Bilirubin ist das Produkt des normalen Katabolismus von eisenhaltigen Porphyrinverbindungen in Tieren. Bilirubin spielt eine wichtige Rolle im Körper. Es ist ein Antioxidans, das die Regeneration von Leberzellen unterstützt. Sobald jedoch Stoffwechselanomalien auftreten, wird Bilirubin im Körper angereichert, was zu Hyperbilirubinämie und sogar Gelbsucht führen kann. Bilirubinoxidase kann die Reaktion von Bilirubin katalysieren, um nicht-toxisches Bilirubin zu produzieren. Sie wird hauptsächlich verwendet, um den Bilirubingehalt im Serum zu bestimmen, und die Menge an Bilirubin im Serum kann als wichtige Grundlage für die Diagnose von hepatobiliären Erkrankungen dienen. Sie kann auch Informationen für die pathologische Analyse bereitstellen. In den letzten Jahren wurde Bilirubinoxidase auch in der Farbabbautechnologie und der Herstellung von Biobatterien eingesetzt, was ihren Anwendungsbereich erheblich erweitert hat.

Abbildung 1. Struktur von Bilirubin.

Quelle der Bilirubinoxidase

Bilirubinoxidase ist eine Polyphenoloxidase. Die erste Forschung zur Bilirubinoxidase wurde von Murao und Tanaka, zwei ausländischen Wissenschaftlern, durchgeführt. Sie isolierten Bilirubinoxidase aus einem Pilz der Gattung Lactobacillus. Dies legte eine wichtige theoretische Grundlage für die nachfolgende Forschung und Anwendung der Bilirubinoxidase. Die Quelle der Bilirubinoxidase ist besonders umfangreich, und Lactobacillus ist ihre Hauptquelle und eine ertragreiche Bakterienart. Die Mikroorganismen, die Bilirubinoxidase produzieren, umfassen Streptomyces, Frankia, Ganoderma lucidum und Penicillium violaceum. Maitins fand in seiner Forschung heraus, dass das Sporenhüllprotein von B. subtilis ebenfalls Bilirubinoxidase-Aktivität aufweist. Darüber hinaus haben ausländische Wissenschaftler auch Bilirubinoxidase in Pflanzen wie Kartoffeln, Zwiebeln, Luzerne und Tomaten isoliert.

Abbildung 2. Proteinstruktur der Bilirubinoxidasen.

Anwendung der Bilirubinoxidase

1. Klinische Tests und Behandlung

Bilirubinoxidase hat ein breites Anwendungsspektrum in der Medizin. Sie wird hauptsächlich verwendet, um den Bilirubingehalt und das gesamte Bilirubin im Serum zu bestimmen. Sie ist empfindlicher und genauer zur Überwachung von Leber- und Gallenblasenerkrankungen als chemische Methoden und bietet somit detaillierte Informationen zur pathologischen Analyse. Um die Bestimmung zu erleichtern, wurde Bilirubinoxidase in ein Kit integriert, das schnell den Bilirubingehalt von Patienten bestimmen und klinisch Gelbsucht diagnostizieren kann. Darüber hinaus müssen Patienten mit schwerer Gelbsucht während der klinischen Behandlung Kreatinin im Serum des Patienten messen, aber sie werden während der Messung durch Bilirubin im Serum gestört, und Bilirubinoxidase kann verwendet werden, um die Bilirubininterferenz im Serum zu beseitigen. Dies gewährleistet den normalen Verlauf der Kreatininmessung und verbessert die Zuverlässigkeit des Wertes. Bilirubinoxidase ist ein extrazelluläres Enzym, das schwer zu isolieren ist. Im Prozess der Isolation und Reinigung ist die Natur instabil, die Enzymaktivität wird stark reduziert und der Ertrag verringert sich. Um die oben genannten Probleme zu überwinden, können wir das Enzym fixieren. Die Eigenschaften des fixierten Enzyms sind stabiler, es kann die katalytische Effizienz des Enzyms verbessern und es ist einfach, die Enzymreaktion zu regulieren und zu kontrollieren.

2. Behandlung von Umwelabwässern

Mit der rasanten Entwicklung der Industrie werden immer mehr chemische und Druck- und Färbewasser in die Umwelt eingeleitet, was zu einer gewissen Verschmutzung führt. Lange Zeit bestanden die Methoden zur Abwasserbehandlung hauptsächlich aus physikalischen und chemischen Verfahren. Die physikalische Methode zur Abwasserbehandlung war langsam und hatte einen langen Zyklus. Mit der vertieften Untersuchung von Enzymen wird die biologische Behandlung von Abwasser möglich. Bilirubinoxidase und Laccase sind beide Polyphenoloxidasen und haben daher ähnliche Eigenschaften und Wirkungen.

Literaturverzeichnis

1. Mosqueda, L.; et al. The Life Cycle of Bruises in Older Adults. Journal of the American Geriatrics Society. 2005, 53 (8): 1339-1343.
2. Macedo LJ.; et al. Assessing electron transfer reactions and catalysis in multicopper oxidases with operando X-ray absorption spectroscopy. Nature Communications. 2020, 11 (1): 316.