葡萄糖氧化酶(GOD)在生化和临床上的应用

 

在前面的《葡萄糖氧化酶(GOD)的神奇用途》我们提到GOD可以作为食品添加剂并在动物养殖中发挥重要作用。然鹅,这些其实只能算是他的副业哦。那么,GOD最主要的用途到底是什么呢?今天我们再好好聊聊他的主业-生物化学领域和临床检查。

 

图源:百度百科

 

前面我们已经简单介绍过GOD葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOD)是从特异青霉(Penicillium notatum)等霉菌和蜂蜜中发现的酶,是一种典型的氧化还原酶。它能高度专一地催化β-D-葡萄糖反应,生成葡萄糖酸,消耗氧。起到了转化葡萄糖和去除氧的功用。由于GOD能定量地生成过氧化氢,因此作为D-葡萄糖的定量试剂而广泛被应用于生物化学领域和临床检查。

 

GOD可以用于生化研究,临床上常用作诊断酶,用于葡萄糖的分析,制备尿糖和血糖试纸,制药工业中用做维生素C及B12制剂的稳定剂。经过精制后的酶,可用于临床诊断,快速、准确测定体液中葡萄糖含量,为医生准确判断病人的病情提供可靠的数据。

 

葡萄糖氧化酶(GOD)

图源:百度百科

 

一.血糖测定的临床意义

 

血糖测定是一项使用非常普遍的化验项目,在许多基层医院化验室都可以做,甚至普通糖尿病患者也可以在家中自己测定。

 

糖类是机体重要的供能物质,也是人体结构的重要组成物质之一。血糖是指血液中的葡萄糖。其英文缩写为Glu。空腹血糖的正常参考范围为:3.61~6.05mmol/L(65~109mg/dl)。监测血糖浓度对于诊断糖尿病、低血糖症及其他糖代谢紊乱疾病有重要意义。

 

血糖升高见于以下情况:

1.胰岛素分泌不足引起的糖尿病(详见糖尿病生物化学),抗胰岛素激素分泌过多也可出现高血糖。

2.颅内高压,如颅外伤、颅内出血、脑膜炎等。

3.呕吐、腹泻、高热等引起脱水可致血糖轻度升高。

 

血糖降低可见于以下情况:

1.饥饿、剧烈运动。

2.胰岛β细胞增生或肿瘤等。

3.垂体前叶功能减退、肾上腺皮质功能减退、甲状腺功能减退。

4.严重肝脏疾病。

5.糖原贮积症、新生儿低血糖症。

6.自身免疫性疾病。

 

二.常用的葡萄糖氧化酶法测定血糖的产品

 

(一)血糖测定试剂盒(葡萄糖氧化酶法)

在医学上主要使用用于血糖测定试剂盒(葡萄糖氧化酶法),定量测定人体血清中葡萄糖的含量。由于其体积小,携带方便,不需要特殊训练,可随时快速检测血糖结果。

 

葡萄糖氧化酶法测定血清(浆)葡萄糖的原理:

 

1.GOD利用氧和水将葡萄糖氧化为葡萄糖酸,并释放过氧化氢。过氧化物酶(peroxidase,POD)在色原性氧受体存在时将过氧化氢分解为水和氧,并使色原性氧受体4-氨基安替比林和酚去氢缩合为红色醌类化合物,即Trinder反应。红色醌类化合物的生成量与葡萄糖含量成正比。

 

由于Trinder反应特异性较差,一些还原性物质如尿酸、维生素C、胆红素和谷胱甘肽等,可与色原性物质竞争过氧化氢,从而消耗反应过程中所产生的过氧化氢,产生竞争性抑制,使测定结果偏低。左旋多巴100mg/L,维生素C 5mg/L以上,谷胱甘肽100mg/L时,可引起负误差;半胱氨酸达10mmol/L时,产生相当0.72mmol/L葡萄糖的正误差。所以有的厂家改变了显色物,衍生出其他方法:

 

2.GOD 催化葡萄糖产生过氧化氢,过氧化物酶在有氧存在时催化过氧化氢分解产生的氧又将邻联茴香胺氧化生成有色物质,颜色深浅与葡萄糖氧化酶活性成线性关系。

 

3.GOD催化葡萄糖产生过氧化氢,过氧化氢随后在酸性条件下与二甲酚橙指示剂反应产生一种紫色产物,580nm处的吸光度与生成过氧化氢的浓度成正比,也就是与GOD活性成正比。

 

(二)血糖试纸(葡萄糖氧化酶法)

我们经常见到和听说的血糖试纸需要配套葡萄糖氧化酶血糖仪使用,该仪器对葡萄糖特异性高,相对来说比较准确。但由于反应过程需要氧的参与,因此测量结果容易受血氧含量影响而造成结果出现偏差;试纸也容易与空气中氧气发生反应,一般应在开封后3~4个月内用完,保质期较短。

 

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