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乙酰胆碱酯酶AChE与丁酰胆碱酯酶 [复制链接]

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胆碱酯酶(cholinesterase)是一类糖蛋白,以多种同工酶形式存在于体内。一般可分为真性胆碱酯酶和假性胆碱脂酶。真性胆碱酯酶也称乙酰胆碱酯酶,主要存在于胆碱能神经末梢突触间隙,特别是运动神经终板突触后膜的皱摺中聚集较多;也存在于胆碱能神经元内和红细胞中。此酶对于生理浓度的Ach作用最强,特异性也较高。一个酶分子可水解3×10分子Ach,一般常简称为胆碱酯酶。假性胆碱酯酶广泛存在于神经胶质细胞、血浆、肝、肾、肠中。对Ach的特异性较低,假性胆碱酯酶可水解其他胆碱酯类,如琥珀胆碱。

乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶均为胆碱酯酶。乙酰胆碱酯酶又称乙酰胆碱羟化酶,真性胆碱酯酶,AChE,EC.3.1.1.7。丁酰胆碱酯酶又称乙酰胆碱乙酰羟化酶n假性胆碱酯酶,ChE,E.C.3.1.1.8。

(一)概况

1.反应式

曾观察到有两种专一性乙酰胆碱酯酶,可根据它们各自最适pH(分别为pH7.2与pH86~8.8)加以区分。

假性胆碱酯酶(ChE)能催化此反应/p>

业已发现11种不同的非专一性酯酶,其最适pH值变化范围为7.2至9.0之间[75],由此可分出一种丁酰胆碱酯酶(E.C.3.1.1.8)。

此酶以前分类称为苯酰胆碱酶,但是根据年国际酶学委员会推荐的命名法,已将这种命名取消了,因为此酶具有同了酰胆碱酯酶相似的活性。

2.米氏常数

3.专一性

乙酰胆碱并非是乙酰胆碱酯酶的专一性底物,然而,业已证明乙酰-β-甲基胆碱则是红血细胞来源的乙酰胆碱酯酶的专一性底物。此酶对于丙酰或丁酰胆碱表现活性较低。

苯酰胆碱与丁酰胆碱皆为假性胆碱酯酶的专一性底物。此酶亦能水解甘油三丁酸酯,a-萘酰丁酯以及其它酯类。

4.抑制剂

有机磷化合物既能抑制乙酰胆碱酯酶(AChE),也能抑制胆碱酯酶,然而,对于荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)来源的胆碱酯酶却例外。但是氨基甲酸酯与季铵盐类化合物皆能抑制。

5.意义

乙酰胆碱酯酶主要存在于脑、神经细胞和肌肉等组织中。鉴于下列两个理由,则可说明乙酰胆碱酯酶与胆碱酯酶测定的重要性:(1)种病肿瘤、气哮喘病和结核病等疾病皆具有诊断价值;(2)能检测出有机磷杀虫剂的含量和能指出接触这类杀虫剂的工作人员所受的伤害程度。

根据氟化物与奴白卡因(dibuchane的作用而分别给以“FN”与“DN”两种值,以往通常用来指示两种不同类型的胆碱酯酶。当接触丁二酰胆碱的作用之后,产生麻醉并发症情况下(即使窒息时间延长),就可能观察到这两种类型的胆碱酯酶。DN与FN的定义可用下式表示:

式中抑制反应速度即表示经奴白卡因(DN)或氟化物(FN)作用后的胆碱酯酶剩余活性。

6.稳定性

冷冻干粉保存于-20℃下,则可稳定6~12个月或更长时间,将酶溶液于4℃保存仅能稳定几天时间。

二、测定方法

1.测压法与pH法

有关测定胆碱酯酶的经典方法有:测定乙酰胆碱(Ⅲ)在水解过程中所产生的酸,既可用测压法测量所释放的二氧化碳气体,也可用电位法进行滴定。无论采用那一种方法,一个活性单位总是表示每分钟内水解一个微克分子的乙酰胆碱量。在测压法中,被水解的乙酰胆碱量可用瓦勃氏仪测量,即由酶促生成的酸,能使碳酸氢盐-二氧化碳缓冲液中逸出相当量的二氧化碳气体。在电位法中,可采用一种恒pH滴定法或带有外用电极的普通pH计来检测所产生的酸量。恒pH滴定法或Michel法,即是记录以维持恒定pH所需加入的碱量,由此加入碱的速度则为酶促水解速度的计量。

2.比色法

胆碱酯酶可用靛酚乙酸酯作底物进行比色法测量。产生蓝色靛酚的速度就是胆碱酯酶活性的量度。

这种底物同其它生色底物一样,它已被用来制备血清胆碱酯酶的半定量分析试纸。

另一种测定胆碱酯酶活性的比色法,是依据与未水解的乙酰胆碱(Ⅲ)底物生成一种棕色的异羟肟酸铁的络合物(Ⅱ)的原理。

还有一种简便的测定胆碱酯酶活性的比色法。它是由胆碱酯酶水解乙酰胆碱的硫醇同类物(V)而产生硫醇,进而与双-二硫代硝基苯甲酸(BDTNB)起反应,即生成一种深黄色的络合物,可于nm处检测。

此方法发展为临床化验室自动化常规分析。这种自动化分析仪,每小时能测定40个样品。

乙酰胆碱酯酶常用检测方法为乙酰胆碱酯酶AchE催化乙酰胆碱水解生成胆碱,胆碱与二硫对硝基苯甲酸(DTNB)作用生成5-巯基-硝基苯甲酸(TNB);TNB在nm处有吸收峰,通过测定nm吸光度增加速率,计算乙酰胆碱酯酶AchE活性。

3.电化法

根据胆碱酯酶水解碘化乙酰硫代胆碱(V)的原理,采取一种电化学法测定胆碱酯酶。此方法是:将一个25微安的恒微电流输入到两个管状铂电极中,记录酶促水解过程中电压随时间的变化值。开始,由于底物伏的碘化物被氧化成碘而呈现一稳定电压[97],当千欧2兆欧加入胆碱酯酶时,由于生成电化性更活泼的硫明亮的管状铂电极饱和甘汞电极醇(V)而使电压下降。底物、缓冲剂、酶一可用高阻抗真空管伏特高阻抗伏特计计测量电压的变化值。

所测极化曲线的斜记录仪率,即为胆碱酯酶水解硫代胆酯的速率。这些速率与用MichaelisMenten动力学公式推算所得的速率颇相一致。按此方法,可测定0.2至14单位的胆碱酯酶活性,其标准误差为0.7%。

4.荧光法

由于克分子吸光系数、测量气体体积或pH变化的限制,因而使大部分测量胆碱酯酶活性的方法,仅限于底物浓度大于10-5M与酶浓度大于10-2单位。生荧底物一般比生色底物要灵敏几个数量级。因此,倘若采用荧光酯类化合物,则将使酶法测定的灵敏度大为提高。这些化合物本身并无荧光,而是被酶水解后生成易于测量的荧光性产物。所产生的荧光度,可用动力学法进行跟踪,并据此换算为酶的活性。

四种适用于测量胆碱酯酶的生荧底物:试卤灵丁酸酯,吲羟乙酸酯和a-与B-萘酚乙酸酯。试卤灵酯是无荧光的,水解后则产生具有强烈荧光的试卤灵(V)。吲羟乙酸酯亦是无荧光的,但被胆碱酯酶水解时,首先变为吲羟(Ⅶ),而后生成靛白(VIII),两者皆有强烈的荧光(激发波长=nm,发射波长=nm)。当pH值小于7时,生成强烈荧光的靛白,则可长时间稳定而不被空气氧化成靛蓝(IX)。当pH更为碱性时,溶液的荧光度随着时间而迅速下降。吲羟和靛白皆具有相同的荧光激发波长和发射波长。靛白的荧光度为吲羟的两倍。

无论用试卤灵丁酸酯,还是用吲羟乙酸酯作底物,对于每毫升含0.至0.12单位的胆碱酯酶均可在2~3分钟内测定,其准确度与精密度约为1%。

a-与B-萘酚乙酸酯与丁酸酯均能被胆碱酯酶水解为a-萘酚(激发波长=nm;发射波长=至nm)与B-萘酚(激发波长=nm;发射波长=nm)。一般对于胆碱酯酶的测定,萘酚酯类不如吲羟乙酸酯或试卤灵丁酸酯那样灵敏,但每毫升只含0.单位的酶也能被检测出来,其准确度约为3%。

5.放射测量法

根据放射测量法的原理,发展了一种测定胆碱酯酶的灵敏方法。测量乙酰胆碱酯酶的方法,是采用乙酰-1-14C胆碱作为底物,而用计数器测量所释放的乙酸-1-1C浓度。解物先离子交换法除去,而后将放射性乙酸进行计数测量。所有测定可在30分钟内完成,其准确度为3%,或更高些。

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