性极低,只有在pH高于9时溶解度才逐渐升高,至pH10.3左右达到最高溶解度。
尿酸酶广泛分布于自然界多种物种体内,许多微生物能够直接将尿酸分解而排出体外,但是鸟类、爬行类和包括人类在内的灵长类动物由于体内缺乏尿酸酶,只能将尿酸作为最终产物排出。灵长类缺乏尿酸酶是由于进化中的突变事件而使尿酸酶成为假基因不能表达功能,因此血清内尿酸水平比拥有尿酸酶的物种高3~10倍[2],所以人类更容易得痛风。
因而尿酸酶在嘌呤代谢途径中有着重要作用, 它催化尿酸进一步分解。如果人体内嘌呤代谢紊乱, 就会产生过量尿酸或者尿酸排泄受阻, 血液中尿酸浓度增高, 形成高尿酸症,严重时可导致急性肾衰竭[3]。另外对于敏感个体来说, 食用富含嘌呤的食物, 如动物肝脏、鱼类、果酒(酵母细胞)等易引起痛风[4]。尿酸酶能快速降低血液中的尿酸浓度[5]。在美国,已在近几年的临床试验中将尿酸酶运用于白血病化疗引起高尿酸血症的治疗[6]。结果证明尿酸酶比别嘌呤醇起效更快[7]。在痛风患者方面,应用尿酸酶可以阻止急性发作,并减少痛风石的体积。
目前,尿酸酶主要应用于诊断试剂、临床治疗药物、生物传感器等三个方面。血清中高浓度的尿酸是诊断痛风和高尿酸血症的重要指标[8]。至今为止已发展出多种测定尿酸的方法。尿酸酶是检测痛风和高尿酸血症试剂盒的关键试剂酶[9],依赖于尿酸酶催化反应的酶分析法因可靠性好,反应灵敏,特异性高,干扰较少,而成为常用的方法。
由于尿酸酶对人类有着较大的应用价值,许多不同来源的尿酸酶被研究。但很多尿酸酶类制剂由于其半衰期短、热稳定性不好和其固有的抗原性而不能被应用。在不同来源的尿酸酶中,动物的尿酸酶更适于临床应用[10]。因此,研究和开发动物尿酸酶是一个很有意义的工作。
2. 碱性蛋白分离纯化方法
碱性蛋白一般是指在等电点条件下pH大于7的蛋白质。本实验探究的重组尿酸酶蛋白是碱性蛋白,所以通过参考其他碱性蛋白分离纯化手段,结合重组尿酸酶的理化性质,来探究重组尿酸酶分离纯化能使用的方法。
