ВСТУП. СТРУКТУРА ТА ФУНКЦІЇ БІЛКІВ. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БІЛКІВ. БУДОВА І ВЛАСТИВОСТІ ФЕРМЕНТІВ. МЕХАНІЗМ ДІЇ ФЕРМЕНТІВ. ІЗОФЕРМЕНТИ, КЛАСИФІКАЦІЯ ФЕРМЕНТІВ. РЕГУЛЯЦІЯ АКТИВНОСТІ ФЕРМЕНТІВ. ФЕРМЕНТО-ДІАГНОСТИКА. ФЕРМЕНТОПАТІЇ. ЕНЗИМОТЕРАПІЯ
Біологічна хімія – це наука про хімію життя. Суть життя не піддається простому визначенню. Протягом багатьох століть учені вкладали в це слово різний зміст. Відомі достовірно тільки характерні риси життя: ріст, рух, обмін речовин, розмноження та пристосування. Але кожну з цих рис, окремо взяту, можна спостерігати і в неживій природі. Наприклад, кристалики солей ростуть, розмножуються, але вони не належать до живих. Біохімія вивчає хімічні та фізико-хімічні прояви життя.
Для медицини біохімія стала головною фундаментальною науковою дисципліною, що на молекулярному рівні пояснює всі біологічні процеси в нормі й при захворюваннях. Вона лежить в основі сучасної діагностики, встановлення прогнозу перебігу захворювання та лікування хворих. Завдяки біохімії було розкрито причини і механізми таких захворювань, як цукровий і нецукровий діабети, серповидноклітинна анемія, глікогенози, колагенози тощо (так званих молекулярних хвороб). Жоден клініцист у своїй практичній діяльності не обходиться без біохімічних обстежень хворих.
СТРУКТУРА ТА ФУНКЦІЇ БІЛКІВ
Відомо 20 a-амінокислот, які генетично кодуються, і декілька їх похідних, що утворюються шляхом ферментативної модифікації. Загальну формулу a-амінокислоти можна зобразити так:
де R- вуглеводневий радикал. Радикал може бути аліфатичний або циклічний, містити різні функціональні групи. Одна із двадцяти a-амінокислот (пролін) є не аміно-, а імінокислотою, тому що її атом азоту входить до складу циклу. Амінокислоти можна класифікувати за різними ознаками. Для вивчення білків зручний поділ за полярністю радикалів на неполярні, полярні незаряджені та полярні заряджені. Подані тривіальні назви амінокислот є найбільш вживаними. В схемах амінокислоти та їх залишки позначаються скорочено першими трьома буквами назви.
Амінокислоти - слабкі електроліти. Вони містять групи як кислотного, так і основного характеру, тобто є біполярними йонами. Їх заряд залежить від кількості цих груп і рН середовища:
Пептидний зв'язок. Пептиди
Амінокислоти здатні до конденсації при взаємодії карбоксильної групи однієї амінокислоти та аміногрупи - іншої:
Утворена сполука називається пептидом, а зв'язок - пептидним. При сполученні двох амінокислот утворюється дипептид, трьох - трипептид, а багатьох - поліпептид. Пептидний зв'язок міцний, він піддається гідролізу тільки при тривалому кип'ятінні в кислому або лужному середовищі. В пептиді виділяють N-кінець, на якому знаходиться вільна аміногрупа, та С-кінець, на якому міститься незаміщена карбоксильна група. Називаючи пептид, назвам всіх амінокислот, крім С-кінцевої, дають суфікс -ил або -іл, а назву останньої не змінюють, наприклад, гліцил-аланін, серил-тирозил-аргінін.
Пептидний зв'язок має специфічну просторову форму. Неподілена пара електронів азоту взаємодіє з p-електронами карбонільної групи, утворюючи делокалізовану систему електронів, розподілену між атомами О, С і N. Тому зв'язок С-О слабший, ніж подвійний, а зв'язок С-N міцніший, ніж одинарний. Навколо зв'язку С-N неможливе вільне обертання груп, оскільки він не одинарний. В одній площині знаходяться атоми С, N, О, Н і a-вуглецеві атоми. Причому атоми О і N знаходяться в транс-положенні. Вільно обертатися можуть лише радикали навколо a-вуглецевих атомів. Така будова пептидного зв’язку обмежує можливості просторових конформацій пептидів.
Наявність пептидного зв'язку визначають біуретовою реакцією, характерною для амідів, зокрема, для біурету: Першим біуретову реакцію пептидів вивчав О. Я. Данилевський. Суть її полягає у взаємодії пептидноі групи з йонами міді (II) в лужному середовищі з утворенням розчинного комплексу фіолетового кольору. Ця реакція дуже чутлива і використовується як для якісного, так і для кількісного визначення пептидів.
Структура білків
За хімічною будовою білки є поліпептидами. Внаслідок взаємодії функціональних груп поліпептиду між собою і з оточуючим середовищем він набуває специфічної просторової форми. Тільки в цій формі він є біологічно активним. Для спрощення опису просторової форми білкових молекул користуються поняттям про рівні структурної організації (Ліндерстрем-Ланг).
Первинна структура білків - це порядок розташування амінокислотних залишків в нерозгалуженому поліпептидному ланцюгу:
В ланцюгу білка чергуються пептидні групи і a-вуглецеві атоми. Амінокислотні радикали не беруть участі в утворенні зв’язків на цьому рівні. Однак порядок їх розташування має вирішальне значення для просторової форми молекули. Дипептид, який складається з двох різних амінокислот (А і Б), може мати дві різні послідовності "АБ" і "БА". Для трьох амінокислот число варіантів складає 6. Із 20 різних амінокислот можна побудувати 10130 різних послідовностей по 100 залишків в кожній. Уявимо, що хоч по одній із таких молекул є в природі. Скручені в компактні клубочки, вони зайняли б 1027 (тисяча квадрильйонів) об'ємів Всесвіту. Зрозуміло, що лише мала частка можливих комбінацій послідовностей використовується природою.
Вторинна структура білка - це регулярна укладка поліпептидного ланцюга, стабілізована водневими зв'язками між пептидними групами. Щільність упаковки цієї структури така ж, як і у кристалів. Тому білки називають аперіодичними кристалами. Для різних білків ступінь і характер спіралізації відрізняються. Л.Поллінг і Р.Корі. на підставі власних даних про будову пептидного зв’язку запропонували у 1951 році дві структурні моделі, які одержали підтвердження в просторово-структурних дослідженнях: модель a-спіралі і b-структури (паралельних і антипаралельних складчастих шарів). В різних білках було показано існування одного з цих типів вторинної структури, або їх поєднання.
a-спіраль можна уявити як ланцюг, закручений навколо уявного циліндра. В білках виявлено правозакручену спіраль. Водневі з’язки утворюються між пептидними групами через три залишки, причому кожна пептидна група утворює по два водневих зв’язки (за рахунок і оксигену, і гідрогену). Таким чином a-спіраль вся пронизана водневими зв’язками. Висота одного витка спіралі - 0,54 нм і на нього припадає З,б амінокислотних залишки. В b-структурі водневі зв’язки утворюються між різними ланцюгами (паралельний складчастий шар), або різними ділянками одного ланцюга (антипаралельний складчастий шар)
b-структуру утворюють поліпептиди, до складу яких входять, як правило, неполярні амінокислоти з невеликими радикалами. Вони не заважають утворенню шарової структури. В місцях розташування залишку гліцину, який не має радикалу, ланцюг може змінювати напрямок на 180°, що веде до утворення антипаралельних фрагментів. Спіралізуватись може до 75% всього поліпептидного ланцюга.
Третинна структура – це трьохмірна укладка поліпептидного ланцюга, яка стабілізується внутрішньомолекулярними взаємодіями радикалів амінокислотних залишків. Внаслідок вільного обертання навколо a-вуглецевих атомів радикали можуть по-різному орієнтуватись в просторі, утворюючі зв’язки із спорідненими групами і забезпечуючи термодинамічно вигідну укладку молекули.
В глобулярних білках поліпептидний ланцюг містить багато гідрофільних полярних радикалів, які орієнтуються назовні глобули, до оточуючого водного середовища, утворюючі водневі зв’язки з молекулами води. Гідрофобні радикали переважно занурюються всередину глобули, уникаючи контактів із водним середовищем, і утворюють між собою гідрофобні зв’язки. Оскільки кожний радикал є полярним (гідрофільним) , або неполярним (гідрофобним), то водневі і гідрофобні зв’язки відіграють вирішальну роль в формуванні глобули. Утворена компактна кулеподібна структура стабілізується більш міцними йонними та дисульфідними зв’язками:
Зв’язки у третинній структурі білка: 1 – водневі, 2 – йонні, 3 – дисульфідні, 4 – гідрофобні.
Гомологічні білки, які виконують однакову функцію у різних організмів, дещо відрізняють за амінокислотним складом. Однак, як правило, ці відмінності не позначаються на характері зв’язків і тому вони мають однакову доменну будову.
Гемоглобін складається з чотирьох субодиниць (рис. 5.6.). Кожна субодиниця утворена поліпептидним ланцюгом і залізопорфіриновим комплексом. Ланцюги попарно однакові: два a- , які складаються з 141 амінокислотного залишка і два b-ланцюги – з 146 залишків. Кожний ланцюг має третинну структуру, подібну до міоглобіну. Ланцюги об’єднуються попарно, утворюючи контакти за рахунок переважно гідрофобних радикалів.
Четвертинну структуру мають білки, які виконують складні біологічні функції і активність яких залежить від дії регулюючих факторів. Відокремлені ланцюги таких білків втрачають свою функцію, або систему її регуляції. Отже, олігомерні білки мають кооперативну узгодженість дії окремих протомерів.
Фізико-хімічні властивості білків
Властивості білків визначаються хімічним складом, розмірами і формою молекули. Білки мають молекулярну масу від 6 тисяч до мільйону і більше (для 6ілків-олігомерів).
Розчинність. Фібрилярні білки не розчиняються у воді, так як містять переважно гідрофобні радикали, рівномірно розташовані вздовж витягнутої молекули. Глобулярні білки утворюють гідрофільні колоїди з розміром частинок 1-100 нм, в яких молекули води оточують глобули гідратними оболонками і взаємодіють з полярними групами на їх поверхні.
Внаслідок великого розміру білкові молекули не проходять через напівпроникні мембрани.
Суміш різних білків можна розділити в електричному полі за напрямком і швидкістю переміщення молекул з різним зарядом. Цей метод називається електрофорезом.
При повільному концентруванні білки утворюють кристали характерної форми. Цю властивість використовують для виділення індивідуальних білків.
Наявність реакційно здатних функціональних груп, стабілізація просторової структури слабкими взаємодіями, а також великі розміри молекул роблять білки дуже чутливими до дії зовнішніх факторів. Порушення унікальної природної конформації молекули, що відбувається внаслідок розриву нековалентних зв’язків і приводить до втрати біологічної активності, називається денатурацією.
Класи білків. Структурно-функціональна характеристика окремих представників
За складом білки поділяють на прості, які складаються лише з амінокислотнїних залишків, і складні, які містять, крім білка, компонент небілкової природи.
Серед простих білків виділяють групи, представники яких мають подібний склад, молекулярну масу, властивості і функцію: альбуміни, глобуліни, гістони, протаміни тощо.
Складні білки поділяють на групи залежно від природи їх небілкової частини:
глікопротеїни - багато білків сполучної тканини, крові, зовнішньої поверхні клітинних мембран;
ліпопротеїни – форма транспорту ліпідів в крові, інтегральні білки мембран,
нуклеопротеїни - хромосоми, рибосоми;
фосфопротеїни - поживний білок молока казеїн;
металопротеїни - містять безпосередньо атоми металу, а не металоорганічні комплекси типу гему. До них належать металоферменти, форми запасання і транспорту металу феритин (Fe), церулоплазмін (Cu), металотіонеїн (Zn, Cu, Cd));
хромопротеїни – містять забарвлену органічну групу (гем, рибофлавін).
Особливості хімічного складу і будови білків реалізуються у виконанні ними певних біологічних функцій. З’ясуємо цю залежність на прикладі окремих функцій білків.
Структурно-функціональні особливості ферментів
Більшість ферментів має чотири рівні структурної організації (первинну, вторинну, третинну і четвертинну), тобто є олігомерними білками, що складаються із протомерів. Кожна із субодиниць або окремі їх частини відіграють певну роль у процесі функціонування ферменту. Прості (однокомпонентні) ферменти здійснюють ферментативне перетворення субстрату з участю власне білкової молекули. Безпосередню участь у реакції бере не весь поліпептидний ланцюг ферменту, а тільки незначна його частина, що близько прилягає до субстрату. У ферментативну реакцію включається тільки декілька залишків амінокислот. Ці залишки можуть розташовуватися в поліпептидному ланцюзі як поруч, так і далеко один від одного, але просторово вони повинні бути досить зближені.
Та частина молекули ферменту, яка з'єднується із субстратом, називається активним центром ферменту. Активний центр відповідає за специфічну спорідненість ферменту із субстратом, утворення ферментосубстратного комплексу і каталітичне перетворення субстрату. В активному центрі ферменту умовно розрізняють так звану каталітичну ділянку, де відбувається каталітичне перетворення субстрату, і контактну, або якірну ділянку, що зв'язує фермент із субстратом. Схема розташування складових компонентів активного центру показана на рисунку.
За утворення активного центру ферменту, як і за його каталітичну дію, відповідає третинна структура білкової молекули. Отже, при порушенні третинної структури (денатурація) роз'єднуються просторово поєднані амінокислотні залишки і, як наслідок, фермент втрачає активність. У складі активного центру простого ферменту знаходиться приблизно 15 залишків амінокислот. Активний центр утворюють залишки таких амінокислот, як серин, цистеїн, гістидин, тирозин, лізин та деякі інші, що надають ферменту як просторової, так і електричної спорідненості із субстратом. В утворенні тимчасового комплексу між ферментом і субстратом важлива роль належить дисульфідним, іонним, а також слабким зв'язкам (водневі зв'язки, гідрофобна взаємодія).
Активний центр складних (двокомпонентних) ферментів містить у своєму складі як кофермент, так і ту частину апоферменту, що просторово прилягає до нього. Кофермент при цьому може відповідати за утворення зв'язку із субстратом, формування третинної або четвертинної структури апоферменту і каталітичне перетворення субстрату. Ферменти можуть мати 1, 2, 3 і більше активних центрів, що залежить від кількості протомерів (субодиниць), які входять у його структуру.
Крім активних центрів, у ферментах можуть бути ще так звані алостеричні центри (від грец. алос – інший, другий; стереос – просторовий, структурний). Алостеричні центри служать місцем впливу на фермент різних регуляторних чинників, тому їх ще називають регуляторними центрами, а речовини, що взаємодіють з алостеричним центром, отримали назву ефекторів. Приєднання до алостеричного центру ефектора призводить до певних структурних змін в активному центрі та, як наслідок, пригнічення або підвищення активності ферменту. Ефекторами можуть служити продукти ферментативних реакцій, гормони, медіатори нервової системи, метали. Алостеричних центрів (як і активних) фермент може мати декілька, відповідно до кількості протомерів. Важливо зазначити, що алостеричні й активні центри у ферментах просторово відокремлені, тобто знаходяться один від одного на певній відстані.
Властивості ферментів як каталізаторів
Ферменти мають ряд властивостей, подібних до небіологічних каталізаторів, але одночасно і відрізняються від них. Спільними для всіх видів каталізаторів є:
1. Вони пришвидшують тільки ті реакції, які можливі з точки зору термодинаміки, тобто ті процеси, що йдуть у напрямку термодинамічної рівноваги, але з малою швидкістю.
2. Вони не змінюють напрямку реакції.
3. Каталізатори збільшують швидкість наближення системи до термодинамічної рівноваги, не змінюючи при цьому точки рівноваги.
4. Відносно не змінюються після реакції, тобто вивільняються і знову можуть реагувати з наступними молекулами субстрату.
5. Усі каталізатори діють у відносно малих концентраціях.
Разом із тим, ферменти як білкові структури мають властивості, відмінні від властивостей каталізаторів неорганічних. Що це за властивості? Для ферментів характерні: специфічність, чутливість до дії сторонніх чинників, залежність дії від рН і t°, ферментам, на противагу іншим каталізаторам, притаманна значно вища каталітична активність. Розглянемо ці властивості.
Механізми та особливості перебігу ферментативних реакцій
Ферменти, як і інші каталізатори, прискорюють тільки ті реакції, які термодинамічно можливі, тобто ті, що відбуваються самовільно, але з малою швидкістю. Можливість перебігу хімічної реакції визначається різницею між вільною енергією початкових речовин і продуктів реакції. Якщо вільна енергія продуктів реакції менша, ніж початкових речовин, тобто відбувалося розсіювання енергії, то реакція перебігає самовільно – вона термодинамічно можлива. У випадку переважання вільної енергії продуктів реакції над вихідними речовинами реакція енергетично стає неможливою (це так звана ендергонічна реакція). Вона може здійснюватись тільки за умов надходження зовнішньої енергії в кількості, більшій за енергію утворюваних продуктів.
Швидкість будь-якої реакції залежить від величини енергетичного бар'єру, який необхідно подолати реагуючим молекулам, але для різних реакцій величина цього бар'єру неоднакова. У звичайних умовах (при відсутності каталізатора, ферменту або при низьких температурах) є дуже мала кількість молекул, здатних перемагати цей бар'єр і вступати в реакцію. Отже, без каталізаторів та при низьких температурах швидкість реакцій буде низькою.
Здатність молекул вступати в хімічну реакцію визначається енергією активації, яка затрачається на перемагання сил відштовхування, що виникають між електронними хмаринками взаємодіючих молекул. Інакше кажучи, енергія активації витрачається на утворення проміжного комплексу між реагуючими молекулами.
Інгібітори ферментів
Подібно до активаторів, інгібуючу дію на ферменти можуть проявляти різні за будовою і за механізмом дії речовини. Вивчення різних інгібіторів відкриває великі можливості для розуміння механізмів дії ферментів. Інгібітори (від лат. інгібіціо – затримка, гальмування) – речовини, що, на відміну від активаторів, послаблюють або цілком призупиняють дію ферментів. Деякі інгібітори ферментів є отрутами для живих організмів (наприклад, ціаніди, сірководень, монооксид вуглецю). Ряд лікарських засобів також має виражені інгібуючі властивості щодо певних ферментних систем. Тому інгібітори широко застосовують в експериментальній медицині для з'ясування механізму дії лікарських середників.
За механізмом дії інгібітори поділяються на дві групи:
1. Інгібітори, що вступають із ферментами у зворотну реакцію.
2. Інгібітори, що реагують із ферментами незворотно.
Незворотний інгібітор утворює з ферментом міцну сполуку за рахунок ковалентних зв'язків. Ці зв'язки виникають між різними функціональними групами, що поєднуються з активним центром ферменту. Такий комплекс не розпадається і не дисоціює на вихідні речовини, наприклад, ціанідна кислота і її похідні, фосфороорганічні, тіолові отрути та ін.
Класифікація і номенклатура ферментів
Існує два типи назв ферментів: тривіальна (робоча) і систематична.
Робоча назва ферменту складається з назви субстрату, назви типу каталітичної реакції і закінчення аза. Наприклад:
лактат + дегідрогенізація – лактатдегідрогеназа. Це фермент окиснення (дегідрогенізації) лактату.
За систематичною номенклатурою назва ферменту складається з назви субстрату, на який діє фермент, назви типу хімічної реакції і закінчення – аза. За цією номенклатурою назва лактатдегідрогенази пишеться так:
лактат : НАД – оксидоредуктаза
(суб. І : суб. ІІ – тип хім. реакції)
Поряд із цим, зберігаються також назви давно відомих ферментів (історична назва), наприклад пепсин, хімотрипсин, каталаза тощо.
За офіційною міжнародною класифікацією, ферменти діляться на 6 класів, залежно від типу каталізованих реакцій:
1. Оксидоредуктази – ферменти, які каталізують окисно-відновні реакції.
2. Трансферази – ферменти, які каталізують міжмолекулярне перенесення різних хімічних груп.
3.Гідролази, які каталізують реакції гідролітичного розщеплення внутрішньомолекулярних зв'язків.
4. Ліази, які каталізують реакції негідролітичного розщеплення з утворенням подвійних зв'язків, і навпаки – приєднання груп у місцях подвійних зв'язків.
5. Ізомерази, які каталізують реакції ізомеризації.
6. Лігази (синтетази) – ферменти, які каталізують з'єднання двох молекул із використанням енергії фосфатного зв'язку. Джерелом енергії для таких реакцій служить АТФ або інші нуклеозидтрифосфати.
Класи ферментів діляться на підкласи, а вони – на підпідкласи.
Підклас уточнює дію ферменту, вказуючи на природу субстрату. Ще більше конкретизує дію ферменту підпідклас, що вказує на природу субстрату чи акцептора, який бере участь у реакції. Згідно з класифікацією, для кожного ферменту існує шифр, що містить 4 кодові числа, які розділяють крапками. 1 цифра шифру означає клас, 2 – підклас, 3 – підпідклас, 4 – порядковий номер ферменту у підкласі.
Наприклад, фермент цитохромоксидаза за міжнародною класифікацією має шифр 1.9.3.1, для лактатдегідрогенази шифр представлений цифрами 1.1.1.27.
Використання ферментів у медицині
В останні роки ферменти набули широкого застосування в практичній і експериментальній медицині. Розрізняють три напрямки використання ферментів у медицині: ензимопатологія, ензимодіагностика й ензимотерапія.
Ензимопатологія вивчає стан ферментативної активності в нормі й патології. Встановлено, що багато спадкових захворювань є наслідком дефекту якогось ферменту. Дефектними можуть бути ферменти, що каталізують обмін вуглеводів, ліпідів, амінокислот тощо. Так, галактоземія – спадкове захворювання, що проявляється підвищенням концентрації галактози в крові, розвивається внаслідок спадкового дефекту синтезу ключового ферменту – галактозофосфат-уридил-трансферази, який каталізує перетворення галактози в глюкозу. Причиною іншої спадкової хвороби (фенілкетонурії), яка супроводжується розладом психічної діяльності, є втрата клітинами здатності синтезувати фермент, що каталізує перетворення фенілаланіну в тирозин. Зараз виявлено багато форм різних ферментопатій.
Ензимодіагностика широко застосовується в практичній медицині з метою уточнення діагнозу, встановлення ефективності лікування та прогнозу перебігу патологічного стану. В клініці найчастіше вивчають активність ферментів крові, рідше – сечі та інших біологічних рідин. За умов ураження тканин і органів внаслідок порушення проникності клітинних мембран ферменти надходять у кров, що проявляється підвищенням їх активності, яку можна зафіксувати за допомогою специфічних способів. Із метою діагностики захворювань найчастіше вивчають зміни в крові (в основному підвищення) так званих органоспецифічних ферментів або ізоферментів. Для печінки такими ферментами є аланінамінотрансфераза, гістидаза, орнітинкарбамоїлтрансфераза, лужна фосфатаза та інші; для діагностики захворювань серця вивчають ферменти аспартатамінотрансферазу, креатинфосфокіназу, лактатдегідрогеназу; для діагностики уражень підшлункової залози застосовують дослідження активності альфа-амілази, трансамідинази тощо.
Іноді для більш грунтовного дослідження стану хворого вивчають активність кількох ферментів, зокрема їх ізоформ. Наприклад, для діагностики уражень серця і печінки в сироватці крові визначають активність і співвідношення між ізоформами лактатдегідрогенази, аспартат- та аланін-амінотрансферазою (АсАТ і АлАТ). Інфаркт міокарда супроводжується збільшенням вмісту ізоформ ЛДГ1 і ЛДГ2, а також аспартатамінотрансферази, тоді як ураження печінки призводить до зростання переважно аланінамінотрансферази та ізоферментів ЛДГ5 і ЛДГ4.
Ферментні препарати використовуються також для визначення вмісту деяких речовин із діагностичною метою. Зокрема, препарат ферменту глюкозооксидази, що окиснює глюкозу киснем повітря, застосовують у клініці для виявлення глюкози в крові й сечі хворих на цукровий діабет. Зараз виготовляють індикаторні папірці (глюкотест), що використовують в експрес-методах для визначення глюкози біля ліжка хворого.
Ензимотерапія проводиться переважно в тих випадках, коли в організмі не вистачає якогось ферменту чи коферменту або як допоміжний засіб при деяких захворюваннях. Так, нестача ферментів у шлунково-кишковому тракті через зниження секреції травних соків може бути компенсована призначенням хворим препаратів пепсину із соляною кислотою за умов ахілії або препаратів трипсину в капсулах за умов нестачі ферментів підшлункової залози.
Препарати цитохрому с застосовують для лікування хворих, отруєних окисом вуглецю і деякими іншими сполуками, що порушують процеси тканинного дихання. Різні протеолітичні препарати використовують для первинної обробки некротичних ран, опіків, гангренозних уражень з метою розщеплення білків загиблих клітин. Це сприяє очищенню ран і зменшенню запальних явищ. Нуклеази застосовують для лікування деяких вірусних захворювань. Наприклад, для лікування вірусного кон'юнктивіту використовують очні краплі, що містять ДНКазу: фермент руйнує ДНК вірусу і цим виліковує захворювання.
Широко застосовуються протеолітичні ферменти в лікуванні й попередженні тромбозів, тобто закупорень судин згустками крові. Фермент аспарагіназу використовують для лікування деяких форм лейкозів. Воно полягає в тому, що амінокислота аспарагін у лейкозних клітинах не синтезується і вони їх одержують із плазми крові. Тому введення хворим аспарагінази призводить до руйнування в крові аспарагіну, пригнічення синтезу білків у лейкозних клітинах, що викликає їх загибель. Із метою знешкодження збудників запальних процесів під час лікування ран як зовнішній засіб використовують глюкозооксидазу.
Крім ферментів, у лікувальній практиці застосовують також коферменти. Наприклад, тіамінпірофосфат (кокарбоксилазу) вводять хворим на серцеві захворювання, нервові розлади тощо. Хворим на серцеві захворювання, м'язові дистрофії, променеву хворобу призначають АТФ, НАД та інші.
Широко застосовують у лікувальній справі інгібітори ферментів. Так, для пригнічення активності протеолітичних ферментів у підшлунковій залозі за умов гострого панкреатиту використовують інгібітор протеаз – трасилол. Природні інгібітори протеаз застосовують також у лікуванні алергічних захворювань, гострих артритів, при яких спостерігається активація протеолізу і фібринолізу, що супроводжується утворенням вазоактивних кінінів. Використовуються й інгібітори амінооксидаз, які, інгібуючи моноамінооксидази, сприяють збереженню потрібної кількості моноамінів.