Применение ферментов в качестве аналитических реагентов

Высокоочищенные ферменты часто используют в качестве избирательных реагентов для количественного определения (с диагностической целью) нормальных или аномальных химических веществ в биологических жидкостях (моча, кровь, желудочный сок и др.). Так, например, фермент уреазу используют для измерения количества мочевины в моче или в крови. Уреаза – это фермент с абсолютной специфичностью, под её действием мочевина распадается на углекислоту и аммиак:

Достаточно обработать пробу крови или мочи раствором уреазы и определить количество образовавшегося аммиака, чтобы точно сказать, сколько мочевины содержалось во взятой пробе.

Также в лабораториях широко используют очень простой и точный метод определения глюкозы в крови и моче с помощью фермента глюкозооксидазы. Принцип метода основан на специфическом окислении глюкозы под влиянием глюкозооксидазы (КФ 1.1.3.4), обладающий высокой субстратной специфичностью по отношению к глюкозе.

D-Глюкоза		D-глюконовая кислота
О ║ C─H ô Н─C─ОH ô ОH─C─Н ô Н─C─ОH ô Н─C─ОH ô СН2ОН	глюкозооксидаза	CООH ô Н─C─ОH ô ОH─C─Н ô Н─C─ОH ô Н─C─ОH ô СН2ОН

Этот метод позволяет определить содержание глюкозы в крови в присутствии других восстанавливающих веществ. Глюкозооксидаза – флавопротеин, простетической группой которого является FAD⁺. Окисление глюкозы глюкозооксидазой происходит у первого углеродного атома до глюконовой кислоты через промежуточный продукт δ-глюконолактон. Перенос двух атомов водорода на FAD⁺ приводит к его восстановлению, а затем FADH₂ передает их на кислород с образованием перекиси водорода в эквимолярных количествах. Образовавшийся пероксид водорода определяется по реакции окислительной конденсации хлорпроизводного фенола с 4-аминофеназоном, катализируемой пероксидазой. Интенсивность возникшей окраски прямо пропорциональна концентрации глюкозы.