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TUhjnbcbe - 2024/8/17 16:56:00
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乳酸脱氢酶(lactatedehydrogenase,LD或LDH,EC1.1.1.27)是一类NAD依赖性激酶,有LDHA、LDHB、LDHC三种亚基,可构成6种四聚体同工酶。动物乳酸脱氢酶是由4个亚单位组成的四聚体,常见的A、B两种亚基构成的5种LDH同工酶(LDH1-5),C亚基则仅组成一种LDH同工酶即LDH-C4。

乳酸脱氢酶为含锌离子的金属蛋白,分子量为-kD,是糖无氧酵解及糖异生的重要酶系之一,可催化丙酸与L-乳酸之间的还原与氧化反应,也可催化相关的α-酮酸。LDH广泛存在于人体组织中,以肾脏含量最高,其次是心肌和骨肌。红细胞内LDH约为正常血清的倍。

一、概况

1.反应式

正向反应的最适pH值为8.8~9.8而逆向反应的最适pH值为7.4~7.9。

2.米氏常数

3.专一性

此酶对L(+)-乳酸作用是专一的,然而,对D(一)-乳酸却毫无作用,它既不是底物,也不是抑制剂。B-氨基乳酸、B-卤代乙酸和甘油酸等物质被脱氢要比乳酸慢倍,在逆向反应中,几种a-酮酸能起氢化反应,其氢化速度随链长度的增加而减慢。a-,γ-及二酮酸类的反应速度只有丙酮酸反应速度的十分之一。

此酶对于NADP与NADPH起反应仅为对NAD与NADH起反应速度的百分之一。

L-乳酸脱氢酶I型(H4)亦可称为a-羟丁酸脱氢酶;因为全部LDH中有92%活性作用于a-羟丁酸的底物,而仅有极少量的此酶活性是作用于L-乳酸的。同样地,LDH-1作用于a-酮丁酸比作用于丙酮酸底物活性更大。

4.激活剂与抑制剂

LDH能被巯基试剂所抑制(如重金属离子、碘、24-二硝基氟代苯、对-汞氯代苯甲酸等);半胱氨酸或谷胱甘肽为可逆性抑制剂;硼酸、丙二酸、草酸、草氨酸以及EDTA则是竞争性抑制剂。

二甲基亚砜、二乙基已烯雌酚、乙醇以及甲醇对此酶皆具有稳定作用。

5.纯度要求

所需的纯度为每毫克蛋白应含单位以上活性,而含醛缩酶与丙酮酸激酶(PK)的量应少于0.%,含谷丙转氨酶(GPT),L-苹果酸脱氢酶(MDH)以及肌激酶(MK)的量应少于0.01%。

6.同工酶与意义

L-乳酸脱氢酶(LDH)是由四条肽链组成的二种类型的酶,即M型(存在于肝脏与肌肉中)以及H型(存在于心脏中),每一种酶是在单独的遗传控制下产生的。由于它们具有活性的四聚体的形式中所含的H与M单位的数目不同,因此,业已发现LDH具有五种同工酶。根据电泳分析,发现LDH-1型迁移最快,这种LDH-1型由四个单位(即H)组成。其次最快的是LDH-2即HM,随后是LDH-3(HM2),LDH-4(HM),而LDH-5(M)移最慢。所谓肝脏中M型乳酸脱氢酶,主要来源于骨骼肌。

新近,已鉴别出LDH中含有第六种同工酶,即为LDH-C型同工酶,它在电泳图谱上是位于LDH-3型与LDH-4型二区带之间,此同工酶仅存在于青春期后的睾丸组织中。

不同来源的五种普通的同工酶现皆有市售供应。

人血清中LDH正常值范围是:女性为40~单位/升;男性为65~单位/升。测定血清LDH对于多种疾病具有诊断价值。临床证明,凡患有心肌梗塞症,肺梗塞症肝炎、充血性心力衰竭、白血病以及某些恶性肿瘤等疾病,此酶活性水平出现升高。患心肌梗塞症此酶活性水平较正常值高达10倍,但是,其它症状通常仅比正常值升高5~6倍左右。患梗塞症后,在48~72小时内血清中此酶水平出现上升,并且这种活性上升能维持10~14天之久。因此,此酶临床症状颇象D-3-羟丁酸脱氢酶(HBDH),而不象肌酸激酶(CPK)与谷-草转氨酶(GOT)。

患中毒性黄疸病与传染性单核细胞增多症时,发现此酶水平较正常值增高18倍。患肝硬化症与梗阻性黄疸疾病时,此酶水平为正常情况的3~4倍。患有各种类型癌症的病人中,有50%患者出现LDH活性水平升高,而尤其是患异常癌症及肺癌病人表现出此酶水平特别高。未痊愈的恶性贫血症病人中,曾观察到此酶水平较正常值升高10~80倍。

根据此酶的同工酶谱诊断疾病的性质乃是行之有效的。例如,患心肌梗塞症病人中,LDH-1与LDH-2活性水平比正常人血清高。患肝病时,LDH-4与LDH-5水平较正常人显著地增高。

LDH亦可用来对谷丙转氨酶(GPT)、肌酸激酶(CK)、二胺氧化酶(D-AOD)、肌激酶、磷酸甘油变位酶以及丙酮酸激酶(PK)进行偶联反应测定。此外,尚可对5-二磷酸腺苷(ADP)、5-单磷酸腺苷(AMP)、丙酮酸、L-乳酸以及甘油进行酶法测定。

7.稳定性

将此结晶状的酶悬浮在pHM硫酸铵溶液中,于4℃下保存,能稳定几年时间。纯化的酶在水溶液中却是不太稳定的。若将此酶贮存在-20℃下,经一夜时间,LDH-4与LDH-5活性便丧失殆尽。将血清样品贮存在25℃下,经2~3天时间,不会使酶活性出现明显的丧失。将LDH-1置于65℃下尚能稳定30分钟,但是,LDH-4与LDH-5置于57℃下,经30分钟便失活了。

二、测定方法

1.分光度法

(1)逆向反应

LDH可用丙酮酸与NADH作底物进行测定,即于nm处跟踪NADH吸光率的减量。一个单位活性即定为:在标准条件下(温度为25℃),每分钟能引起1微克分子NADH氧化(初速度)所需的酶量。

一种比色法,即依据丙酮酸与2,4-二硝基苯肼反应而生成腙的原理,于-或nm处测定腙的吸光率。

(2)正向反应

根据正向反应原理还推荐了另些测定方法,即在pH9~9.5条件下,用乳酸与NAD代替丙酮酸,特别是取代NADH,这是因为前两种试剂更为稳定。每分钟吸光率(nm波长)增加的速度与LDH含量成正比。Morgenstern等已将此法用于自动化分析仪中,每小时可测定40个样品。

在比色法中,由反应产物丙酮酸生成腙,即可于或nm处进行测定。

另一种采用甲基硫酸吩嗪(PMS)与四锉盐染料的偶联反应:

于~nm处测量发色的甲脂吸光率,此法的变异系数为5%。

一种2-对-碘苯基-3-对-硝基酚-5-苯基氯代四锉盐作为此反应中的四锉盐染料。据称此测定的灵敏度比NADH紫外测定法高三倍。只是在此测定中必须具备二种稳定的试剂。

可采用具有电子传递体作用的心肌黄酶来代替PMS试剂,于是,据此发展成测定血液中LDH的自动化分析法。

于nm波长处通过流动比色池测量所生成的甲量。

另外,采用使亚铜(Cu+)生成新铜蛋白与反应产物NADH进行螯合反应,由此对LDH进行自动化测定:

依据nm处测定此反应吸光率变化的原理,若设计在自动化分析仪系统中,每小时可测定40个样品。

2.荧光法

这些测定方法皆依据正向反应原理,NADH的荧光测定是相当灵敏、且方便的方法。基于如下反应式原理而对LDH进行荧光法测定。

根据此法发展了一种自动化测定程序,系采用流动荧光比色池(使用7-60型原级滤光器,激发波长为nmnm;2A/48型次级滤光器,发射波长为nm),每小时可测定60个样品。

一种非液态试剂的半固体表面的荧光法测定LDH活性,这是依据测量正向反应过程中产生的NADH量将乳AD二种底硅胶垫的表面,这二种试剂在较长时间内能稳定;不过,当加入样品之后,必须立刻开始测定。测定变异系数为2.3%,当LDH浓度范围为~0单位/升时,此测定方法即成线性关系。所需的样品仅10微升。

曾设计了一种简便的超灵敏的荧光测定LDH方法,是根据使无荧光的刃天青染料转化为有强烈荧光的试卤灵的原理(激发波长为nm;发射波长为nm),在此反应中采用PMS或心肌黄酶作为电子传递体:

由于试卤灵具有强烈的荧光(可检测浓度为10-9M),因此,此法灵敏度较NADH测量法大大提高,对于10-1~10-4单位/毫升的LDH即可测出,其测定标准误差仅为1%。

3.电化法

曾提出差示电流法测量血清中LDH。在正向反应过程中,所产生的NADH使宾斯舍德尔(Binschedler)氏绿染料发生还原反应。在外加0.56毫伏正电压下,由两个蜡封的管状电极对照饱和甘汞电极来测量还原型染料被氧化的速度。

4.同工酶测定

通过无吸光性的DEAE-SephadexA-50凝胶载体使LDH-1和LDH-2与其它同工酶分离开,然后,按上述紫外分光法进行测定。这时,将含有LDH-1和LDH-2的凝胶载体离心分离,上清液中则含有LDH-3,LDH-4及LDH-5三种同工酶,用上述丙酮酸-NADH紫外法测定溶液中同工酶的活性(定为A2)。分离之前还应测定出样品中LDH总活性(定为A1)。

此外,LDH的吸收百分率为:

测定变异系数约为6%。

所有五种同工酶的测定方法,首先采用琼脂凝胶电泳法将这些同工酶分离开,然后,进行区带显影,即取另一条含L-乳酸,NAD,PMS以及四唑盐的凝胶薄片进行显影。用UF型Vitatron光度计于nm处对凝胶上酶活性区带进行扫描检测。

按照试剂盒测定方法,使用脲作指示剂,能使肝源型LDH与心源型LDH区别分开。肝源型LDH能被脲强烈抑制,相反地,心源型LDH却能保持完全的活性。于是,通过加脲与不加脲的二次测定,则可测定出每种同工酶(LDH1+2与LDH3+4+5)所占的百分率。

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