天冬酰胺酶
左旋天冬酰胺酶（L-Asparaginase，L-ASNase）是一种天冬酰胺水解酶，可以专一性的水解天冬酰胺，使其分解为天冬氨酸和氨气，对某些肿瘤表现出抑制作用。
1.1天冬酰胺酶的作用
1.1.1天冬酰胺酶在生物医药领域的作用
在人体中，正常细胞可以自行合成天冬酰胺，而在儿童急性淋巴细胞白血病（acute lympHocytic leu-kemia，ALL）患者体内，肿瘤细胞无法自行合成天冬酰胺，只能依靠外源的天冬酰胺。当使用天冬酰胺酶水解血液循环的天冬酰胺，肿瘤细胞会因缺少底物无法合成自身的生长繁殖所需要的蛋白质进而死亡。这种方法可以快速抑制肿瘤细胞的生长，而对正常的细胞没有抑制作用【1】。基于这种选择性，天冬酰胺酶目前广泛应用于ALL的治疗。
目前主要的 L-ASNase 药物制剂有三种，分别是来自 E.coli 的天然 L-ASNase、聚乙二醇化形式的 L-ASNase 和来自 Erwinia 的 L-ASNase【2-3】。
1.1.2天冬酰胺酶在食品工业领域的作用
有关研究显示【4】，淀粉类食物在经过120℃以上的油炸是会发生美拉德反应，生成一种晶体物质——丙烯酰胺。丙烯酰胺是一种神经毒素，它的晶体无色无味，在食物中很难被察觉。1994年，国际癌症研究报告显示【5】，丙烯酰胺晶体可能是一种致癌物质。
在食品加工工业中，丙烯酰胺晶体主要是还原糖的羰基和天冬酰胺的alpha;-氨基发生了热诱导反应生成的【6】，而L-ASNase可以催化天冬酰胺生成天冬氨酸和氨气。因此在食品加工中，用L-ASNase预处理天冬酰胺，可以在一定程度上降低丙烯酰胺晶体的生成比例，从而降低癌症的发生概率。
1.2天冬酰胺酶的不良反应
虽然L-ASNase表现出良好的抗肿瘤效果，但是目前临床上常因不良反应停止化疗。
1.2.1过敏反应
现L-ASNase的来源多为大肠杆菌，作为一种外源性蛋白质，直接用于人体难免会引起严重的不良反应（如过敏反应），目前解决方案之一是对大肠杆菌来源的L-ASNase进行化学修饰，共价连接一个非免疫原性聚合物——聚乙二醇，被称为培门冬酶。实验结果显示培门冬酶有用药次数少，住院时间短的特点【7】。
1.2.2谷氨酰胺降低
因某些种类的 L-ASNase 具有部分谷氨酰胺酶的活性，会使人体的谷氨酰胺含量降低从而影响正常的生理代谢【5】，因此寻找低谷氨酰胺酶活性的 L-ASNase 也是目前的研究热点之一。
1.3天冬酰胺酶的结构特点和催化机理
左旋天冬酰胺酶最初是从豚鼠【8】血液中提取的，含量很低，后用大肠杆菌发酵法制得。大肠杆菌发酵生产的L-ASNase分为两种——L-ASNase I和 L-ASNase II【9】。其中L-ASNase I 存在于大肠杆菌的细胞质中，与底物的亲和性很低，无法有效率的催化左旋天冬酰胺转化为天冬氨酸和氨气，所以没有抗癌活性。而L-ASNase II 是一种被分泌到大肠杆菌的周质中的天冬酰胺酶，与底物的亲和性很高，具有相当高的抗癌活性。所以，目前临床研究主要以L-ASNase II为主【10】。
通常情况下L-ASNase以四聚体的形式存在【11】，但是在某些情况下也以二聚体和六聚体的形式存在。Erwinia 来源的 L-ASNase 以四聚体形式存在，每个四聚体均由四个相同单体组成，每个单体由三百二十七个氨基酸构成，其中有 14 个 alpha;螺旋，8 个beta;折叠。Erwinia 来源的 L-ASNase 的单体有两个结构域，其中，大的 结构域位于N-末端和小的结构域位于 C-末端【12】，活性位点位于两个相邻的单体之间【13】。
