丙酮酸激酶
糖酵解过程中的限速酶之一
丙酮酸激酶(Pyruvate kinase,简称PK),又称为丙酮酸磷转称酶或磷酸丙酮酸激酶,是一种参与糖酵解系统的酶,其分子式为C9H9N,缩写式为ATP:丙酮酸2-O-磷酸转移酶。在糖酵解过程中,它催化了形成第二个ATP的关键反应。EC编号为2.7.1.40。该酶能够将磷酸烯醇丙酮酸(PEP)和ADP转化为丙酮酸和ATP,同时产生能量。除了需要二价金属离子(如Mg2+和Mn2+)外,还依赖于一价金属离子(如K+、Rb+、Cs+),其中K+在生理环境中发挥重要作用。丙酮酸激酶的分子量约为25万。
生理功能
丙酮酸激酶在糖酵解过程中扮演重要角色,通过催化磷酸烯醇式丙酮酸和ADP之间的反应,生成ATP和丙酮酸。这一过程是糖酵解的主要速率控制步骤之一。丙酮酸激酶具有多种同工酶形式,包括M型和L型。M型分为M1和M2两个亚型,分别在不同组织中有不同的分布模式。M1主要分布在心肌、骨骼肌和脑部,而M2则主要存在于脑部和肝脏。L型同工酶主要存在于肝脏、肾脏和红细胞中。在心肌细胞受损时,丙酮酸激酶会被释放进入血液,因此其检测可以用于判断是否存在心肌梗死的情况。
化学性质
丙酮酸激酶的化学反应需要镁离子作为辅助因子。在有氧条件下,糖酵解途径的最后一环由丙酮酸激酶催化,生成最终产物丙酮酸。而在缺氧环境下,丙酮酸会进一步转化成DL-乳酸乙醇二氧化碳
临床意义
急性心肌梗死
丙酮酸激酶在急性心肌梗死发生后2小时开始升高,22-24小时达到峰值,为对照组的三倍,第二天可达四倍峰值,随后48-72小时逐渐恢复。血清丙酮酸激酶活性升高的特异性较高,可用于心肌梗死的早期诊断。尽管有人认为丙酮酸激酶的灵敏度不及肌酸激酶(CK),但其特异性更高。由于丙酮酸激酶的活性变化较快,建议结合其他指标进行综合评估。
其他疾病的诊断
丙酮酸激酶在某些癌症患者的血清中表现出显著的高活性,如宫颈癌淋巴肉瘤、髓性白血病霍奇金淋巴瘤。此外,肌原性疾病(如假肥大型肌营养不良、贝克尔型肌营养不良症、肢带型肌营养不良症和面肩肱型肌营养不良症)患者的血清丙酮酸激酶活性通常高于对照组1-25倍,阳性率为90%以上。相比之下,神经源性疾病(如脊髓性肌萎缩、肌萎缩侧索硬化等)患者的血清丙酮酸激酶活性大多正常,因此测定血清丙酮酸激酶活性有助于区分肌源性和神经源性的肌肉疾病。
血液系统疾病
在血液系统疾病中,先天性非球形细胞溶血性贫血患者的红细胞丙酮酸激酶总活性显著下降。其他血液学急性白血病、红细胞性白血病、再生不良性贫血、阵发性夜间血色素尿、先天性发育不全性贫血等,红细胞丙酮酸激酶活性可能降至对照组的50%。
正常值范围
血清丙酮酸激酶的正常值范围为(28.3±12.8)U/L,采用丙酮酸激酶法测定。
参考资料
丙酮酸激酶是什么.医联媒体.2024-11-26
丙酮酸激酶的作用.大众养生网.2024-11-26
目录
概述
生理功能
化学性质
临床意义
急性心肌梗死
其他疾病的诊断
血液系统疾病
正常值范围
参考资料