淀粉酶及其同工酶

淀粉酶及其同工酶
1.分类
血清淀粉酶同工酶分成S(唾液型)型和P(胰型)。
2.关于淀粉酶同工酶的研究

除了胰腺、腮腺疾病外还有一些疾病如胆囊炎、小肠梗阻、消化道溃疡穿孔、异位妊娠、
恶性肿瘤等也可出现血清淀粉酶活性增高，可能的原因之一就是这些患病组织含有淀粉酶，
在炎症时通过各种途径入血引起血清淀粉酶活性增高。但至今国内外对于各种人体组织淀粉
酶含量的研究报告甚少。我们收集了部分正常人体组织，经匀浆后测出匀浆上清液中的总淀
粉酶(Amy)活性，并用抑制法测定唾液型和胰型淀粉酶同工酶(S-Amy和P-Amy)，从而为探
讨临床上血清淀粉酶增高机制提供了实验依据。
1 材料
1.1 仪器 Beckman Clinical System 700型生化分析仪。高速台式离心机，KD-300
组织匀浆器。
1.2 试剂 淀粉酶活性测定采用上海长征公司淀粉酶试剂盒(PNPG4法)。淀粉酶抑制
物，为小麦唾液淀粉酶抑制蛋白，由上海长征医院临床酶学研究室纯化和提供［1］。
1.3 材料和样品采集 意外死亡的正常人3名，2名男性分别为25岁、28岁，1名女
性55岁，于死亡后6 h内采集样品，取胰腺、腮腺、胃、空肠、回肠、输卵管、子宫、肺、
胆囊、骨骼肌和睾丸组织，各取20 g左右。
2 方法
2.1 组织匀浆液的制备 每种组织重复取样6次，每次取500 mg，先用生理盐水清洗，
加入pH 7.4的0.01 mol/L Na2HPO4-NaH2PO4缓冲液2 ml后置组织匀浆器中进行匀浆。匀浆
器转速为15 000 r/min，时间为30 s×4次。将匀浆液3 000 r/min离心10 min。离心完
毕后，吸取上清液进行总淀粉酶和淀粉酶同工酶测定。此步可使95%以上的细胞破碎并释放
出淀粉酶［2］。
2.2 淀粉酶及其同工酶测定［3］。
2.2.1 测定参数 温度37°C，波长405 nm，延迟时间60 s，测定时间120 s，因数
7000。
2.2.2 淀粉酶总活性测定 50 μl生理盐水加10 μl匀浆上清液加500 μl底物液，
按上述测定参数测定，如果总淀粉酶活性＞1 000 U/L，则用生理盐水稀释后再进行测定。
2.2.3 胰淀粉酶活性(P-Amy) 50 μl抑制剂加10 μl匀浆上清液，37°C温育10
min，再加入500 μl底物液，按上述参数测定，得剩余Amy活性(R-Amy)。结果计算及校正：
总Amy(U/L)=7000×ΔA/min。R-Amy(U/L)=7000×抑制后ΔA/min(U/L)。由于该抑制剂对
S-Amy的抑制率为97.5%，对P-Amy的交叉抑制率为20%，故P-Amy(U/L)=1.29R-Amy－0.0323
×总Amy。S-Amy(U/L)=总Amy－P-Amy。
3 结果与讨论
结果见表1与表2。
表1 各脏器组织淀粉酶及其同工酶活性(±s)
脏 器 总Amy(U/g) P-Amy(U/g) S-Amy(U/g) P-Amy/总Amy(%)
胰腺 (2.1±0.4)×106 (2.1±0.4)×106 0 100
腮腺 (6.6±0.6)×106 0 (6.6±0.6)×106 0
骨骼肌 (6.7±1.9)×10－2 0 (6.7±1.9)×10－2 0
输卵管 (2.5±0.7)×102 0 (2.5±0.7)×102 0
子宫 (1.7±0.5)×102 0 (1.7±0.5)×102 0
睾丸 (3.7±0.8)×103 (3.7±0.8)×103 0 100
空肠 (6.3±1.8)×102 (5.6±1.4)×102 (6.5±1.8)×10 89.7±3.2
回肠 (3.2±0.5)×102 (2.4±0.5)×102 (7.7±0.8)×10 76.0±5.6
胃 (8.3±1.5)×102 0 (8.3±1.5)×102 0
胆囊 (4.7±1.2)×102 (2.1±0.7)×102 (2.6±0.9)×102 42.5±8.6
肺 (2.7±0.9)×102 0 (2.7±0.9)×102 0
血清(U/ml) 0.086±0.020 0.027±0.065 0.059±0.018 33.0±6.9
表2 人组织相对于血清中淀粉酶的活性倍数
组 织 相对倍数 组 织 相对倍数
胰腺 2.5×107 腮腺 8.2×107
胃 9.6×103 空肠 7.3×103
胆囊 5.5×103 回肠 3.7×103
睾丸 4.3×104 输卵管 3.1×103
子宫 1.7×103 骨骼肌 0.78
肺 3.1×103
本文测定的11种脏器中，以腮腺、胰腺单位重量内所含淀粉酶活性最高，均达正常人
血清中含量107倍以上。曾有人认为血清中淀粉酶几乎来源于这两种脏器，但实际上胃、胆
囊、输卵管、子宫、脾、空肠、回肠的淀粉酶含量虽较胰腺、腮腺内的含量少10 000倍，
但仍达正常人血清淀粉酶含量的1 000倍。因此，当这些脏器炎症、损伤时也会引起血清淀
粉酶增高，但增高幅度应该与胰腺炎时有较大差别，腮腺、胰腺的炎症引起的血清淀粉酶活
性增高要远远超过其它脏器的疾患。骨骼肌所含淀粉酶含量在正常人血清淀粉酶以下，临床
未见骨骼肌损伤引起血清淀粉酶增高的报道。
不同脏器所含淀粉酶同工酶的类型不一，胰腺和睾丸是仅含有P-Amy的脏器，而空肠、
回肠、胆囊均含有P-Amy和S-Amy，只是空肠、回肠以P-Amy为主，含量均占总淀粉酶70%
以上，胆囊的S-Amy含量较P-Amy要高，其它如腮腺、肺、胃、输卵管、子宫、骨骼肌都只
含有S-Amy。
由此可见，当不同组织患病时可反映在血清中总淀粉酶升高，但酶增高的水平会有所差
别，同工酶类型可能不同。此外肠梗阻引起淀粉酶升高有可能因肠道阻塞，淀粉酶从肠道排
出受阻反流入血，但胰型同工酶水平与胰腺炎时应会有所差别。

3.意义

血清淀粉酶除来源于胰腺外，还来源于唾液腺及许多其他组织，所以在淀粉酶活
性升高时，同工酶的测定有助于疾病的鉴别诊断。P-同工酶升高或降低时，说明可能
有胰腺疾患;S-同工酶的变化可能是源于唾液腺或其他组织。当血清淀粉酶活性升高而
又诊断不清时，应进一步测定同工酶以助鉴别诊断。有许多方法可以测定同工酶，琼
酯糖和醋纤膜电泳法都是比较常用的方法。．
使用免疫抑制法检测α-淀粉酶同工酶胰腺淀粉酶(P-AMY)，以评价其诊断急性胰腺炎的
临床价值。方法对急性胰腺炎，急性胆囊炎的血清和尿液α-AMY总活性及P-AMY活性和
P/α比值进行了对比研究。结果血清和尿液P-AMY的参考范围为6-46U／L和58-398U／L，
急性胰腺炎组血清α．P-AMY P／α及尿液α，P-AMY均较急性胆囊炎组病人有高度显著性
差异(P<0.01)，但两组病人尿液P／α比值无显著性差异(P>0.05)。急性胆囊炎病人血清
α．P-AMY，P／α及尿液α，P-AMY较正常键康人无显著性差异(P>0.05)．但两组病人尿
液P／α比值有显著性差异(P<0．05)。在136例病人中，急性胰腺炎病人血清P-AMY的
诊断特异性效率最高，分别为92．6％和89％。结论谈方法检测P-AMY准确．特异．快速．可
作为急性胰腺炎的诊断和鉴别诊断的重要依据．

4.淀粉酶同工酶的发展前景

①面包焙烤工业，作为保鲜剂。②淀粉的液化作用和糖化作用，α-淀粉酶的主要市场是
淀粉水解的产物，如葡萄糖和果糖。由于他们的高甜度，被用于饮料工业中软饮料的甜味剂。
这个液化过程就用到在高温下热稳定性好的α-淀粉酶淀粉酶。③纤维脱浆，淀粉脱浆可以利
用α-淀粉酶，它能有选择性的去除淀粉浆而不伤害纱线纤维，还能随机的使淀粉降解为易
溶于水的糊精，因而容易被洗掉。④造纸工业，淀粉酶在造纸工业中的用途主要是改良纸张
涂层淀粉。自然界的淀粉浓度对于纸张上浆来说太高，可以利用α-淀粉酶部分降解淀粉来
调节。⑤除垢剂中的应用，酶在除垢剂中最大的功能就是使除垢剂更温和无害。α-淀粉酶从
1975年就被应用于洗衣粉。α-淀粉酶对Ca2+过于敏感，在低Ca的环境下稳定性很差，这
限制了α-淀粉酶在除垢剂中的应用。并且，大多数野生型菌株所产生的α-淀粉酶对作为除
垢剂原料之一的氧化剂也过于敏感。除家用除垢剂中，这个局限可以通过增加一些工艺步骤
得到改善。最近，两家主要除垢剂酶的生产厂家Novozymes and Gcncncore International已经
利用蛋白质工艺改善淀粉酶的漂白稳定性。他们用亮氨酸替代地衣芽孢杆菌α-淀粉酶蛋白
第197位上的蛋氨酸，导致酶对氧化剂成分的抵抗能力大大增强，提高了其氧化稳定性，使
酶在储存过程中的稳定性更好。⑥制药和临床化学分析，随着生物工程的不断发展，淀粉酶
的应用涉及到许多其他领域，比如临床，制药和分析化学。

α-淀粉酶已经成为工业应用中最为重要的酶之一，并且大量的微生物可以用以高效生
产淀粉酶，但是酶的大规模商业化生产仍然局限于几种特定的真菌和细菌中。对于高效的
α-淀粉酶的需求越来越多，这可以通过对现有酶的化学改良或者通过蛋白质工艺改良得到。
得益于现代生物技术的发展，α-淀粉酶在制药方面的重要性日益凸显。当然，食品和淀粉
工业仍然是主要市场，α-淀粉酶在这些领域的需求仍然是最大的。α-淀粉酶的研究将趋向
于特定领域，在酶工程、基因工程、蛋白质工程等领域依然有广阔的前景，更加专一的α-
淀粉酶也将会大规模地出现，比如耐高温、耐酸、耐碱等。