一、名词解释
1.IU(国际单位):
在特定的条件下,每分钟转化1μmol底物的酶量为一个国际单位。
2.血浆特异酶:
为血浆蛋白的固有成分,在血浆中发挥特定的催化作用。多数由肝脏合成并以酶原形式分泌入血,在一定条件下被激活,从而引起相应的生理或病理变化。
3.非血浆固有酶:
①外分泌酶:来源于消化腺或其他外分泌腺的酶,它们在血液中的含量与相应分泌腺的功能及疾病有关。
②细胞酶:只在生理情况下存在于各组织细胞中,参加物质代谢的酶类。(分为器官特异酶和非器官特异酶)这类酶细胞内外浓度差异悬殊,细胞损伤可导致血浆中浓度显著升高,最常用于临床诊断。
4.一级反应:
在底物浓度较低的情况下,反应速度随底物浓度的增加而增加,两者接近于线性关系,反应可近似为一级反应。
5.零级反应:
当底物浓度达到一定数值后,继续加大底物浓度,反应速度基本不再增加,反应可近似为零级反应。
6.固定时间法:
将酶与底物在特定条件(缓冲液、温度等)下孵育,经过一定时间后,用终止液终止反应,通过化学或生物化学的方法测出底物或产物的总变化量,除以时间即可计算出底物消耗速度或产物生成速度,以国际单位(μmol/min)或惯用单位表示的酶活性。
7.连续监测法:
将酶与底物在特定条件(缓冲液、温度等)下孵育,每隔一定时间(2s~60s)连续测定酶促反应过程中某一底物或产物的特征信号的变化,从而计算出线性期每分钟的信号变化速率(连续监测法是在多个时间点连续测定产物生成量或底物消耗量,选取线性期的速率来计算酶活性,又称速率法),求出酶活性浓度。
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1.金属酶:
金属离子与酶结合紧密,提取的过程中不易丢失,这类酶称为金属酶。如羧基肽酶(锌)、黄嘌呤氧化酶(铁-钼)等
2.金属激活酶:
金属离子虽为酶的活性所必需,却不与酶直接结合,而是通过底物相连接,这类酶称为金属激活酶。如己糖激酶等
3.可逆性抑制作用:
这类抑制剂以非共价键与酶可逆性结合,使酶活性降低或丧失。采用透析或超滤的方法可将未结合抑制剂除去,则抑制剂和酶蛋白复合物解离,同时酶活性逐步恢复。(竞争性,非竞争性,反竞争性)
4.不可逆性抑制作用:
抑制剂以共价键与酶活性中心上的必需基团相结合,使酶失活,用透析、超滤等方法除去剩余抑制剂后,抑制效应不能逆转。
5.巨分子酶:
血清中有时可出现相对分子质量远大于正常酶分子的一些酶,通常称为巨分子酶或酶的大分子形式,简称为巨酶。
问答题
一、酶含量的表示方法有哪些
据酶是蛋白质和具有高效催化性这两大特性,酶含量的表示方法主要有两种:一种是直接测定酶蛋白的质量并以酶蛋白质量浓度来表示,称绝对定量法。
另一种是根据在特定条件下酶的催化活性与酶含量成正比,以酶活性浓度来表示,称相对定量法。
(一)酶活性浓度表示法
1、酶活性浓度的单位:IU,Katal单位(SI制在规定条件下,每秒钟转化1mol底物的酶量为1kat,1kat=1mol.s-1。常用单位为mkatal或nkatal。)
2、酶活性浓度:单位体积样品中的酶活性单位。(U/L)
3、正常上限升高倍数(ULN):用测得的酶活性结果除以参考范围上限
(二)酶蛋白质量浓度表示法
利用酶蛋白的抗原性,制备特异性抗体后用免疫学方法直接测定酶蛋白的浓度,以g/L或mg/L来表示。
二、酶蛋白质量检测方法与测定酶活性相比有哪些优点
1)灵敏度高:灵敏度达到ng/L至μg/L的水平。
2)特异性高:测定的影响因素较少,几乎不受体液中激活剂、抑制剂的影响,不受药物的干扰。
3)可测定一些酶活性很难测定的酶。如不表达酶活性的酶原或脱辅基的酶蛋白或失活的酶蛋白。
4)与酶活性测定一起,计算免疫比活性,有可能为临床应用提供新的资料和信息。
5)在同工酶测定中的应用:与电泳法和层析法相比,免疫学法测定简单快速灵敏度高,标本量少,重复性好。与化学抑制法相比特异性好。
三、酶活性测定有哪些方法,各有何特点
目前通常按照监测时间不同来分,分为定时法(固定时间法)和连续监测法(速率法)。
(一)定时法:
优点:比较简单,最后测定时因酶促反应已被终止,故所用仪器无需恒温装置,显色剂的选择也可不考虑对酶活性的影响。
缺点:无法知道在整个酶促反应进程中是否都处于线性期。
(二)连续监测法
优点:无须终止酶促反应,不需添加其它成色试剂,就能将反应物变化的多点测定结果连接成线,观察到整个反应过程,选择线性反应期来计算酶活性,结果准确可靠。
要求检测仪器具有恒温装置及自动检测功能,自动生化分析仪都能达到这些要求。
四、何为理论K值,实测K值,校准K值?如何计算测定
(一)理论K值
根据理论摩尔系数及酶测定计算公式中除待测△A/min外的各项数值计算所得到的常数值即理论K值(橙色方框),通常试剂生产厂家给出的K值都属于此
(二)实测K值:
根据仪器当前的实际状态,试剂的稳定性等因素测得的K值。
理论K值受样品和试剂的加量准确度、比色杯光径准确度,尤其是ε的影响。ε在波长和温度等不同时有所不同。试剂说明书的ε可能与实际所用分析仪所测不同。因而有必要获得用户所用分析仪的实际ε,再计算K值此为实测K值。
(三)校准K值:
通过高质量校准直接校准得到的K值。
校准K值=(酶活性U/L)s/(ΔA/min)s
五、连续监测法中理论K值的检验:
最主要的因素就是摩尔吸光系数(ε)
(一)摩尔吸光系数(ε)对一定物质而言常是一个定值,但在一些外界条件影响下也会有所变化。
1、对硝基酚:当pH>10时,nm处其ε为;pH7.0,ε下降为,颜色下降几乎一半。
2、NAD(P)H:当波长大于nm时,随温度升高,同一波长的ε值会轻度下降。
(二)ε值在近似单色光的光源条件下才能成立。自动分析仪使用干涉滤片,波峰值可能出现差异,半波宽可能为10nm乃至更大。由于杂散光的存在,会明显改变ε值。
(三)注意系统的误差。
(四)双波长检测时,被测物在第二波长存在一定光吸收时,ε值需要进行修正。
六、可逆性抑制作用的动力学变化
1)竞争性抑制作用:
抑制剂和底物的结构相似,能和酶的底物分子竞争与酶的活性中心相结合,从而阻碍酶与底物结合形成ES复合物。
动力学特点:Vmax不变,表观Km增大。
2)非竞争性抑制作用:
抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合,不影响酶与底物的结合,酶和底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合。
动力学特点:Vmax降低,表观Km不变。
3)反竞争性抑制作用:
酶只有在与底物结合形成ES复合物后,才能与抑制剂结合,即ES+I?ESI。当ES与抑制剂结合后,ESI不能分解成产物,酶活性被抑制。
动力学特点:Vmax降低,表观Km降低。
七、酶促反应进程在酶学检测中的应用
(一)酶促反应进程:
1、延滞期:酶促反应开始至达到最大反应速度所需要的时间。
2、线性期:酶促反应速度保持恒定的时期,不受底物浓度的影响。
3、非线性期:随着反应时间的延长,底物消耗越来越明显,酶促反应速度明显下降,偏离线性而进入非线性期。
(二)酶偶联反应
酶偶联反应有一个明显的延滞期。反应一开始只存在底物A,不存在指示酶的反应,随着产物B的出现和增加,指示酶反应随之加快,Ex和Ei反应速度相等,也就是达到稳态。从酶反应开始至稳态期间,称为延滞期。
用酶偶联反应测酶活性浓度时,最好条件应是测定酶反应为限速反应,动力学上为零级反应。指示酶为一级反应,酶反应速度与指示酶底物浓度相关。
八、IFCC推荐法测定ALT的反应进程
(一)定时法/连续监测法
连续监测法根据连续测得的数据,只选择线性期的底物和产物变化速率用于计算酶活力。而定时法测得的酶活性是酶促反应的整个过程中的平均速度,有可能包括延滞期和非线性期。
(二)底物启动模式/样品启动模式
1)底物启动模式:样品先与部分试剂(缺乏某个底物)预孵育一定时间,然后加入这个底物,样品中的待测酶酶促反应才开始启动。优点:在待测酶酶促反应开始之前,可以除去某些干扰物,包括内源性干扰物和外源性干扰物。需要双试剂剂型,IFCC推荐法多采用底物启动模式。
2)样品启动模式:反应所需的试剂先混合在一起,然后加入样品,依靠样品中的待测酶来启动酶促反应,在延滞期去除部分干扰物,可采用单一试剂剂型。
九、何为同工酶,简述检测方法,举例说明其应用
同工酶:同一种属中由不同基因或等位基因编码的多肽链单体、纯聚体或杂化体,具有相同的催化作用,但其分子构成、空间构象、理化性质、生物学性质以及器官分布或细胞内定位不同的一组酶。
检测方法/应用:
十、巨分子酶的特性
(1)分子量大,在体内不易排出,也不易被巨噬细胞系统吞噬而降解,又因其有较长的半衰期,故在血中存留时间较长。
(2)在常规生化检测中往往易引起酶活性假性升高及同工酶的改变。
(3)它的存在干扰了酶测定的正确性,极易造成酶测定结果的错误判断和临床误诊。
十一、酶催化特性在酶学检测中的应用
常用诊断酶的测定
一、丙氨酸氨基转移酶(ALT)
二、门冬氨酸氨基转移酶(AST)
ALT:男性:9~50U/L,女性:7~40U/L(37℃)
AST:8~40U/L(37℃)
ALT是肝损伤的一项很灵敏的指标。急性肝损害时,血清ALT水平可在临床症状(如黄疸)出现之前就急剧升高,且ALT>AST。
DeRitis比值,即AST/ALT之比。急性肝炎时DeRitis比值<1,肝硬化时DeRitis比值≥2,肝癌时DeRitis比值≥3。
重症肝炎时,血中ALT逐渐下降,而胆红素却进行性升高,出现所谓“酶胆分离”现象,
胆道梗阻时,ALT中度升高,梗阻缓解后1~2周即可恢复正常。AST亦可升高。
慢性肝炎特别是肝硬化时,AST升高程度超过ALT。
(1)LD:用兔肌来源的干粉制剂,加入白蛋白和叠氮钠来保持其活性,应没有GLDH和ALT的污染。
(2)α-酮戊二酸用量:15mmol/L,基本满足了ALT最适条件对α-酮戊二酸的用量的要求,扩大了测定范围,提高了测定准确性。
(3)缺陷:存在内源性丙酮酸和GLDH的干扰,采用双试剂底物启动模式可以消除部分干扰,延长延滞期也可以消除部分干扰。
(4)预孵育目的:使试剂中磷酸砒哆醛与部分脱辅基的酶先结合。使脱辅基的酶恢复酶活性。
三、γ-谷氨酰基转移酶(GGT)
测定温度37℃,健康人群:
男性:11~50U/L,女性:7~32U/L
γ-GT是肝胆疾病检出阳性率最高的酶,主要用于胆汁淤滞及肝占位性病变的诊断。
肝内外阻塞性黄疸患者血清γ-GT均显着升高,其幅度与阻塞程度呈正相关
病毒性和肝硬化患者γ-GT亦可呈中度升高,但不及阻塞性黄疸明显。
γ-GT显著性升高是酒精性肝病的重要特征
肝癌患者γ-GT活性显着升高,动态观察可监测疗效、判断预后。
γ-GT同工酶分为γ-GT1、γ-GT2、γ-GT3和γ-GT4四种。
(1)反应温度37℃时的最适pH:7.70,以甘氨酰甘氨酸和氢氧化钠做缓冲体系。
(2)5-氨基-2-硝基苯甲酸在nm的摩尔消光系数为7.96*(pH为7.70),受pH和温度影响较大。
(3)GCNA的纯度要求:对硝基苯胺应小于0.5%,5-氨基-2-硝基苯甲酸应小于0.1%。
(4)底物自身:酶活性计算时应扣除试剂空白变化速率。
四、胆碱酯酶(ChE)
人体内主要存在两类胆碱酯酶:
一是假性胆碱酯酶(pseudocholinesterase,PChE),又称血清胆碱酯酶、丁酰胆碱酯酶或胆碱酯酶Ⅱ,临床常规检查的即为此酶,通常称为ChE(这里讲的就是ChE);
二是存在于神经突触处的乙酰胆碱酯酶(cetylcholinesterase,AChE),又称真性胆碱酯酶或胆碱酯酶Ⅰ。
~U/L
增高:见于神经系统疾病、甲状腺功能亢进、糖尿病、高血压、支气管哮喘、Ⅳ型高脂蛋白血症、肾功能衰竭等。
减低:见于有机磷中毒、肝炎、肝硬化、营养不良、恶性贫血、急性感染、心肌梗死、肺梗死、肌肉损伤、慢性肾炎、皮炎及妊娠晚期等,以及摄入雌激素、皮质醇、奎宁、吗啡、可待因、可可碱、氨茶碱、巴比妥等药物。
1、CHE是血清固有酶,酶含量高,若反应速率超过酶反应线性范围需将样品稀释后测定。
2、从酶动力学进程分析,采用双试剂,试剂1中的DTNB先与血清孵育可以消除干扰物,再用底物启动酶促反应可以得到较好的线性期。
3、血红蛋白可干扰本反应,因此样品应避免溶血。
五、肌酸激酶(CK)
男性为80~U/L,女性为60~U/L。
较早期诊断AMI,估计梗死范围大小或再梗死。
血中超过正常:发作后4~6h。达峰值时间:24h。回复正常:48~72h。CK半寿期:10~12h。
(1)缓冲液和pH:醋酸咪唑缓冲液。
(2)巯基激活物:CK是巯基酶,需要巯基试剂活化。常用N-乙酰半胱氨酸;
(3)腺苷酸激酶的干扰和消除:红细胞含有大量腺苷酸激酶(AK),使CK活性假性增高。常用的AK抑制剂以二腺苷-5-磷酸(AP5A)和AMP联用效果最好。
(4)EDTA的作用:Mg2+作激活剂,各法配方中均含有Mg2+。但样品中的Ca2+是Mg2+的竞争性抑制剂,加入EDTA既可以络合样品中的Ca2+又能防止N-乙酰半胱氨酸由于二价离子的催化发生的氧化,有利于试剂的稳定。
(5)样品保存:CK活性不稳定,血清样品室温4小时、4℃8~12小时、冰冻下2~3天维持活性不变,由温度增加引起的灭活是不可逆的,加入巯基试剂不能恢复。样品采集后应尽快分离血清,保存于4℃冰箱。
六、乳酸脱氢酶(LD)及其同工酶
成人血清LD:U/L~U/L
1.LD活性增高:目前临床测定LD活性常用于心肌梗塞、肝病和恶性肿瘤的辅助诊断。
2.LD活性降低:目前没有发现重要的临床意义。
3.LD的特异性差,几乎存在各种组织中,如:心、肺、肾、肝、骨骼肌以及恶心肿瘤等疾患时均致此酶增高。
1、37℃时最适pH为9.4,使用Tris缓冲液不合适。
2、在各类乳酸盐中,乳酸锂首选。关于NAD+应选择游离酸型与锂盐的混合型(游离酸:锂盐=1:5)
3、LD4和LD5对冷不稳定,故样品不宜冰箱存放
4、M和H亚基的理化性质相差悬殊,很难兼顾
七、淀粉酶(AMS)
碘-淀粉比较法
血淀粉酶:80~U/dl,尿淀粉酶:~1U/dl
急性胰腺炎、胰腺外伤、胰腺管阻塞等疾患时,血液、尿液中淀粉酶均增加。
急性胰腺炎,从发病2h开始血清淀粉酶活性迅速上升,12~24h间达最高峰,多在参考值上限4倍以上,3~4天降至正常。
慢性胰腺炎淀粉酶上升不如急性胰腺炎时显著,多为一过性,日间变化也大。为此须反复测定血清淀粉酶,更重要的是在晚饭后2h测定尿液淀粉酶,连续检查三天,从慢性胰腺炎发展成为胰腺萎缩、胰腺硬化时,淀粉酶活性则呈现低值。
胰腺癌者的淀粉酶活性,一般在早期增高,到晚期降低。
血淀粉酶增加,除见于胰腺疾患外,还见于腹部疾患等。腮腺炎时血清淀粉酶也可轻度升高。肾功能不全,各种外科手术后,服吗啡、可待因等药物后血清中淀粉酶也见上升。
(1)HEPES缓冲系统随着pH升高PNP的摩尔消光系数会加大。
(2)α-葡萄糖苷酶对底物有缓慢的水解作用,若将PNP-G7的非还原端葡萄糖残基接上保护基团封闭,就可以阻止α-葡萄糖苷酶对底物的水解作用,提高底物的稳定性。
(3)多功能α-葡萄糖苷酶对EPS的所有降解产物都有相同的转换率。
以后,在