آنزیم یوریکازبا نام تجاری (Rasburicase)    برای کاهش سطح اسید اوریک خون پس از شیمی درمانی کاربرد دارد و طبق آمارنامه دارویی میزان مصرف آن در کشور 4000 ویال 5 / 1 میلی گرمی  در هر سال بوده است. سندرم لیز تومور یک عارضه متابولیکی خطرناک است که ممکن است در بدخیمی تومور و پس از شیمی درمانی رخ دهد. یکی از علایم این سندرم هایپر اوریسمی است که در اثر کاتابولیسم شدید و سریع اسید های نوکلئیک باعث افزایش میزان اوریک اسید در خون میشود.

یوریکاز مشتق از A. flavus ، بصورت نوترکیب تحت نامهای تجاری Rasburicase و Fasturtec توسط شرکت Sanofi Aventis در مخمر S. cerevisiae تولید می شود و در درمان بیماریهای مختلف مانند نقرس و سندروم لیز توموری کاربرد دارد.

معرفی آنزیم یوریکاز

آنزیم یوریکاز (یوررات اکسیداز) در مسیر تخریب اسید نوکلئیک‌ها، مسئول اکسیداسیون یوریک اسید به آلانتوئین است. در انسان و برخی نخستی‌ها، یوریکاز فعالیت خود را به دلیل جهش‌های تخریب کننده از دست داده است. تجمع بیش از حد یوریک اسید در بدن می­تواند منجر به مشکلاتی از قبیل نارسایی کلیه و نقرس شود. فرم  نوترکیب آنزیم، راسبیوریکاز، اخیرا وارد بازار دارو شده است.

یوریکاز آنزیمی پروکسيزومي است که در اکثر مهره­داران اکسيداسيون یوريک اسيد به آلانتوئين را کاتاليز مي­کند. آلانتوئين يک متابوليت غيرفعال متابوليسم پورين­هاست و 5 تا 10 برابر از اسيد یوريک محلول­تر است بنابراين دفع آن از طريق کليه بهتر صورت مي­گيرد. این آنزیم 60 کلیو دالتون وزن دارد . علاوه بر این نشان داده شده است که یوریکاز آسپرژیولوس فلاووس فاقد هرگونه کوفاکتور و یون فلزی است.

واکنش تجزیه اسید یوریک به آلانتوئین

با تولید حدواسط 5-هیدروکسی ایزویورات (2) فقط مرحله اول این مسیر  توسط آنزیم کاتالیز میشود

یوریک اسید

محصول تجزیه ترکیبات پورینی بر پایه آدنین و گوانین است. در انسان و سایر پرایمات­ها کاتابولیسم پورین­ها فقط تا تولید یوریک اسید پیش می­رود. در مقابل، در  بسیاری از پستانداران، مواد زاید نیتروژن­دار حاصل کاتابولیسم پورین­ها به شکل اوره و آلانتوئین در­می­آیند. در نتیجه، سطح غلظت یوریک اسید در پلاسما که به طور عمده به شکل آنیون تک ظرفیتی یورات است، در انسان پنجاه برابر این موجودات است. همانطور که گفته شد این پدیده  به دلیل غیبت آنزیم یوریکاز در انسان است.

حذف آنزیم یوریکاز در انسان

آنزيم یوریکاز در همه پستانداران  بجز انسان و برخی نخستی ها  وجود دارد. هرچند شاید در نگاه  اول نبود آنزیم یوریکاز و سطح بالای یوریک اسید خون یک نقص محسوب شود اما بر اساس یک توضیح تکاملی ممکن است افزایش غلظت یوریک اسید در انسان یک مزیت فیزیولوژیک محسوب ­شود. یوریک اسید در غلظت فیزیولوژیک یک رفتگر اکسیژن منفرد و رادیکالها است و از گلبولهای قرمز در برابر تحلیل ناشی از آسیب پرواکسیداتیو محافظت میکند که این فرضیه ظاهرا مهمترین دلیل خاموشی این ژن را در انسان بیان میکند و به نظر می­رسد که ایجاد جهش در آنزیم یوریکاز در پریمات­ها یک انتخاب طبیعی به منظور افزایش غلظت یوریک اسید به عنوان یک عامل کاهنده قدرتمند برای جلوگیری از ایجاد سرطان در پریمات­های با طول عمر زیاد بوده است. همچنین یوریک اسید ممکن است نقش مهمی در پیشگیری از زوال ماهیچه ای و عملکردهای شناختی مرتبط با سن داشته باشد، مقادیر بالای یوریک اسید به طور معناداری با قدرت ماهیچه ای بالا و کاهش بیماریهای شناختی درگیر است.

ولی گاهی مقادیر بالای یوریک اسید مشکل ساز است : در طی درمان لوسمیا یا لنفوما به دلیل تخریب نوکلئیک اسیدهای حاصل از سلولهای بدخیم مقادیر بالایی یوریک اسید در خون ایجاد میشود که میتواند منجر به بسته شدن لوله­های کلیوی و نارسایی کلیوی حاد شود.uric acid nephropathy  و نقرس نیز از مشکلات مربوط ورود یوریک اسید به درون خون در اثر بیماریهایی ارثی میباشند. در دهه های اخیر افراد زیادی به دلیل دریافت سیکلوسپرین بعد از پیوند عضو  مبتلا به نقرس تهاجمی شده اند. گزارشهایی مبنی بر ارتباط مقدار بالای یوریک اسید خون و بیماریهای قلبی-عروقی وجود دارد و مطالعاتی دال بر وجود ارتباط بین سطح یوریک اسید خون و مقاومت به انسولین و متابولیسم غیرعادی گلوکز وجود دارد. نشان داده شده است که مونوسیت استخراج شده از افراد با سطح یوریک اسید بالای خون نرخ آپوپتوز بالاتری نسبت به مونوسیت جدا شده از خون افراد سالم دارد.

 درمان هایپریوریسمی

سطح اسيد یوريک نرمال سرم  انسان بين 2/8-6/3 ميلي گرم در ليتر مي­باشد که البته تفاوتي جزئي بين زنان و مردان در اين مقدار وجود دارد  و مقدار بیشتر ازاین میتواند منجر به اثرات پاتولوژیکی شود که در قسمت قبل توصیف شد. .داروهايي که موجب کاهش سطح یوریک اسید پلاسما مي­گردند عبارتند از آلوپورينول، ايموران، کلوفيبرات، کورتيکواستروئيد ها، استروژن ها، ديورتيکها٬ انفوزيون­هاي گلوکز، گايفنزين، وارفارين و آنزيم یوريکاز. داروهای نامبرده هر کدام در درمان این مشکل دارای کاستیهایی هستند، برای مثال داروی آلوپورینول (يک آنالوگ xanthine مي­باشد که آنزيم xanthine  اکسيداز  و در نتيجه توليد اسيد یوريک را مهار مي­کند) که دارویی رایج در درمان سندرم لیز توموری است، با محدودیتهایی چون کارايي نامناسب بخصوص در افرادي با ريسک بالاي بيماري، عملکرد کند، ايجاد واکنشهاي حساسيت­زا و برهمکنشهاي دارويي با داروهاي شيمي درماني رو به رو است. علاوه بر آن استفاده از آن منجر به تجمع xanthine  مي شود که مي تواند باعث کريستاله شدن و رسوب در کليه شود . به همين دليل در سال­هاي اخير استفاده از آنزيم یوریکاز در کنترل و پيشگيري از بيماري­هاي فوق اهميت زيادي پيدا کرده است.

Uricozyme آنزيم یوریکازی است که بوسيله يک سويه آسپرژيلوس فلاووس توليد شده و در درمان بيماري­هاي مختلف مانند نقرس کاربرد دارد. اين آنزيم توسط شرکت Sanofi Synthelabo در فرانسه توليد مي شود.

 تولید آنزیم یوریکاز به کمک تکنولوژی تولید پروتئین­های نوترکیب

امروزه یوریکاز به صورت نوترکيب نيز توليد و به بازار عرضه مي­شود. آناليزهاي صورت گرفته با روش­های مختلف الکتروفورز و کروماتوگرافي نشان مي­دهد که آنزيم نوترکيب  راسبیوریکاز  نسبت به uricozyme خالص­تر است. همچنين آنزيم نوترکيب با کارايي بالاتري (100 مرتبه بيشتر) در ميزبان مخمري توليد مي­شود که بالطبع کار خالص­سازي را آسان­تر مي­کند. آنزيم وحشي در مقايسه با آنزيم نوترکيب واکنش­هاي حساسيت زاي بيشتري توليد مي­کند چرا که آنزيم غير نوترکيب ناخالصي­هاي ناشناخته­اي دارد که ممکن است باعث حساسيت شود.

راسبیوریکاز

راسبیوریکاز فرم نوترکیب آنزيم یوریکاز است که معمولا در سويه اصلاح شده ژنتيکي ساکاروميسس سرويزيه توليد مي­شود. ژن مربوط به اين آنزيم متعلق به يک سويه آسپرژيلوس فلاووس است. اين دارو يک پروتئين تترامر است که از چهار زير واحد مشابه  kDa34 (هر زير واحد متشکل از 301 آمينو اسيد) تشکيل شده است. اين زير واحدها بوسيله پيوند دي­سولفيدي به هم متصل نيستند.

FDA در سال 2009 استفاده از راسبیوریکاز (Elitek, U. S.) را براي کنترل اوليه سطح یوريک اسید در بيماران بزرگسال که لوکمي، لنفوما و يا تومورهاي بدخيم جامد دارند و شيمي درماني کرده و ريسک ابتلا به TLS دارند را تاييد کرد.  نتایج نشان مي­داد سطح یوریک اسید پلاسماي افرادي که اين دارو را دريافت کرده­اند نسبت به افرادي که آلوپورينول گرفته­اند بطور عمده­اي کاهش يافته است.

(a) توپولوژی مونومر آنزیم (b) آنزیم چهار زیرواحدی یوریکاز