門冬醯胺酶

**門冬醯胺酶**
臨床資料
商品名（英語：Drug nomenclature）	Elspar
AHFS/Drugs.com	Monograph
MedlinePlus	a682046
給藥途徑	靜脈注射，肌肉注射，皮下注射
ATC碼	L01XX02 (WHO) ;
法律規範狀態
法律規範	英：處方藥（℞-only） (POM); 美：處方藥（℞-only）;
藥物動力學數據
生物半衰期	8-30 hrs
識別資訊
	IUPAC命名法 E. coli L-asparagine amidohydrolase; ;
CAS號	9015-68-3
DrugBank	DB00023 ;
ChemSpider	NA ;
UNII	G4FQ3CKY5R;
KEGG	D02997 ;
CompTox Dashboard（英語：CompTox Chemicals Dashboard） (EPA)	DTXSID9037666 ;
ECHA InfoCard	100.029.774
化學資訊
化學式	C1377H2208N382O442S17
摩爾質量	31731.9 g/mol

門冬醯胺酶（英語：Asparaginase，EC 3.5.1.1），又名天冬醯胺酶或天門冬醯胺酶，是一種催化天冬醯胺水解成天冬氨酸的酶。在自然界中，一些微生物能產生這種酶。

用途

不同類型的門冬醯胺酶被用於不同的用途。

門冬醯胺酶常在食品工業用作商品名為Acrylaway和PreventASe的食品加工助劑。它能夠減少澱粉類食品（如餅乾和薯片）中致癌物丙烯醯胺的含量。^[1]

另一種商品名為Elspar的門冬醯胺酶則在臨床上其他藥物聯合用於治療急性淋巴細胞白血病（ALL）及某些淋巴瘤與肥大細胞瘤等癌症。^[2]^[3]^[4] 不同於大部分其他化療藥物，門冬醯胺酶可通過靜脈注射、肌肉注射或皮下注射給藥而無須擔心對周圍組織的刺激與損害。

作用機理

作為食品加工助劑

在烘烤或煎炸含澱粉食物的時候（尤其是高溫情況下），這類食物中天然存在的胺基酸天冬醯胺會與澱粉發生美拉德反應，而該反應使得澱粉類食物變脆且呈現出獨特的色澤、氣味。然而，反應同時還會產生致癌物丙烯醯胺。

通過在烘烤或煎炸食物之前加入門冬醯胺酶，天冬醯胺被水解成為天冬氨酸和氨。這使得天冬醯胺無法繼續參與美拉德反應，從而顯著減少食品加工時產生的丙烯醯胺量。門冬醯胺酶能夠最多將各種澱粉類食品中的丙烯醯胺含量減少90%，同時不影響產品的味道與外觀。^[5] 不過由於其他無天冬醯胺參與的反應也能產生少量的丙烯醯胺，目前生產上仍未能夠做到完全杜絕這種致癌物的產生。^[1]

作為藥物

人體的普通細胞均可合成天冬醯胺，但某些癌細胞（尤其是急性淋巴細胞白血病細胞）由於基因突變而無法合成這種非必需胺基酸。這使得它們需要大量的天冬醯胺，並強烈依賴於宿主的供給；門冬醯胺酶能夠將L-天冬醯胺分解成天冬氨酸和氨，從而耗盡細胞外液中的這種胺基酸，抑制腫瘤細胞的蛋白質合成、細胞分裂與細胞生長，最終導致細胞程序性死亡。其他細胞則不受影響。^[6]

藥物副作用

門冬醯胺酶的主要不良反應是過敏或超敏反應，表現為發熱、寒顫、血壓下降、皮疹，甚至有可能出現全身過敏反應以致休克。^[2] 除此之外，它還能夠抑制某些蛋白質的合成，如凝血因子（一般為纖維蛋白原）和抗凝血因子（一般為抗凝血酶（英語：Antithrombin），有時還包括蛋白質C（英語：Protein C）和蛋白質S（英語：Protein S）），從而引起出血或中風。^[7] 骨髓抑制亦十分常見，但通常較輕，極少達到需要為此而改變治療方案的程度。^[8]

其他常見副作用包括噁心、嘔吐、腹瀉、頭痛、蛋白尿、肝功能受損（黃疸）和胰腺炎等。^[3]

藥物發現歷史

門冬醯胺酶的抗癌效應最早是在1953年被發現的——科學家觀察到大鼠和小鼠的淋巴瘤在用豚鼠的血清治療後發生了退化。^[9] 之後研究者發現使腫瘤退化的不是血清本身，而是其中的門冬醯胺酶。^[10] 隨後在1966年和1967年對其進行了一系列的臨床試驗，並逐漸將其投入治療急性淋巴細胞白血病。^[7]

在比較不同類型的門冬醯胺酶後，人們發現由大腸桿菌（Escherichia coli）和菊歐文氏菌（英語：Erwinia chrysanthemi）（Erwinia chrysanthemi）產生的酶具有最好的抗癌能力。大腸桿菌產生的酶（即Elspar）因為除了效果好還容易做到大量生產，所以成為了目前門冬醯胺酶的主要來源。^[7] 菊歐文氏菌產生的酶則採用另一個商品名Crisantaspase，或是在英國銷售時的商品名Erwinase。^[2]

參考資料

^ ^1.0 ^1.1 Kornbrust, B.A., Stringer, M.A., Lange, N.K. and Hendriksen, H.V. (2010) Asparaginase – an enzyme for acrylamide reduction in food products. In: Enzymes in Food Technology, 2nd Edition. (eds Robert J. Whitehurst and Maarten Van Oort). Wiley-Blackwell, UK, pp. 59-87.
^ ^2.0 ^2.1 ^2.2 8.1.5: Other antineoplastic drugs. British National Formulary (BNF 57). United Kingdom: BMJ Group and RPS Publishing. March 2009: 476. ISBN 978-0-85369-845-6.
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^ Hendriksen, H.V.; Kornbrust, B.A.; Oestergaard, P.R.; Stringer, M.A. Evaluating the Potential for Enzymatic Acrylamide Mitigation in a Range of Food Products Using an Asparaginase from Aspergillus oryzae. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2009-04-23, 57 (10): 4168–4176. PMID 19388639. doi:10.1021/jf900174q.
^ Broome, J. D. L-Asparaginase: Discovery and development as a tumor-inhibitory agent. Cancer treatment reports. 1981,. 65 Suppl 4: 111–114. PMID 7049374.
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^ Johnston, P. G.; Hardisty, R. M.; Kay, H. E.; Smith, P. G. Myelosuppressive effect of colaspase (L-asparaginase) in initial treatment of acute lymphoblastic leukaemia. British medical journal. 1974, 3 (5923): 81–83. PMC 1611087 . PMID 4604804.
^ Kidd, J. G. Regression of transplanted lymphomas induced in vivo by means of normal guinea pig serum. I. Course of transplanted cancers of various kinds in mice and rats given guinea pig serum, horse serum, or rabbit serum. The Journal of experimental medicine. 1953, 98 (6): 565–582. PMC 2136344 . PMID 13109110.
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外部連結（英文）

醫學主題詞表（MeSH）：Asparaginase
Macmillan Cancer Support上面的藥物信息：Crisantaspase information （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
美國國家衛生研究院的藥物信息（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

[kornbrust-1] 1.0 ^1.1 Kornbrust, B.A., Stringer, M.A., Lange, N.K. and Hendriksen, H.V. (2010) Asparaginase – an enzyme for acrylamide reduction in food products. In: Enzymes in Food Technology, 2nd Edition. (eds Robert J. Whitehurst and Maarten Van Oort). Wiley-Blackwell, UK, pp. 59-87.

[BNF57-2] 2.0 ^2.1 ^2.2 8.1.5: Other antineoplastic drugs. British National Formulary (BNF 57). United Kingdom: BMJ Group and RPS Publishing. March 2009: 476. ISBN 978-0-85369-845-6.

[pku-3] 3.0 ^3.1 孫燕. 抗肿瘤药物手册. 北京: 北京大學醫學出版社. 2006. ISBN 978-7-811-16205-9.

[pmid17554375-4] Appel IM, van Kessel-Bakvis C, Stigter R, Pieters R. Influence of two different regimens of concomitant treatment with asparaginase and dexamethason] on hemostasis in childhood acute lymphoblastic leukemia. Leukemia. 2007, 21 (11): 2377–80. PMID 17554375. doi:10.1038/sj.leu.2404793.

[5] Hendriksen, H.V.; Kornbrust, B.A.; Oestergaard, P.R.; Stringer, M.A. Evaluating the Potential for Enzymatic Acrylamide Mitigation in a Range of Food Products Using an Asparaginase from Aspergillus oryzae. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2009-04-23, 57 (10): 4168–4176. PMID 19388639. doi:10.1021/jf900174q.

[6] Broome, J. D. L-Asparaginase: Discovery and development as a tumor-inhibitory agent. Cancer treatment reports. 1981,. 65 Suppl 4: 111–114. PMID 7049374.

[js-7] 7.0 ^7.1 ^7.2 Müller, H. Use of L-asparaginase in childhood ALL. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 1998, 28 (2): 97–11. doi:10.1016/S1040-8428(98)00015-8.

[8] Johnston, P. G.; Hardisty, R. M.; Kay, H. E.; Smith, P. G. Myelosuppressive effect of colaspase (L-asparaginase) in initial treatment of acute lymphoblastic leukaemia. British medical journal. 1974, 3 (5923): 81–83. PMC 1611087 . PMID 4604804.

[9] Kidd, J. G. Regression of transplanted lymphomas induced in vivo by means of normal guinea pig serum. I. Course of transplanted cancers of various kinds in mice and rats given guinea pig serum, horse serum, or rabbit serum. The Journal of experimental medicine. 1953, 98 (6): 565–582. PMC 2136344 . PMID 13109110.

[10] Broome, J. D. Evidence that the L-asparaginase of guinea pig serum is responsible for its antilymphoma effects. I. Properties of the L-asparaginase of guinea pig serum in relation to those of the antilymphoma substance. The Journal of experimental medicine. 1963, 118 (1): 99–120. PMC 2137570 . PMID 14015821.

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