碱性磷酸酯酶
[CAS# 9001-78-9]

基本信息

• 产品分类: 食品添加剂 >> 酶制剂
• 英文名: Alkaline phosphatase
• 别名: 2-[[1-[2-[[1-(2-aminopropanoyl)pyrrolidine-2-carbonyl]amino]acetyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)pentanoic acid; Alkaline phenyl phosphatase; Alkaline phosphohydrolase; Alkaline phosphomonoesterase; Ostase
• 产品名称: 碱性磷酸酯酶
• 蛋白质序列: APGPR
• 分子式: C₂₁H₃₆N₈O₆
• 分子量: 496.56
• CAS 登录号: 9001-78-9
• EC 号码: 232-631-4
• 分子行输入简码SMILES: CC(C(=O)N1CCCC1C(=O)NCC(=O)N2CCCC2C(=O)NC(CCCN=C(N)N)C(=O)O)N

物理化学性质

• 密度: 1.5±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 溶解度: water, 溶解 0.70 mg/mL (实验值)
• 折射率: 1.682 (计算值)^*

^* 使用计算软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs).

发现和应用

碱性磷酸酶是一种水解酶，可在碱性条件下催化多种磷酸化底物脱去磷酸基团。它存在于许多生物体中，从细菌到人类，并在代谢、发育和细胞调节中发挥着重要作用。该酶的特点是在碱性pH值下具有最佳活性，并且其催化功能依赖于锌和镁等金属离子。

碱性磷酸酶的发现可以追溯到20世纪初，当时研究磷酸代谢的研究人员观察到在较高pH值下能够水解磷酸酯的酶活性。早期的生化实验在动物组织中发现了这种活性，尤其是在骨骼、肝脏、肾脏和肠黏膜中。随着纯化技术的改进，碱性磷酸酶被分离出来，并被确认为一种独特的酶，与在低pH值下发挥最佳活性的酸性磷酸酶不同。这种区别有助于确立这样一个概念：具有相似催化功能的酶可以适应不同的生理环境。

结构和机制研究表明，碱性磷酸酶是一种金属酶，金属离子在稳定活性位点和促进催化作用中起着关键作用。该酶通常以二聚体形式存在，每个亚基都参与催化活性。这些发现极大地促进了酶学的发展，因为碱性磷酸酶成为理解酶如何通过金属辅助催化实现特异性和效率的模式系统。

在生物系统中，碱性磷酸酶具有多种生理功能。在人类和其他脊椎动物中，组织特异性同工酶在骨骼、肝脏、肠道、胎盘和其他器官中表达。在骨骼中，碱性磷酸酶与矿化密切相关，它在羟基磷灰石形成过程中参与调节磷酸盐的可用性。在肠道中，它参与营养吸收和解毒过程。不同同工酶的存在反映了该酶在保留共同催化机制的同时，适应了不同的生物学功能。

碱性磷酸酶活性的测量已成为临床诊断中一项常规且重要的应用。血清中该酶水平升高或降低被用作各种生理和病理状况的指标，特别是与骨代谢和肝胆功能相关的疾病。由于不同组织产生不同的特征性同工酶，因此已经开发出区分其来源的分析方法，从而提高了碱性磷酸酶检测的诊断价值。

除了临床化学之外，碱性磷酸酶在生物技术和分子生物学中也得到了广泛应用。其最具影响力的用途之一是作为免疫测定和核酸检测系统中的报告酶。碱性磷酸酶能够通过水解显色或荧光磷酸酯底物产生易于检测的信号，使其成为早期酶联免疫测定的基石。这些应用推动了生命科学领域诊断、研究工具和质量控制方法的进步。

在分子生物学实验室中，碱性磷酸酶也被用作核酸脱磷酸化的试剂。用该酶处理DNA或RNA末端可以防止不必要的连接反应，从而促进克隆和其他基因操作。这一实际应用凸显了如何将一种天然存在的酶转化为一种精确可靠的实验室工具。

来自微生物的碱性磷酸酶进一步拓展了其应用范围。细菌碱性磷酸酶通常更稳定，更容易大规模生产，因此适用于工业和研究应用。对这些酶的研究也促进了比较生物化学的发展，揭示了尽管序列和结构存在差异，但相似的催化策略在不同物种中是如何保守的。

总而言之，碱性磷酸酶是一个经典的例子，其发现和表征产生了深远的影响。从最初在组织中被鉴定出来，到其在诊断、生物技术和基础酶学中的核心作用，这种酶表明，对单一催化活性的深入研究可以影响多个科学和应用领域。其持续的使用和研究进一步凸显了它作为生物催化剂和多功能研究工具的重要性。

参考文献

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