同功酶

同功酶又稱同工酶，催化同一化學反應而化學組成不同的一組酶。它們的胺基酸序列存在差異，具有相同的底物，但電泳遷移率不同。

基本介紹

• 中文名：同功酶
• 性質：酶
• 別稱：同工酶
• 含義：不同基因編碼的蛋白質

定義及種類

同功酶是同一種屬中不同基因編碼的蛋白質，分布在同一個體的不同組織細胞結構上的，能催化相同的化學反應，但分子結構和生理功能有所不同的一類酶。同功酶是基因分化的產物，而基因的分化又是生物進化過程中為適應愈趨複雜的代謝而引起的一種分子進化，以適應不同組織或不同細胞器在代謝上的不同需要，是基因編碼的蛋白質表現型。是目前已發現有150多種酶具有同功酶，其中，發現最早，研究最多的是乳酸脫氫酶（LDH）同功酶，它是由兩個不同的基因位點編碼的H（Heart）亞基和M（Muscle）亞基以不同比例組成的四聚體分子，形成五種同功酶，即LDH1（H4）、LDH2（H3M）、LDH3（H2M2）、LDH4（HM3）、LDH5（M4）。需氧組織如心肌、腦、舌肌、眼球肌主要存在H型LDH同功酶，催化乳酸轉變成丙酮酸；乏氧組織如骨骼肌、肝、紅細胞等主要存在M型LDH同功酶，催化丙酮酸還原成乳酸。同功酶在組織中的不同分布是適應肌體代謝的需要，也為診斷酶學提供了依據。

臨床意義

同功酶在各器官和組織中的分布和含量不同，在不同組織中都有其各自特定的酶譜。正常情況下血清中同功酶譜是相對穩定的。當某一組織或器官發生病變時，引起血清中同功酶活性的改變。這樣就可以根據正常情況與病理情況酶譜的不同建立診斷指標。因此臨床酶學中分離與檢測同功酶的意義在於：

1. 同功酶的檢測可提高酶學診斷的組織特異性。由於同功酶具有器官特異性，通過同功酶的檢測，可確定活性升高的部分來自何種組織，便能精確地反映出患病器官的損傷程度和基因表達的變化。例如，心肌型（H型）LDH同功酶在血清里活性增高，而丙氨酸氨基轉移酶活性正常，肌酸激酶酶譜異常，這樣就可排除肝臟疾病，而肯定心肌病變。

2. 同功酶的檢測可顯著提高酶學診斷的敏感性,做到早期診斷.因為同功酶的改變可出現在酶的總活性改變之前,如急性心肌梗塞時,血清中心肌型肌酸激酶同功酶(CK－MB)的升高早於肌酸激酶總活性的升高.同功酶還可以早期診斷嬰幼兒先天遺傳性酶錯譯導致的矮小痴呆症和先天性遺傳疾病,如乙醯膽鹼酯酶活性下降對胎兒神經管發育不全(無腦兒、腦發育不全、腦殘缺、侏儒症)的診斷有特異性，妊娠三個月即可診斷。據我國有關部門統計，由以上原因引起的我國殘疾新生兒每年約80萬，所以同功酶檢測技術在優生優育方面的套用具有極其重要的社會意義。

3. 同功酶的檢測對某些疾病還有判斷預後價值。如肝臟病人血中出現線粒體型天冬氨酸氨基轉移酶（ASTm）活性增高，說明肝細胞被破壞，提示病情已十分嚴重。隨著病情的好轉同功酶譜也會恢復正常。因此同功酶的檢測在術後，放、化療的療效判斷、復發、轉移及預後判斷上均具有重要作用。

4. 特別是同功酶檢測在腫瘤的早期診斷和研究中具有重要作用。惡性腫瘤細胞的迅速增殖使許多酶活性發生變化，在腫瘤組織中酶在含量和結構方面明顯不同於正常組織，常見成年型同功酶的降低或喪失，胎兒型同功酶出現或增高，或者出現酶變異體，如在原發性肝癌病人血清中出現胎兒腸型鹼性磷酸酶同功酶，5’-核苷酸磷酸二酯酶同功酶時多一條俠帶，是肝癌的敏感指標，檢出的陽性率高於AFP，因此，同功酶的檢測在腫瘤的診斷與鑑別診斷中有重要作用。如果幾種酶聯合檢測，綜合判斷，能更好的提高診斷的特異性和敏感性，由於同功酶的變化可反映惡性腫瘤中發生的代謝變化和基因表達的變化，同功酶的檢測是研究腫瘤基因表達的良好指標，同時也有助於腫瘤發病基理的研究。

總之，同功酶的檢測在病變初期即可提供準確信息，這對於疾病的早期診斷、早期治療非常有益，特別是對各器官癌症的早期診斷、早期治療具有重要意義。例如，肝癌只有少數細胞癌變而還沒有形成B超、CT、核磁共振顯示出腫塊之前就能準確診斷，通過對同功酶的測定，還可為臨床醫師對疾病的診斷、治療及預後提供極為有價值的資料。

酶學診斷

近年來，酶學在臨床診斷與治療中的套用發展非常迅速，現已分別發展為醫學中的兩個新領域，即診斷酶學和治療酶學，利用測定酶活性的方法進行疾病的診斷是現代醫學中一個引人注目的領域，目前已有近百種酶實驗可用於臨床診斷，臨床酶學的發展，主要是人們已認識到某些疾病發病過程中酶活性必然發生改變這一客觀事實，使許多酶的測定用於常規檢測，目前臨床診斷酶學的套用一般是對酶的總活性的測定，在國內、外市場上已有相應的試劑盒出售，但同功酶檢測技術的套用在國內臨床檢驗中依然極為有限。

套用

酶學是分子生物學的一個重要領域。同功酶亞基結構的正常酶譜和變異性酶譜表現型的顯示技術和分析技術是後基因工程即蛋白質工程的重要分支學科。同功酶檢測技術的開發和套用對某些疾病的早期診斷和鑑別診斷有重要意義。同功酶檢測是在分子水平對機體的代謝狀況及組織器官功能正常與否進行評價，根據患者同功酶活性及同功酶譜的改變對疾病做出早期診斷，使某些疾病的診斷提高到分子生物學水平。同功酶的研究不僅在臨床血液病、腫瘤及其它疾病的診斷方面占有重要地位，而且在分子遺傳學、物種鑑定、法庭取證、親子鑑定、優生優育等領域中也具有廣闊的套用前景。

農業方面目前套用較為廣泛的是物種的進化，遺傳多樣性，同一物種間亞種的鑑別分類，基因定位，作物品種的純度鑑定等。