《臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)》 診斷酶學(xué)ppt課件

第五章診斷酶學(xué),衛(wèi)生部“十二五”規(guī)劃教材全國高等醫(yī)藥教材建設(shè)研究會規(guī)劃教材,首都醫(yī)科大學(xué)王培昌,1,教學(xué)內(nèi)容,2,一、酶的概念與特征,（一）酶的組成、結(jié)構(gòu)與功能1.酶的本質(zhì)和特征2.酶的結(jié)構(gòu)和功能（二）酶的催化作用機(jī)制1.酶活性中心是酶分子執(zhí)行催化功能部位2.酶反應(yīng)的誘導(dǎo)契合學(xué)說（三）酶的命名1.習(xí)慣命名法2.系統(tǒng)命名法（四）酶的分類與編號,第一節(jié)概述,3,（一）酶的組成、結(jié)構(gòu)與功能1.酶的本質(zhì)和特征酶的化學(xué)本質(zhì)：絕大部分的酶是蛋白質(zhì)，有些酶是核酸和酶蛋白組成的復(fù)合體，極少數(shù)酶是核酸。酶除了具有蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)、一般催化劑的共同性質(zhì)外，還具有極高的催化效率、高度的特異性（specificity）及催化作用的可調(diào)節(jié)性等特點(diǎn)。由酶所催化的反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)過程中的幾個概念：酶活性（activity）；底物（substrate）；產(chǎn)物（product）；激活劑（activator）；抑制劑（inhibitor）核酶（ribozyme）：具有催化作用的核糖核酸。,4,2.酶的結(jié)構(gòu)和功能酶和一般蛋白質(zhì)一樣，具有一、二、三乃至四級結(jié)構(gòu)。單體酶（monomericenzyme）寡聚酶（oligomericenzyme）多酶體系（multienzyme）多功能酶或串聯(lián)酶（tandemenzyme）單純酶（simpleenzyme）：僅由氨基酸殘基構(gòu)成的酶。結(jié)合酶（conjugatedenzyme）：除含蛋白質(zhì)外，還含有非蛋白部分（金屬離子或小分子有機(jī)化合物），前者稱為酶蛋白，后者稱為輔因子。,5,（二）酶的催化作用機(jī)制1.酶活性中心是酶分子執(zhí)行催化功能部位酶分子中能和底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的區(qū)域稱為酶的活性中心（activecenter），酶活性中心是由空間上彼此靠近的化學(xué)基團(tuán)組成的具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域。2.酶反應(yīng)的誘導(dǎo)契合學(xué)說（inducedfithypothesis）在酶促反應(yīng)中，酶與底物結(jié)合時，底物首先和酶分子上的活性中心相結(jié)合，形成酶-底物中間復(fù)合物（ES）。在構(gòu)象上相互誘導(dǎo)，致使活性中心與底物完全緊密結(jié)合，這一過程稱為誘導(dǎo)契合學(xué)說。,6,（三）酶的命名1.習(xí)慣命名法根據(jù)酶所催化的底物、反應(yīng)的性質(zhì)以及酶的來源等進(jìn)行命名。此法雖較簡單，但缺乏系統(tǒng)性，易造成混亂。2.系統(tǒng)命名法國際酶學(xué)委員會于1961年提出了酶的系統(tǒng)命名法（又稱EC命名法）。規(guī)定每一酶均有一個系統(tǒng)名稱，它標(biāo)明酶的底物與反應(yīng)性質(zhì)，底物名稱之間以“”分隔開。,7,（四）酶的分類與編號1.根據(jù)酶所催化反應(yīng)類型可將酶分為六大類，即：氧化還原酶類（oxidoreductases）轉(zhuǎn)移酶類（transferases）水解酶類（hydrolases）裂解酶類（或裂合酶類）（lyases）異構(gòu)酶類（isomerases）合成酶類synthetases或連接酶類(ligases）2.國際酶學(xué)委員會將每種酶用4個數(shù)字加以系統(tǒng)編號。數(shù)字前冠以EC，數(shù)字之間用黑點(diǎn)隔開。第一個數(shù)字表示酶的類別，第二個表示亞類，第三個表示亞-亞類，第四個表示酶的編號序數(shù)。,8,9,二、同工酶的概念與特征,(一)同工酶的概念與特征同工酶是指催化相同化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。同工酶存在于同一種屬或同一個體的不同組織或同一細(xì)胞的不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，使不同的組織、器官和不同的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有不同的代謝特征，這為同工酶用來診斷不同器官的疾病提供了理論依據(jù)。(二)同工酶分類與命名分類根據(jù)同工酶的來源和結(jié)構(gòu)不同，從基因角度可將其分為：單基因決定的同工酶、復(fù)等位基因同工酶、多基因決定的同工酶和修飾的同工酶等四類。命名至今尚無確切的方法，常以組織名稱、亞基的數(shù)目和組成或發(fā)現(xiàn)地地名等命名。,10,人體中幾種重要的同工酶,11,三、工具酶,（一）工具酶參與的指示反應(yīng)（二）酶循環(huán)法（三）代謝物濃度的酶法測定技術(shù)1.終點(diǎn)法（1）直接法（2）酶偶聯(lián)法2.動力學(xué)法,12,(一)工具酶參與的指示反應(yīng)通常把酶學(xué)分析中作為試劑用于測定化合物濃度或酶活性濃度的酶稱為工具酶。常用工具酶多為氧化還原酶類。在臨床生化檢驗(yàn)中，許多項(xiàng)目的測定均有工具酶參與，最常用的有兩類分光光度法：一類是利用較高特異性的氧化酶產(chǎn)生過氧化氫（H2O2），再加氧化發(fā)色劑比色；另一類是利用氧化-還原酶反應(yīng)使其連接到NAD(P)-NAD(P)H的正/逆反應(yīng)后，直接通過分光光度法或其他方法測定NAD(P)H的變化量。,13,(二)酶循環(huán)法酶循環(huán)法（enzymaticcyclingmethods）采用兩類工具酶進(jìn)行循環(huán)催化反應(yīng)，使被測物放大擴(kuò)增，從而使檢測靈敏度提高。目前臨床上已應(yīng)用于總膽汁酸的測定。為了簡化操作過程，并使酶試劑得以方便或反復(fù)使用，已有許多研究將水溶性的酶通過吸附、包埋、載體共價結(jié)合或通過酶分子間共價交聯(lián)等方法固定在支持物上，并保持其原有的活性，這樣制備的酶稱為固相酶（或固定酶）（immobilizedenzymes）。,14,（三）代謝物濃度的酶法測定技術(shù)1.終點(diǎn)法在代謝物酶促反應(yīng)中，隨著時間的延續(xù)，待測物濃度逐漸減少而產(chǎn)物逐漸增多，一定時間后反應(yīng)趨于平衡，測定反應(yīng)達(dá)到平衡后待測物（底物）或產(chǎn)物變化的總量，即終點(diǎn)法（又稱平衡法）。(1)直接法：如果待測物與產(chǎn)物在理化性質(zhì)上有可直接進(jìn)行檢測的差異，如吸收光譜不同，則可直接測定待測物或產(chǎn)物本身信號的改變來進(jìn)行定量分析.(2)酶偶聯(lián)法：如果酶促反應(yīng)的底物或產(chǎn)物無可直接檢測的成分，則可將反應(yīng)某一產(chǎn)物偶聯(lián)到另一個酶促反應(yīng)中，而達(dá)到檢測的目的，即為酶偶聯(lián)法。代謝物酶促終點(diǎn)法測定的基本條件是：待測物濃度S應(yīng)遠(yuǎn)小于其米氏常數(shù)Km，此時任何時刻的反應(yīng)速率V=VmaxS/Km，呈一級反應(yīng)；反應(yīng)配方中所用酶量（V）應(yīng)足夠大，而Km應(yīng)小，以保證有較快的反應(yīng)速度完成測定。,15,終點(diǎn)法測定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)考慮以下問題：（1）工具酶的特異性：（2）Km大小要合適：（3）酶的用量（4）工具酶中的雜酶應(yīng)低于允許限。（5）反應(yīng)平衡點(diǎn)：（6）附加劑：應(yīng)不抑制酶的活性2.動力學(xué)法根據(jù)米氏方程，當(dāng)SKm，一般S/Km0.2，最好0.2g/L(L.h)或增加6.8倍以上，可判斷治療心肌梗死溶栓治療后心肌標(biāo)志物升高。,65,病例3【病史】某成年女性，黃疸并有惡心表現(xiàn)，尤其是進(jìn)食脂肪餐后，常有腹脹和不適。排泄惡臭而淡色的糞便和深褐色尿液。無既往病史，其男友為乙肝病毒攜帶者。體格檢查：患者有黃疸，肝大，有觸痛，中等度腹水?！緦?shí)驗(yàn)室檢查】血漿Tbil:625mol/L，TP:48.3g/L，Alb:28.4g/L，ALP:222U/L，AST:1837U/L，PT:16.9秒，KPTT:51.7秒。尿液：Bil(+)，Uro:(+)?！九R床診斷】急性傳染性乙型肝炎。【診斷依據(jù)】血漿AST活性和膽紅素濃度明顯增加，ALP活性則為輕度增加，提示肝細(xì)胞功能不良繼發(fā)中度膽汁淤積。總蛋白水平降低主要是由于肝臟合成蛋白質(zhì)減少，使白蛋白濃度降低所致。凝血時間延長與肝臟合成凝血因子減少有關(guān)。尿中出現(xiàn)膽紅素表明存在高結(jié)合膽紅素血癥。尿膽原水平增加與肝功能低下有關(guān)。,66,病例4【病史】某老年女性，2周前出現(xiàn)皮膚黃染、瘙癢，伴食欲低下、乏力，小便黃。有膽囊結(jié)石15年，膽囊炎2年。體格檢查：全身皮膚、鞏膜黃染，皮膚瘙癢。B超檢查發(fā)現(xiàn)膽總管結(jié)石，膽囊萎縮?！緦?shí)驗(yàn)室檢查】血漿Tbil：625mol/L，TP：62.5g/L，Alb：34.2g/L，ALT：126U/L，AST：98U/L，ALP：873U/L，GGT：457U/L。尿液Bil：(+)，Uro：(-)?！九R床診斷】肝后性黃疸?！驹\斷依據(jù)】該患者有明顯黃疸。實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該患者總蛋白和白蛋白水平正常，ALT和AST輕度升高，ALP和GGT異常升高；尿液分析發(fā)現(xiàn)尿膽紅素明顯升高；B超檢查發(fā)現(xiàn)膽囊結(jié)石。,67,病例5【病史】患者，女，54歲，自述有上呼吸道感染癥狀，后出現(xiàn)咳嗽、咳痰，呈陣發(fā)性加重，咳黃色膿痰，胸悶憋喘并于活動后加重，伴惡心，痰中帶血絲。體格檢查：雙側(cè)頸部可觸及腫大淋巴結(jié)，雙肺呼吸音粗，心率100次/分，心音低鈍、遙遠(yuǎn)，腹平軟，無壓痛。行胸部CT示：心包積液，B超檢查示心包積液量約250ml。行心包積液抽液術(shù)，抽出約170ml積液，為醬油色血性液體。【實(shí)驗(yàn)室檢查】白細(xì)胞：6000X106/L，中性粒細(xì)胞1500X106/L，總蛋白45g/L；積液蛋白/血清蛋白比值為0.7，葡萄糖2.16mmol/L，LD4200U/L，有核細(xì)胞分類75%為淋巴細(xì)胞。【臨床診斷】積液由肺癌引起?！驹\斷依據(jù)】心包積液實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果提示：心包積液為滲出液。進(jìn)一步檢查：患者行胸部CT檢查（及肺部活檢病理）示：右肺癌，雙側(cè)頸部可觸及腫大淋巴結(jié)，無壓痛。（顯微鏡細(xì)胞學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞）。,68,病例6【病史】某男，60歲，上腹劇烈疼痛1天，向腰背部放射，伴惡心嘔吐，腹脹。發(fā)熱，體溫38.9。體格檢查：上腹部壓痛（+），反跳痛（+），肌緊張（+），墨菲氏（+），肝區(qū)叩痛（+）。腸鳴音明顯減弱。1天后右下腹有壓痛，反跳痛及肌緊張。B超示：膽石癥，胰腺水腫，周圍有滲出，腹腔少量積液?！緦?shí)驗(yàn)室檢查】血尿淀粉酶均明顯升高?！九R床診斷】急性胰腺炎并腹膜炎。【診斷依據(jù)】上腹劇痛1天，向腰背放射；胃腸道癥狀；壓痛并反跳痛；墨菲氏（+）；血尿淀粉酶明顯升高；B超示：膽石癥，胰腺水腫，周圍有滲出。,69,病例7【病史】一般資料：中年男性，因乏力、腹脹伴皮膚鞏膜黃染1月入院，B超示肝脾大，中度腹水。20年前患急性肝炎。【實(shí)驗(yàn)室檢查】血細(xì)胞分析三系輕度降低，肝功能檢查示雙相性黃疸、白蛋白低、ALT及AST明顯升高、乙肝兩對半檢查為大三陽，PT、APTT、TT均延長，F(xiàn)IB減低。進(jìn)一步檢查：F：C正常，D二聚體輕度增加。【臨床診斷】肝臟病性凝血功能障礙?！驹\斷依據(jù)】該患者有明確的肝炎史，肝功能明顯異常，血細(xì)胞分析三系輕度減低，符合脾功能亢進(jìn)；PT、APTT、TT延長和FIB減低均是由于肝臟合成凝血因子障礙所致，但由于F不在肝臟合成，其活性可正常，同時F：C正常，D二聚體輕度增加不支持DIC。,70,病例8【病史】患者，男性，46歲，農(nóng)民，因頭暈6個月、持續(xù)性頭痛1個月入院。兩年前經(jīng)胃鏡檢查和病理診斷為胃腺癌。做胃大部切除術(shù)后，每年定時放療。2個月前復(fù)查，殘余胃部未見癌變，肝、腎、肺CT檢查未見異常。，顱內(nèi)MRI檢測顯示腦膜周圍模糊，未見占位性病變?！緦?shí)驗(yàn)室檢查】血清CEA