1、血浆蛋白质及非蛋白含氮化合物的代谢紊乱,广医检验系 刘利东(1050203),GENES!,DISEASES?,？,主要内容,蛋白质的分类与功能 疾病时的蛋白质代谢变化 蛋白质的检测 主要的非蛋白含氮化合物,体内主要含氮物质,蛋白质 氨基酸 核苷酸,血浆蛋白质及非蛋白含氮化合物的代谢紊乱,蛋白质功能,营养 缓冲和胶体渗透压 载体功能 免疫与防御功能 凝血与纤溶 酶 代谢调控 组织结构 （胶原蛋白等） 基因调节,蛋白质分类,盐析法：白蛋白、球蛋白,硫酸铵盐析沉淀蛋白,功能分类： 载体蛋白 免疫球蛋白 酶等,蛋白质分类,电泳法（主要的分类方法）,蛋白质分类,白蛋白,1-球蛋白,2 -球蛋白, -球
2、蛋白, -球蛋白,+,CAM电泳,血浆蛋白质的功能及其在电泳区带的关系,血浆蛋白质的功能及其在电泳区带的关系,前白蛋白（PA） 白蛋白（ALB） a1-抗胰蛋白酶（AAT） a1-酸性糖蛋白（AAG） 甲胎蛋白(AFP) 结合珠蛋白(Hp) a2-巨球蛋白(AMG) 铜蓝蛋白(CRE),各种蛋白质简介,转铁蛋白(TRF) C-反应蛋白质(CRP) 2微球蛋白(BMG),又称甲状腺结合蛋白（Transthyretin，TTR） MW=54000,肝细胞合成，半寿期2天 组织修补，载体，营养指标(敏感) APRP 营养不良、肝功不全、急性炎症、恶性肿瘤、创伤时降低,前白蛋白（prealbumin,
3、PA),MW=66400，肝细胞合成，半寿期15-19天 血浆中含量最多，约占5768% 营养、血浆胶体渗透压、缓冲、载体 营养不良，肝功不全，急慢性肝疾病等时降低 色素结合法溴甲酚绿（BCG），溴甲酚紫（BCP），盐析法,白蛋白(albumin，ALB）,Day 1 Day 8 Day 15 Day 22 Serum Albumin 17.3 3.7 21.0 4.6 26.6 4.1 32.4 3.6(g/L) Serum Prealbumin 63.7 18.9 130.6 37.5 194.6 53.6 223.1 34.6(mg/L),Plasma Albumin and Preal
4、bumin Changes During Nutritional Therapy,MW=5.1万，PI值4.8，含10-12%糖， 是1区带中主要组分 蛋白酶主要抑制物(90%)。如糜蛋白酶，弹性蛋白酶，具有较强的PH依赖性，中性和弱碱性活性强。,1-抗胰蛋白酶(1-antitrypsin， 1-AT，AAT）,a1-Antitrypsin Deficiency,AAT,AAT具有遗传多态性，以M型为主，S和Z型次之。 与肺气肿和肝脏损伤有关 胎儿低血浆AAT可致呼吸窘迫综合症,血清内粘蛋白（orosomucoid ） MW=4万，PI值2.7-3.5，含约45%糖。肝细胞、肿瘤细胞合成，半衰
5、期约1-3天 与抗炎和免疫调节有关，机制不详。 主要的APRP，风湿，肿瘤，AMI升高,营养不良降低,严重肝损伤降低,1-酸性糖蛋白（ 1-acid glycoprotein，AAG）,MW=6.9万，胎儿肝合成，成人由肿瘤细胞合成 胎儿血浆主要蛋白质。 胎儿产前监测（羊水或母血）遗传病及异常疾病增高等,肝癌患者检查（80%原发增高）,甲胎蛋白（alpha fetal protein，AFP）,结合珠蛋白（haptoglobin，Hp）,与红细胞中释出自由Hb结合，防止Hb从尿中丢失保存铁，急性溶血后下降，但一周再生恢复。,APRP；连续观察溶血是否处于进行；严重肝病时合成降低。,MW=62.
6、5-80万,含糖8%，4亚基。肝细胞与单核吞噬细胞系统中合成，半寿期5天。 与多种分子和离子结合(水解酶)，选择性保护蛋白大分子底物水解酶活性 婴幼儿和儿童体内多，为一种保护机制，妊娠期及口服避孕药时血中浓度增高，机制不详。,2-巨球蛋白（ 2-macroglobulin，2-MG，AMG）,MW=7.7万,含糖 6%，电泳位于1-区带中，肝细胞合成，半寿期7天，可逆结合多价离子，Fe,Cu,Zn,Co 等，一分子TRF可结合两个三价铁。 运输铁，血TRF浓度受铁供应调节。缺铁TRF升高，铁治疗后恢复。,转铁蛋白（transferrin，TRF),APRP 营养指标 贫血的鉴别诊断和对治疗的监
7、测。总铁结合力TIBC：TRF的铁结合容量铁饱和度：TRF中已与铁结合的百分比铁饱和度(%)=血清铁/总铁结合力*100% 缺铁性贫血：Tf增加，铁饱和度降低 再障：Tf不变，但铁饱和度增加,转铁蛋白（transferrin，TRF),MW=12-16万,不易纯化，每分子含6-7铜原子，含糖10%，具遗传基因多态性，具氧化酶活性，又称为铜氧化酶 。 具氧化酶活性且起抗氧化剂作用(铁代谢)，铜代谢库。 APRP，感染，创伤，肿瘤增加; 营养不良，严重肝病及肾综降低;协助诊断 Wilson 病。,铜蓝蛋白（ceruloplasmin，Cp),急性时相反应蛋白 acute phase reactio
8、n protein,APRP,机体处于急性炎症性疾病如手术、创伤、心肌梗死、感染和肿瘤时，称为急性时相，发生的机体反应为急性时相反应 在急性时相反应中出现的浓度升高或降低的蛋白，可称为急性时相反应蛋白 多数为升高，PA、ALB、TRF降低 APRP的机制未明朗，推测是机体防御的一部分。,MW=11800，HLA的轻链部分，存在有核细胞表面，特别是淋巴和肿瘤细胞。释放入血循环。半衰期107分钟，几乎由肾小管回收。 肾功能衰竭，炎症及肿瘤时，血浆浓度增高，监测肾小管功能。特别是肾移植排斥反应可出现尿排2- m增加。,2-微球蛋白(2- microglobulin ， 2- m),MW11.514万
9、，区带，五亚基多聚体 结合细菌、真菌和原虫的多糖，类似抗体作用，可激活补体 急性时相反应的一个极灵敏的指标，血浆CRP浓度在心梗，创伤，感染，炎症，外科手术，肿瘤浸润时迅速显著增高，（2000倍）。,C-反应蛋白(C-reactive protein，CRP）,血清淀粉样蛋白A（serum amyloid A,SAA),MW1.2万，肝细胞 合成分泌，有载脂蛋白特性，结合于HDL中 SAA的降解产物能以淀粉样蛋白原纤维方式沉积在不同器官中，是慢性为症的并发症。可能参与防御。 APRP, 可作为冠状动脉血管病变活动性的标志物,关于血浆蛋白质的临床参考值,年龄间的变异(age) 性别差异(sex)
10、 个体不同时期的差异及个体间差异(individual),几种血浆蛋白在个体与人群间的差异,疾病时血浆蛋白质变化的图谱特征,急性时相反应 肝疾病 肾脏疾病 风湿病 遗传性疾病 蛋白组学,几种疾病时血浆（清）蛋白质的变化图谱,蛋白种类 成人g/L 肾病 肝硬化 骨髓瘤 总蛋白 66-83 降 降低 升高 白蛋白 35-50 降低 降低 降低 1球蛋白 2-7 降/正 正/降 正常 2球蛋白 1.8-4.8 升/正 正/降 正常 球蛋白 6-11.5 正/升 升高 正常 球蛋白 6-21.5 降 升高 升高明显,参考值： Alb:57%-68% 1:1.0%-5.7% 2:4.9%-11.2% :
11、7%-13% :9.8%-18.2%,各组分构成： Alb：白蛋白(前白蛋白) 1：1酸性糖蛋白；1抗胰蛋白酶；AFP;HDL 2：HP；CRP；2巨球蛋白；脂蛋白；铜蓝蛋白 ：转铁蛋白；补体系统；脂蛋白 ：IgG；IgM；IgA；IgD；IgE,肾病综合症,Alb、PA、1AG、 AT 、TRF降低 2MG、Hp增加 免疫球蛋白IgG降低、IgM可增加,原因是在肾病中小分子量的蛋白丢失而致，但严重则可有全低蛋白质图谱出现。,肝硬化(-桥),PA及Alb降低，IgA弥散性增多，致出现典型的-桥,原因多因肝功能损害蛋白合成减少，而免疫球蛋白反应性增加,多发性骨髓瘤 （浆细胞病）,出现M蛋白，又叫
12、异常免疫球蛋白，其区带宽度与Alb带大致相等或较其狭窄，常分布在2至慢-G部位。,M蛋白是由某一细胞株分泌大量结构相同、电泳迁移率一致的蛋白。 M蛋白以外的其他免疫球蛋白明显降低，其可能是由于M蛋白大量消耗氨基酸，致使其他免疫球蛋白相对合成不足，以及M蛋白代谢亢进，其他免疫球蛋白的分解代谢也随之增加，故而含量降低,先天性无白蛋白缺陷,主要特征：白蛋白显著降低，总蛋白降 低，1、2球蛋白明显增高，球蛋白也增高。 严重无白蛋白血症时，白蛋白有时可降为零。,产生原因：本病是极少见的先天性疾病，可能由于肝细胞内白蛋白合成功能遗传性缺陷或明显低下所致。,主要特征：1球蛋白明显降低，有时可接近零，血清总蛋
13、白及其它各组分的蛋白通常没有明显变化。,产生原因：此病通常认为是先天性或家族性的，系由于1抗胰蛋白酶合成低下所致。因为血中1抗胰蛋白酶减少或缺乏，致使血中或组织中的胰蛋白酶活性相对增加，肺结缔组织破坏亢进，对青年可以发生肺气肿 ，当合并感染时，可见白蛋白减低，但由于1抗胰蛋白酶减少，即使有炎性病灶，1区带也不增加。,1球蛋白缺陷,产生原因：在此区带出现缺陷的主要有结合珠蛋白、血浆铜蓝蛋白，分别称无结合珠蛋白血症和铜蓝蛋白缺乏症。前者极少见，没有特别症状，有时可伴有轻度贫血。铜蓝蛋白缺陷已知有Willson氏病，特别在肝、脑和角膜较多。,2球蛋白缺陷,主要特征：2球蛋白带有时可轻度减低，其它组分
14、多正常。,氨基酸代谢紊乱,氨基酸的主要功能是合成蛋白质 来源主要外源性氨基酸和机体合成非必要氨基酸，代谢包括脱氨基生成氨基、相应的酮酸及脱羧基生成CO2、胺类 氨基酸代谢紊乱主要原因是代谢过程中的酶的缺乏或活性降低、氨基酸代谢有关的器官病变致继发性氨基酸紊乱 在氨基酸代谢起点产生可造成氨基酸血症,苯丙酮酸尿症（Phenylketonuria，PUK）,苯丙氨酸是必需的氨基酸， 13供蛋白合成，23则通过肝细胞中苯丙氨酸4羟化酶的作用转化为酪氨酸，以供给合成甲状腺素、肾上腺素和黑色素等多种用途 在本病中由于苯丙氨酸4羟化酶缺乏（或其辅酶四氢生物蝶呤缺陷）使苯丙氨酸和其代谢物增多而酪氨酸减少，另外
15、还造成多巴胺，5羟色胺等重要神经递质的合成受阻，加重了神经系统的功能损害 此病为一种常染色体隐性遗传病，我国的PUK发病率约为万分之一,NADP+,NADPH + H+,二氢蝶呤还原酶,BH4,BH2,PHA,O2,苯丙氨酸,酪氨酸,PHA：苯丙氨酸4羟化酶,BH4：四氢生物蝶呤,苯丙氨酸代谢,酪氨酸血症,酪氨酸是合成蛋白质的基本成分，代谢主要是通过转氨基成酮体后分解代谢，并可转变为儿茶酚胺、甲状腺素和黑色素 代谢中的酶缺乏可导致酪氨酸血症 I型：延胡索酰乙酰乙酸酶活性降低 II型：酪氨酸转氨酶缺乏,继发性氨基酸代谢紊乱,主要是在肝肾功能不良时，氨基酸的代谢发生紊乱,肝疾芳香族氨基酸在肝脏中分
16、解减少，支链氨基酸在肌肉组织中分解增加，造成了这两种氨基酸在血中的平衡 肾病肾小管损害，重吸收减少,继发性氨基酸代谢紊乱,核苷酸代谢紊乱,嘌呤的代谢产物为尿酸，尿酸可在尿酸酶的作用下进一步分解代谢 若嘌呤代谢发生紊乱，如尿酸生成过多或尿酸排泄障碍都会造成尿酸在血中浓度升高即成高尿酸血症，而高尿酸血症则可导致痛风症（尿酸盐的沉积） 若嘧啶核苷酸代谢发生紊乱(不能合成)，则造成乳清酸尿症,体液蛋白质的检测,化学方法对体液蛋白定性或定量 电泳图谱分析 免疫化学法检测特异性蛋白,血清总蛋白测定,两个假设：纯多肽链，含氮量平均为 16 % 与化学试剂反应性一致仅为相对定量 四种性质或结构：重复肽链酪氨酸
17、和色氨酸残基对酚试剂反应和紫外光吸收与色素结合的能力沉淀后借浊度或光折射测定,血清总蛋白测定,凯氏定氮法 消化、蒸馏、吸收、滴定是参考方法用于标准蛋白的标定及校正其它方法,血清总蛋白测定,双缩脲法原理：重复肽键，碱性、Cu+此法操作简便，准确，重复性好，推荐临床常规方法 不适合用于微量蛋白检测(2.0g/L),血清总蛋白测定,酚试剂法 依据蛋白质分子中的酪氨酸、色氨酸残基能够与酚试剂中的磷钨酸-磷钼酸反应生成蓝色化合物，改良法加入Cu+ 本法灵敏度高(0.01g/L0.06g/L) 残基比例不同，方法的重复性较差,血清总蛋白测定,比浊法 酸类可沉淀血清蛋白质，产生浊度 本法简便，但影响因素多。
18、,血清总蛋白测定,染料结合法 在一定的缓冲环境中，蛋白质可与某些染料(氨基黑、考马期亮蓝等)结合而显不同颜色 本法操作简单，重复性好，灵敏度高，干扰少，但特异性差(多肽干扰)，无统一的标准物。,血清总蛋白测定,紫外分光光度法 色氨酸、酪氨酸等在280nm下有吸收峰，依此进行定量。 本法干扰多，需紫外分光光度计,血清总蛋白测定,折光测定法 利用溶解在溶液中的固体可增加光折射率，且不同的固体有不同的折光性来测定。 本法简便，快速，适应于急诊，但准确性差，基质效应较大，易受脂血、溶血、黄疸等影响,血清白蛋白测定,盐析法 在蛋白质溶液中加入大量中性盐，蛋白质表面的电荷被大量中和，水化膜被破坏，蛋白质分
19、子相互聚积而沉淀析出，此现象称为盐析。 测定时依据球蛋白水化膜比白蛋白少而先被沉淀,染料结合法 在酸性环境下，带正电的蛋白质与带负电的阴离子产生颜色反应，可比色测定。 操作简便，快速，重复性好，灵敏度高 BCG法：主要问题是非特异性干扰（存在慢反应物质） BCP法：无非特异性干扰，但标准品不能用动物血清,血清白蛋白测定,血清白蛋白测定,电泳法 CAM或琼脂糖电泳分出不同蛋白条带，再行检测 特异性好，但不易自动化 免疫化学法 依抗原抗体反应原理 特异性好，准确，但成本较高,血清球蛋白测定,乙醛酸法 色氨酸残基(球:2%3%,白:0.2%）在酸性溶液中可以与乙醛酸反应产生紫色化合物。 临床上常不单
20、独测定，用总蛋白减去白蛋白所得为球蛋白量,血浆纤维蛋白原测定,纤维蛋白原凝块法 比浊法 盐析法 免疫化学法,尿总蛋白、微量蛋白质测定,尿蛋白相对量较低，需用灵敏度较高的方法（酚试剂法）进行检测。,CSF蛋白测定,CSF是血浆的超滤液，仅含有分子量低的蛋白质，且量微 浊度法(磺基水杨酸-硫酸钠) 染料结合法(考马期亮蓝G-250染料结合法，邻苯三酚红钼络合显色法),氨基酸测定,自动分析法（茚三酮） 层析法 化学法 酶法,关于免疫化学测定方法中的标准品和方法的标准化问题,含有准确含量的纯抗原蛋白不易得到 制备的抗血清由于其来源不同，其特异性和灵敏度效价有很大差异 抗血清的制备和方法的标准化是方法推
21、广和使用的关键 由于不易获得稳定的抗血清和标准化的参考蛋白质，各个实验室还不得不根据自己的条件建立自己的正常参考值 WHO可以提供以下参考标准品：IgG 、IgA、IgM、IgD、IgE、FP、CEA、Alb、C3、CER及TRP。使用国际单位（IU），没有使用绝对的质量单位,思考题,1、蛋白质的分类有哪些方法？ 2、什么是APRP？有哪些蛋白质是APRP？它们的意义如何？ 3、蛋白质检测的方法有哪些？如何评价这些方法？,主要参考文献,Ingenbleek Y, DeVisscher M, DeNayer P, Measurement of Prealbumin as an Index of
22、Protein-Calorie Malnutrition, The Lancet,1972; July:106-108. Y. Ingenbleek. Why Should Plasma Transthyretin Become A Routine Screening Tool In Elderly Persons? The Journal of Nutrition, Health & Aging. 2009 ,13( 7):640-642. Richard P. Lifton. Individual Genomes on the Horizon. The new england journa
23、l of medicine.2010,362(13):1235-1236. David Watkins. Individual Genomes on the Horizon(a letter to the editor) . The new england journal of medicine.2010,363(2):1235-1236. http:/www.aacc.org/publications/cln/2009/august/Pages/series0809.aspx http:/ http:/ 周新，涂植光. 临床生物化学和生物化学检验.第3版，北京：人民卫生出版社，2003. 郑铁生，鄢盛恺.临床生物化学检验.第2版，北京：中国医药科技出版社，2010.,THE END,THANK YOU,
