TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ ENZYME đề tài ENZYME ALKALINE PHOSPHOTASE

ĐỀ TÀI: ENZYME ALKALINE PHOTASE

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HĨA

□□

TIỂU LUẬN CƠNG NGHỆ ENZYME
ĐỀ TÀI: ENZYME ALKALINE
PHOSPHOTASE

GVHD: TS. Nguyễn Hồng Minh
SVTH : Nguyễn Hồ Tây
Đồn Thanh Ngun
Ngơ Đăng Nhân
Hà Thị Thùy Trang
Lê Thị Kim Ngân
Võ Văn Thiên
LỚP : 19SH2
NHÓM : 19.49

1


ĐỀ TÀI: ENZYME ALKALINE PHOTASE

MỤC LỤC
1. Giới thiệu về Alkaline phosphotase........................................................................ 4
2. Lịch sử phát hiện của Alkaline phosphotase......................................................... 4
3. Cấu trúc của Alkaline phosphotase........................................................................ 5

4. Cơ chế phản ứng Enzyme....................................................................................... 8
5. Các nguồn thu nhận Alkaline phosphatase........................................................... 9
a. Alkaline phosphatase từ vi khuẩn....................................................................... 9
b. Alkaline phosphatase từ động vật....................................................................... 9
c. Alkaline phosphatase từ con người................................................................... 10
6. Phương pháp xác định hoạt tính Alkaline phosphatase..................................... 10
7. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme....................................................... 10
7. Ứng dụng của Alkaline Phosphatase.................................................................... 11
a. Xét nghiệm đo hoạt độ Alkaline Phosphatase trong máu để phát hiện các bệnh
về gan hoặc xương.................................................................................................. 11
b. Sử dụng trong nghiên cứu..................................................................................... 11
8. Tình hình nghiên cứu hiện tại............................................................................... 13
a. Trong y học............................................................................................................. 13
b. Ngành sữa............................................................................................................... 13

2


LỜI CẢM ƠN
Môn Công nghệ Enzyme là bước đầu giúp chúng em tìm hiểu rõ hơn về các thiết
bị được ứng dụng trong thực tế, chúng em được tiếp xúc sâu hơn với những bài báo
khoa học cụ thể, học được cách lấy tài liệu chính xác, đúng nguồn, cách trích suất tài
liệu, cách tổng quan, tổng quát để đề xuất ra được quy trình cơng nghệ cụ thể. Từ đây,
giúp em được nâng cao những kĩ năng trên để có thể hồn thiện tốt nhất những bài báo
cáo hay đồ án khác cịn lại trong q trình học tập tại trường.
Để thực hiện được bài seminar này chúng em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới
giảng viên hướng dẫn TS. Nguyễn Hồng Minh đã nhiệt tình chỉ bảo cho chúng em
trong suốt thời gian thực hiện seminar, cho chúng em những lời khuyên hữu ích để
chúng em thực hiện đề tài tốt hơn.
Trong suốt cả quá trình làm việc chúng em không thể tránh khỏi được những

thiếu sót mong cơ thơng cảm và bỏ qua.
Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 26 tháng 4 năm 2023
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hồ Tây
Đồn Thanh Ngun
Ngơ Đăng Nhân
Hà Thị Thùy Trang
Lê Thị Kim Ngân
Võ Văn Thiên


1. Giới thiệu về Alkaline phosphotase
Alkaline phosphatase (ALP) là enzyme kẽm đầu tiên được phát hiện trong đó ba
ion kim loại có khoảng cách gần nhau (hai ion Zn và một ion Mg) có mặt tại vị trí hoạt
động. Mặc dù các trung tâm kim loại này được sắp xếp chặt chẽ, nhưng chỉ có một
phối tử cầu nối là carboxyl của Asp51, cầu nối giữa Zn2 và Mg3.

Hình 1. 1. Alkaline phosphotase
Alkaline phosphotase có vai trị sinh lý của các hợp chất khử phospho.
Enzyme này được tìm thấy trên vô số sinh vật, cả sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân
chuẩn, nó có nhiều dạng cấu trúc khác nhau để phù hợp với môi trường hoạt động
khác nhau mà vẫn có thể giữ nguyên chức năng vốn có.
Alkaline phosphotase được tìm thấy trong khơng gian chu chất của E. colivi khuẩn.
Enzyme này ổn định nhiệt và hoạt động tối đa ở pH cao. Ở người, nó được tìm thấy ở
nhiều dạng tùy thuộc vào nguồn gốc của nó trong cơ thể, nó đóng một vai trị khơng
thể thiếu trong quá trình trao đổi chất ở gan và phát triển trong bộ xương.
2. Lịch sử phát hiện của Alkaline phosphotase
Sự xuất hiện trong tài liệu về enzyme Alkaline phosphotase bắt đầu vào khoảng

năm 1907 khi Suzuki và cộng sự lần đầu tiên đề xuất rằng phos-phatase tạo thành một
lớp enzyme nhân chuẩn riêng biệt.
Đến năm 1912, enzyme mà ngày nay chúng ta biết là Alkaline phosphotase đã được
xác định bởi cơng trình của Grosser & Husler và von Euler, người đã chỉ ra rằng mặc
dù nó có trong nhiều mơ nhưng enzyme này có thể thủy phân glycerophosphate và
fructose 1-6 diphosphate hiện diện với lượng cao nhất trong niêm mạc ruột.
Mãi đến năm 1961, Engstrom mới phát hiện ra rằng các enzym trong ruột hình
thành dư lượng phosphoseryl khi ủ với este phosphat ở độ pH thấp.


Vào cuối những năm 1950 và đầu những năm 1960, các nhà điều tra đã phát hiện ra
rằng E. coli sở hữu một loại phosphotase kiềm có thể bị ức chế do thiếu phosphat.
Năm 1962, phosphatase kiềm của E. coli đã gia nhập nhóm enzyme kim loại kẽm
với sự chứng minh của Plocke và cộng sự.
3. Cấu trúc của Alkaline phosphotase
a. Cấu trúc tổng thể

Phosphatase kiềm (ALP) là một nhóm glycoprotein gắn màng thủy phân nhiều loại
este monophosphate ở pH kiềm tối ưu.

Hình 1. 2. Cấu trúc tổng thể
ALP là một enzym đồng phân được hình thành trong hai đơn phân (A và B) trong
đó lõi trung tâm của ALP (các vị trí hoạt động) được hình thành bởi liên kết của hai
đơn phân. Đặc tính này cho phép nó đạt được khả năng gia nhiệt ổn định với công suất
tối đa ở độ pH rất cao.
Tương tự, một vị trí hoạt động được tìm thấy trên enzyme nơi có một ion magiê và
hai ion kẽm có chức năng hoạt động như một vị trí xúc tác. Điều này xảy ra khi mg
và zn tương ứng kích hoạt và ức chế protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B).
Millan mô tả sự xuất hiện như mô phỏng động lực học phân tử, siêu động lực học và
tính tốn hóa học lượng tử kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm chứng minh rằng mg

và zn cạnh tranh cho cùng một vị trí liên kết ở vị trí hoạt động chỉ trong cấu trúc khép
kín của enzyme ở trạng thái phosphoryl hóa.
Tại thời điểm này, các cation có tác dụng khác nhau đối với quá trình thủy phân dẫn
đến sự khác biệt trong việc thiết lập cấu trúc enzyme PTP1B.
b. Cấu trúc ở người

2+

2+

2+

2+


Phosphatase kiềm (ALP) là một nhóm glycoprotein gắn màng thủy phân nhiều loại
este monophosphate ở pH kiềm tối ưu. Ở người, có ít nhất ba dạng ALP riêng biệt
(nhau thai, đường ruột và gan/xương/thận (L/B/K ALP)).
Cấu trúc tổng thể của PLAP là một dimer và mỗi monome chứa 484 dư lượng, bốn
nguyên tử kim loại, một ion photphat và 603 phân tử nước. Hai monome có liên quan
với nhau bởi một trục tinh thể hai lần.

Hình 1. 3. Cấu trúc 3D của enzyme Alkaline
phosphotase
Monome A có thể hiển thị dưới dạng biểu tượng ruy băng và có màu lục lam, trong
khi monome B có thể hiển thị dưới dạng biểu diễn bề mặt có màu vàng . Chỉ được ra
là các loại kim ở vị trí hoạt động, Zn1, Zn2 và Mg, vị trí kim loại thứ tư mới lạ do Ca
chiếm giữ, miền vương miện và nhánh đầu cuối amino. Vị trí tương đối của neo GPI
trên enzyme đã xử lý cũng được xác định.
PLAP sở hữu các phần tử cấu trúc thứ cấp bổ sung bao gồm một chuỗi xoắn ốc Nterminal (dư lượng 9–25), tạo thành một nhánh ôm lấy monome khác; một chuỗi xoắn

α và một chuỗi β trong vùng rất khác biệt (dư lượng 208–280) và một tổ chức khác
của tờ β nhỏ trong miền 365–430.
Ngồi ra, PLAP có hai vị trí glycosyl hóa tại Asn-122 và Asn-249 khác nhau về
mức độ glycosyl hóa tùy thuộc vào mẫu nhau thai. Hai cầu nối disulfide nằm ở những
vị trí khác với vị trí trong enzyme E. coli. Một ở gần vị trí glycosyl hóa đầu tiên và có
thể làm cứng vịng mang chuỗi carbohydrate. Cái cịn lại nằm gần Asp-481, nơi neo
glycosylphosphatidylinositol được gắn vào và có thể ổn định hướng của PLAP so với
màng.


Ở vị trí hoạt động, chỉ các gốc cần thiết cho xúc tác được bảo tồn, tức là serine xúc
tác, ba vị trí ion kim loại (Zn1, Zn2 và Mg3) và các phối tử của chúng, trong khi hầu
hết các gốc xung quanh là khác nhau.
Phần trên của vị trí hoạt động chứa một số lượng lớn dư lượng cơ bản và phần dưới
chủ yếu chứa dư lượng aliphatic hoặc kỵ nước. Trong số các dư lượng kỵ nước này,
chúng tôi quan sát thấy Tyr-367, thuộc về monome thứ hai.
c. Cấu trúc của ALP ở E.coli
Phosphatase kiềm tồn tại trong không gian chu chất của E. coli dưới dạng dimer
gồm các tiểu đơn vị giống hệt nhau, mỗi tiểu phần chứa 429 axit amin. Bốn dư lượng
Cys hiện diện dưới dạng hai disulfua nội chuỗi. Các monome là được tổng hợp dưới
dạng tiền enzyme chứa peptide tín hiệu giàu Leu gồm 22 dư lượng.
Q trình xử lý xảy ra thơng qua peptidase tín hiệu sau khi bài tiết qua màng. Dữ
liệu gần đây cho thấy rằng sự hình thành enzyme hoạt động khi dime hóa có thể là một
q trình phức tạp liên quan đến một số phân tử điều biến (J. F. Chlebowski, giao tiếp
cá nhân).
So sánh trình tự axit amin của các peptide phosphoryl hóa phân lập từ enzyme với
trình tự axit amin hồn chỉnh cho thấy rằng dư lượng phosphoryl hóa là Serl02. Hình
la cho thấy tổng thể hình dạng và cấu trúc polypeptide được tìm thấy trong cấu trúc
tinh thể của mờ hơn.

Hình 1. 4. Cấu trúc ở E.coli
Dấu vết carbon-alpha của chất làm mờ E. coli phosphatase kiềm. Trục hai nếp gấp
không kết tinh là trục dọc và kích thước tối đa của dimer là nằm ngang. Ba ion kim
loại ở mỗi trung tâm hoạt động được hiển thị dưới dạng hình cầu và hai hoạt động các
vị trí của dimer cách nhau 30 A. Bản vẽ dải đơn phân của E. coli kiềm photphataza.


Ba ion kim loại được hiển thị dưới dạng các quả cầu có vân, Znl, Zn2 và Mg dưới
dạng chỉ ra. Trung tâm của monome bao gồm 10 tấm 8 sợi được bao quanh bởi 15
vịng xoắn có độ dài khác nhau. Một tấm 8 sợi 3 thứ hai và một chuỗi xoắn ốc tạo
thành đỉnh của phân tử theo quan điểm này.
4. Cơ chế phản ứng Enzyme

Hình 1. 5 Cơ chế phản ứng enzyme
Enzyme tự do tương tác với phosphomonoester (ROP) để tạo thành phức hợp
enzyme-cơ chất Michaelis (E·ROP).
Do sự hình thành phức hợp enzyme-cơ chất (E.ROP), nguyên tử oxy este phối hợp
với Zn1 và Zn2, tạo thành cầu phosphat giữa Znl và Zn2. Hai oxygen phosphat hình
thành liên kết hydro với nhóm guanidinium của Arg166. Ser102 là tác nhân
nucleophile trong nửa đầu của phản ứng và sẽ chiếm vị trí đối diện với nhóm rời RO-.
Do sự liên kết của phosphomonoester (ROP) để tạo thành phức hợp enzyme-cơ chất
(E.ROP), Ser102 bị khử proton hồn tồn để tấn cơng nucleophin với sự chuyển
proton sang nhóm hydroxit phối hợp với Mg để hình thành phân tử nước phối trí với
Mg. Phối hợp Zn2 ổn định Ser102 ở trạng thái nucleophin của nó.


Nhóm hydroxyl được kích hoạt của Ser102 tấn cơng trung tâm phospho của chất
nền trong phức hợp enzyme-cơ chất (E-ROP) để tạo thành chất trung gian serinephosphate cộng hóa trị (E-P) dẫn đến đảo ngược trung tâm phospho và làm mất RO.
Sau khi hình thành EP, photphat (dưới dạng dianion của dư lượng phosphoseryl) di
chuyển nhẹ vào khoang của trung tâm hoạt động, nhưng vẫn duy trì liên kết tọa độ

giữa Zn2 và oxy este cũng như hai liên kết hydro với Arg166. Một phân tử nước tọa
độ Znl ở vị trí ban đầu bị chiếm giữ bởi oxy este của chất nền. Ở pH kiềm, một ion
hydroxit nucleophilic phối hợp với Zn1 tấn cơng chất trung gian serine-phosphate
cộng hóa trị (E-P). Nước phân ly một proton để trở thành Zn- -OH ở vị trí là
nucleophile cho q trình thủy phân este phosphoseryl. Hình thành phức hợp enzymephosphate khơng cộng hóa trị khi photphat di chuyển ra khỏi serine và khi một trong
các oxi photphat lại phối hợp với Znl để thiết lập lại cầu photphat.
5. Các nguồn thu nhận Alkaline phosphatase
Alkaline phosphatase là enzyme phổ biến trong tự nhiên, chúng được tìm thấy ở
trong vi sinh vật, động vật và cả trong cơ thể con người.
a. Alkaline phosphatase từ vi khuẩn
Phosphatase kiềm được tìm thấy trong khoang chu chất, bên ngoài màng tế bào và
bên trong phần peptidoglycan của thành tế bào của vi khuẩn E. coli. Enzyme này ổn
định nhiệt và hoạt động tối đa ở pH cao. Độ pH tối ưu cho hoạt động của enzyme E.
coli là 8,0.
Ngồi ra, Alkaline phosphatase cịn hiện diện trong nhiều loài vi sinh vật khác như
các vi khuẩn bền nhiệt được tìm thấy trong sữa.
b. Alkaline phosphatase từ động vật
Alkaline có mặt ở nhiều lồi động vật khác nhau như tôm, cá, ruột bê,…
Ở tôm, người ta thu nhận từ một lồi tơm Bắc Cực có tên là Pandalus borealis.
Phosphatase này dễ dàng bị bất hoạt bởi nhiệt, một đặc điểm hữu ích trong nhiều ứng
dụng.
Ở ruột bị, đây là một loại phosphatase kiềm xúc tác cho việc loại bỏ các nhóm
phosphate từ đầu 5' của sợi DNA và phosphomonoesters khỏi RNA. Enzyme này
thường được sử dụng trong quá trình nhân bản phụ DNA, vì các đoạn DNA thiếu
nhóm 5' photphate không thể nối lại được.
c. Alkaline phosphatase từ con người
Ở người, alkaline phosphatase có mặt trong tất cả các mô khắp cơ thể, nhưng đặc
biệt tập trung ở gan, ống mật, thận, xương, niêm mạc ruột và nhau thai. Trong huyết
thanh, hai loại isozyme alkaline phosphatase chiếm ưu thế: cơ xương và gan.

Alkaline phosphatase trong ruột được tiết ra bởi tế bào ruột và đóng vai trị then
chốt trong việc bảo vệ và cân bằng nội môi đường ruột cũng như ức chế viêm.
6. Phương pháp xác định hoạt tính Alkaline phosphatase
Hoạt tính đã được thử nghiệm bằng cách sử dụng chất nền không màu p nitrophenyl photphat (p -NPP) theo phương pháp, tạo ra p -nitrophenol màu vàng (p NP). Hỗn hợp phản ứng bao gồm 1,0 mL 5 mmol L −1 p -NPP (được điều chế trong
dung dịch đệm cacbonat chứa 1 mmol L −1 MgCl 2), 1,0 mL dung dịch đệm cacbonat
(10 mmol L −1, pH 10,5), 1,0 mL dung dịch thô dung dịch enzyme và nước cất, với thể
tích cuối cùng cố định là 5,0 mL. Sau thời gian phản ứng 60 phút ở 37°C, phản ứng
được dừng lại bằng cách thêm 3,0 mL dung dịch đệm kết thúc (0,1 mol L -1 NaOH và
5 mmol L -1EDTA). P -NP được tạo ra được đo bằng máy quang phổ PC UV-2401
(Tập đoàn Shimadzu, Kyoto, Nhật Bản) ở bước sóng 405nm.
Một đơn vị (U) hoạt tính phosphatase được định nghĩa là lượng enzyme giải phóng
1 μmol p -NP mỗi phút ở 37°C.
7. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme
• Nhiệt độ:
· Để xác định độ ổn định nhiệt, ALP được ủ trong 3 giờ ở nhiệt độ trong khoảng
−20 đến 67 °C và đo hoạt tính ALP cịn lại tương đối.
· Nhiệt độ mơi trường tối ưu để ứng dụng enzym được xác nhận là 37°C. Enzyme nhạy
cảm với nhiệt sau khi ủ ở các nhiệt độ khác nhau trong 3 giờ. Hoạt tính của enzyme ổn
định dưới 27 °C, với hoạt tính tương đối 80% so với mẫu ở −20 °C. Hoạt tính giảm
nhanh khi nhiệt độ trên 37°C.
· Nhiệt độ môi trường tối ưu để ứng dụng enzyme được xác định là 37oC.
· Hoạt tính enzyme ổn định dưới 32oC.
· Hoạt tính giảm nhanh khi nhiệt độ trên 37oC
• pH:
· Để đạt được độ pH tối ưu của ALP, các hoạt động của enzyme đã được thử nghiệm
trong dung dịch đệm hoặc dung dịch đệm thích hợp như đệm phốt phát (pH 6– 8, 20
mmol L −1), Gly–NaOH (pH 8,5–9,5, 50 mmol L − 1), NaHCO 3 –Na 2 CO 3 (pH
10–11, 10 mmol L -1).
· Hoạt động tối đa ở pH 8,5 với p-NPP làm cơ chất

· Hoạt tính ALP duy trì ở mức 80% khi độ pH là 8 – 9,5.
· Khi pH lớn hơn hoặc nhỏ hơn 8,5 dẫn đến hoạt tính xúc tác của enzyme giảm
• Ảnh hưởng của EDTA và các ion kim loại đến hoạt tính của ALP:


· Để xác định độ ổn định của pH, các mẫu được ủ trong các dung dịch đệm khác nhau từ
pH 6–11 ở 4°C trong 1 giờ, hoạt tính dư tương đối được thử nghiệm trong các điều
kiện tiêu chuẩn như mơ tả ở trên.
· Ca2+ và Mg2+ có tác dụng kích hoạt rõ ràng với ALP, có thể là sự kết hợp giữa ion kim
loại và trung tâm hoạt động của enzyme để thúc đẩy sự kết hợp giữa khớp nối của
enzyme và cơ chất, để tăng phản ứng xúc tác của enzyme.
· Hoạt tính của ALP giảm xuống gần như bằng 0 khi có mặt EDTA, hất chelate hóa các
ion để phá hủy vị trí hoạt động của ALP dẫn đến mất hoạt tính của enzyme.
· Tác dụng nhạy cảm và chọn lọc cao của Zn 2+ , Cu 2+ , Mg 2+ và Ca 2+ trên enzyme dựa
trên tác dụng ức chế, kích hoạt hoặc kích hoạt lại hoạt tính xúc tác của ALP. Mg 2+
kiểm sốt sự chiếm chỗ của các vị trí liên kết xúc tác và cấu trúc, đồng thời điều chỉnh
hoạt động của enzym.
7. Ứng dụng của Alkaline Phosphatase
a. Xét nghiệm đo hoạt độ Alkaline Phosphatase trong máu để phát hiện các bệnh về
gan hoặc xương
Xét nghiệm đo hoạt độ ALP trong máu được thực hiện nhằm kiểm tra khả năng
mắc các bệnh về gan hay xương. Khi nồng độ enzym này tăng cao trong máu, gợi
ý đến tình trạng tổn thương gan hoặc xương.
Lượng ALP trong huyết thanh nguồn gốc từ gan và xương có tỷ lệ bằng nhau.
· Đối với gan đây là một xét nghiệm kiểm tra chức năng gan cơ bản. Khi cơ thể có tổn
thương gan hay xuất hiện các dấu hiệu như đau bụng, buồn nôn, vàng da vàng mắt thì
xét nghiệm được thực hiện giúp bác sĩ chẩn đoán bệnh. Xét nghiệm cũng được chỉ
định trong các trường hợp bệnh nhân bị bệnh xơ gan, viêm gan, viêm túi mật.
· Đối với xương: xét nghiệm được thực hiện hỗ trợ bác sĩ chẩn đoán các bệnh về xương
như còi xương, nhuyễn xương, bệnh Paget (xương yếu và dễ gãy). Xét nghiệm thường

được sử dụng để theo dõi chuyển hóa xương ở những bệnh nhân suy thận, đánh
giá thiếu hụt vitamin D.
b. Sử dụng trong nghiên cứu
Bằng cách thay đổi các axit amin của enzyme phosphatase kiềm kiểu hoang dã do
Escherichia coli sản xuất, một phosphatase kiềm đột biến được tạo ra khơng chỉ có
hoạt tính enzyme tăng gấp 36 lần mà còn giữ được sự ổn định nhiệt. [2]
Các ứng dụng điển hình trong phịng thí nghiệm đối với phosphatase kiềm bao gồm
loại bỏ các monoeste phốt phát để ngăn chặn quá trình tự thắt, điều khơng mong muốn
trong q trình nhân bản DNA plasmid . [3]
Phosphatase kiềm phổ biến được sử dụng trong nghiên cứu bao gồm:


●

●
●

●

●

Phosphatase kiềm của tơm (SAP), từ một lồi tơm Bắc Cực (Pandalus borealis
). Phosphatase này dễ dàng bị bất hoạt bởi nhiệt, một tính năng hữu ích trong một số
ứng dụng.
Phosphatase kiềm trong ruột bê (CIP)
Phosphatase kiềm nhau thai (PLAP) và phiên bản cắt ngắn C của nó thiếu 24 axit amin
cuối cùng (cấu thành miền nhắm mục tiêu neo màng GPI) – phosphatase kiềm được
tiết ra (SEAP). Nó thể hiện một số đặc điểm như ổn định nhiệt, tính đặc hiệu của chất
nền và khả năng chống lại sự bất hoạt hóa học. [4]
Phosphatase kiềm trong ruột người. Cơ thể con người có nhiều loại phosphatase kiềm,

được xác định bởi tối thiểu ba locus gen. Mỗi một trong ba locus này kiểm soát một
loại isozyme phosphatase kiềm khác nhau . Tuy nhiên, sự phát triển của enzyme này
có thể được điều chỉnh chặt chẽ bởi các yếu tố khác như khả năng điều nhiệt, điện
di, ức chế hoặc miễn dịch. [5]
Phosphatase kiềm trong ruột người cho thấy khoảng 80% tương đồng với enzyme
đường ruột của bò, điều này đúng với nguồn gốc tiến hóa chung của chúng. Enzyme
bị tương tự có hơn 70% tương đồng với enzyme nhau thai của con người. Tuy
nhiên, men gan của con người và men nhau thai chỉ có 20% tương đồng mặc dù chúng
có cấu trúc tương đồng. [6]
Alkaline phosphatase đã trở thành một cơng cụ hữu ích trong các phịng thí nghiệm
sinh học phân tử , vì DNA thường sở hữu các nhóm phosphate ở đầu 5' . Việc loại bỏ
các phốt phát này ngăn không cho DNA nối lại (đầu 5' gắn với đầu 3' ), do đó giữ cho
các phân tử DNA thẳng hàng cho đến bước tiếp theo của quy trình mà chúng đang
được chuẩn bị; đồng thời, việc loại bỏ các nhóm phốt phát cho phép đánh dấu phóng
xạ (thay thế bằng các nhóm phốt phát phóng xạ) để đo sự hiện diện của DNA được
đánh dấu thông qua các bước tiếp theo trong quy trình hoặc thử nghiệm. Đối với
những mục đích này, phosphatase kiềm từ tơm là hữu ích nhất, vì nó dễ bị vơ hiệu hóa
nhất sau khi nó đã hồn thành cơng việc của mình.
Một ứng dụng quan trọng khác của phosphatase kiềm là làm chất đánh dấu cho các
xét nghiệm miễn dịch enzym .
Các tế bào gốc đa năng khơng biệt hóa có nồng độ phosphatase kiềm cao trên màng
tế bào của chúng , do đó nhuộm phosphatase kiềm được sử dụng để phát hiện các tế
bào này và để kiểm tra tính đa năng (tức là tế bào gốc phôi hoặc tế bào ung thư biểu
mơ phơi ). [7]
Có một mối tương quan thuận giữa nồng độ phosphatase kiềm trong xương huyết
thanh và sự hình thành xương ở người, mặc dù việc sử dụng nó như một dấu ấn sinh
học trong thực hành lâm sàng khơng được khuyến khích


8. Tình hình nghiên cứu hiện tại

a. Trong y học
Alkaline Phosphatase là một enzyme quan trọng có trong cơ thể con người đang
được nghiên cứu trong ngành để phát hiện các loại bệnh liên quan đến máu và thận
Các nhà nghiên cứu hiện tại đang xem xét sự gia tăng của yếu tố hoại tử khối u-α
và ảnh hưởng trực tiếp của nó đối với sự biểu hiện của phosphatase kiềm trong các tế
bào cơ trơn mạch máu cũng như cách phosphatase kiềm (AP) ảnh hưởng đến phản
ứng viêm và có thể đóng vai trị trực tiếp trong việc ngăn ngừa các cơ quan. hư hại. [8]
Phosphatase kiềm (AP) ảnh hưởng đến các phản ứng viêm ở bệnh nhân mắc bệnh
thận mãn tính và có liên quan trực tiếp đến thiếu máu đề kháng với tác nhân kích thích
tạo hồng cầu. [9]
Phosphatase kiềm trong ruột (IAP) và cơ chế mà nó sử dụng để điều chỉnh độ pH
và q trình thủy phân ATP trong tá tràng chuột. [10]
b. Ngành sữa
Phosphatase kiềm thường được sử dụng trong ngành công nghiệp sữa như một chỉ
số cho q trình thanh trùng thành cơng. Điều này là do vi khuẩn bền nhiệt nhất
Mycobacterium paratuberculosis được tìm thấy trong sữa , bị tiêu diệt bởi nhiệt độ
thấp hơn nhiệt độ cần thiết để làm biến tính enzymee. Do đó, sự hiện diện của nó là lý
tưởng để chỉ ra q trình thanh trùng khơng thành công. [11]
Xác minh thanh trùng thường được thực hiện bằng cách đo huỳnh quang của dung
dịch trở thành huỳnh quang khi tiếp xúc với phosphatase kiềm hoạt động. Các nhà sản
xuất sữa ở Anh yêu cầu xét nghiệm đo huỳnh quang để chứng minh phosphatase kiềm
đã bị biến tính, vì xét nghiệm p-Nitrophenylphosphate khơng được coi là đủ chính xác
để đáp ứng các tiêu chuẩn sức khỏe. [12]


Tài liệu tham khảo:
1. Mandecki W, Shallcross MA, Sowadski J, Tomazic-Allen S (tháng 10 năm
1991). "Sự đột biến của dư lượng được bảo tồn trong vị trí hoạt động của
Escherichia coli kiềm phosphatase tạo ra các enzyme có kcat tăng". Kỹ thuật
Protein . 4 (7): 801– 4. doi : 10.1093/protein/4.7.801 . PMID 1798702

3. Giải trình tự DNA được đánh dấu cuối bằng các phân tách hóa học đặc trưng
cho bazơ . Các phương pháp trong Enzymology. tập 65. trang 499–560 . doi :
10.1016/S0076-6879(80)65059-9 . ISBN 978-0-12-181965-1. PMID 6246368
4. ^ Birkett DJ, Done J, Neale FC, Posen S (tháng 5 năm 1966). "Phosphatase
kiềm huyết thanh trong thai kỳ; một nghiên cứu miễn dịch" . Tạp chí Y học
Anh . 1 (5497): 1210–2. doi : 10.1136/bmj.1.5497.1210 . JSTOR 25407775 .
PMC 1845009 . PMID 5933831
5. ^ Benham FJ, Harris H (tháng 8 năm 1979). "Dòng tế bào người biểu hiện
phosphatase kiềm trong ruột" ;. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia
Hoa Kỳ
. 76 (8): 4016–9. Bibcode : 1979PNAS...76.4016B . doi : 10.1073/pnas.76.8.4016 .
JSTOR 69758 . PMC 383967 . PMID 291061


6.

^ Hua JC, Berger J, Pan YC, Hulmes JD, Udenfriend S (tháng 4 năm 1986).
"Giải trình tự một phần của phosphatase kiềm trong ruột người trưởng thành,
bào thai


người và bò: so sánh với các isozyme gan và nhau thai của con người" ;. Kỷ yếu của
Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ . 83 (8):
7. ^ "Phụ lục E: Dấu hiệu tế bào gốc" . Thông tin tế bào gốc . Viện Y tế Quốc gia,
Bộ Y tế và Dịch vụ Nhân sinh Hoa Kỳ. Được lưu trữ từ bản gốc vào ngày 2109- 2015
8. Szulc P, Seeman E, Delmas PD (2000). "Các phép đo sinh hóa về chu chuyển
xương ở trẻ em và thanh thiếu niên". Loãng xương quốc tế . 11 (4): 281–94.
doi : 10.1007/s001980070116 . PMID 10928217 . S2CID 8223812 .
9. ^ Charnow JA, biên tập. (16/04/2010). "Phosphatase kiềm có thể là dấu hiệu
viêm nhiễm ở bệnh nhân CKD" . Tin tức về thận và tiết niệu .

10. ^ Badve SV, Zhang L, Coombes JS, Pascoe EM, Cass A, Clarke P, Ferrari P,
11. "BS EN ISO 11816-1:2013 - Sữa và sản phẩm sữa. Xác định hoạt tính
phosphatase kiềm. Phương pháp đo huỳnh quang đối với sữa và đồ uống
từ sữa" . Viện tiêu chuẩn Anh (BSI) .
12. ^ Kay H (1935). "Một số kết quả của việc áp dụng một phép thử đơn giản về
hiệu quả của quá trình thanh trùng". Mũi giáo . 225 (5835): 1516–1518. doi :
10.1016/S0140-6736(01)12532-8 .

Các Alkaline phosphatase có tính đặc hiệu cơ chất rộng và có thể thủy phân hoặc
chuyển hóa nhiều loại hợp chất phosphate trong ống nghiệm. Tuy nhiên, cho đến nay,
chỉ một số hợp chất chọn lọc trong số đó được xác nhận là có tác dụng làm cơ chất tự
nhiên cho một số isozyme alkaline phosphatase. Người ta đã đề xuất rằng vai trị của
phosphatase kiềm khơng đặc hiệu (TNAP) trong cơ chất xương là tạo ra phosphate vô
(Pi) cơ cần thiết cho q trình kết tinh hydroxyapatite. Tuy nhiên, phosphatase kiềm
khơng đặc hiệu cũng đã được đưa ra giả thuyết để thủy phân chất ức chế khống hóa
pyrophotphat vơ cơ (PPi) để tạo điều kiện thuận lợi cho sự kết tủa và tăng trưởng
khống chất. Trên thực tế, một lỗi chuyển hóa bẩm sinh ảnh hưởng đến chức năng của
TNAP, giảm phosphatase, dẫn đến còi xương nặng và nhuyễn xương. Các nghiên cứu
gần đây đã cung cấp bằng chứng thuyết phục rằng chức năng chính của TNAP trong
mơ xương bao gồm pyrophotphat vơ cơ thủy phân để duy trì nồng độ thích hợp của
chất ức chế khống hóa này nhằm đảm bảo q trình khống hóa xương diễn ra bình
thường.