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丙氨酸乙醛酸氨基转移酶的介绍和研究进展

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Open Journal of Nature Science 自然科学, 2018, 6(5), 409-415Published Online September 2018 in Hans. /journal/ojnshttps:///10.12677/ojns.2018.65053Introduction and Research Progress ofAlanine-Glyoxylate AminotransferaseJingming XiaCollege of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan HubeiReceived: Aug. 31st, 2018; accepted: Sep. 13th, 2018; published: Sep. 20th, 2018AbstractThe alanine-glyoxylate aminotransferase (AGT) is a protease expressed in the liver and plays an important role in transforming glyoxylate to glycine in case it isoxidated to harmful oxalate.Meanwhile, the gluconeogenesis of AGT is also important to supply energy to animals. Some re-searches show that AGT can target to mitochondria or peroxisome in mammals, and the location of AGT in organelle is related to their diet type. Generally, in carnivorous mammals, AGT is mainly targeted to mitochondria, while in herbivores, AGT is mostly targeted to peroxisome, and AGT is targeted to mitochondria and peroxisome in omnivores. Mistargeting of AGT to mitochondria in humans can lead to primary hyperoxaluria type 1 (PH1) disease for glyoxylate in peroxisome that cannot be efficiently detoxified and is finally converted to harmful calcium oxalate, so that the right organelle’s location of AGT is critical to animals. This review will state the structure, func-tion, glyoxylate metabolism, organelle’s location, research progress and research prospect of the AGT.KeywordsAGT, Organelle’s Location, Diet, Glyoxylate丙氨酸乙醛酸氨基转移酶的介绍和研究进展夏敬明武汉大学生命科学学院，湖北武汉收稿日期：2018年8月31日；录用日期：2018年9月13日；发布日期：2018年9月20日夏敬明摘 要丙氨酸乙醛酸氨基转移酶-AGT (alanine-glyoxylate aminotransferase)是在肝脏中表达的一种蛋白酶，作用是将乙醛酸转化为甘氨酸，防止乙醛酸被氧化为对生物体有害的草酸；而同时又能参加糖异生代谢，为动物提供能量。

有研究表明，在哺乳动物中，AGT 既能靶向线粒体又能靶向过氧化物酶体，其细胞器靶向的位置往往是和动物不同食性密切相关。

在肉食动物中，AGT 主要定位到线粒体；在植食动物中，AGT 主要定位到过氧化物酶体；而在杂食动物中，AGT 既能定位到线粒体又能定位到过氧化物酶体。

在原发性高草酸尿症1型(primary hyperoxaluria type 1)病人中，因为AGT 错误的靶向线粒体而导致人体过氧化物酶体中的乙醛酸不能有效降解，乙醛酸最终转变为对人体有害的草酸钙，所以AGT 在动物中正确的细胞器靶向至关重要。

本文将从AGT 的结构与功能、乙醛酸代谢、AGT 细胞器定位、研究进展和研究展望方面来叙述AGT 。

关键词AGT ，细胞器定位，食性，乙醛酸Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/1. 引言丙氨酸乙醛酸氨基转移酶(AGT)具有乙醛酸解毒作用，能将生物体的乙醛酸代谢为甘氨酸，防止乙醛酸被氧化为对生物体有害的草酸[1]，同时也能参加糖异生代谢，为动物提供能量[2]。

对于不同食性的动物而言，乙醛酸是在不同的细胞器中产生的，在食肉动物中，线粒体中会产生乙醛酸[3]；在植食动物中，过氧化物酶体中会产生乙醛酸[4]，因此AGT 需要定位到不同的细胞器来代谢乙醛酸。

有研究表明：AGT 在不同食性的动物中有不同的细胞器靶向，AGT 在食肉动物中倾向于靶向线粒体；在植食动物中倾向于靶向过氧化物酶体；在杂食动物中，既能靶向线粒体又能靶向过氧化物酶体[5]。

AGT 靶向不同的细胞器，是和动物的食性相关的，正确的靶向对生物体至关重要。

在正常人中，大部分的AGT 是靶向于过氧化物酶体的，但是在PH1 (原发性高草酸尿症1型)的病人中，AGT 是错误的靶向于线粒体的，从而导致疾病，因此AGT 正确的细胞器靶向对动物至关重要[6]。

通过对不同动物AGT 靶向细胞器与食性的关系和AGT 的进化分析，能使我们更全面地理解AGT 在脊椎动物中的进化，同时为治疗AGT 错误靶向细胞器相关疾病提供可能的理论基础。

本文将从AGT 结构、功能、乙醛酸代谢、AGT 细胞器定位、研究进展和研究展望来叙述，希望更加清楚了解AGT 细胞器定位和食性的关系以及不同细胞器靶向的分子动力和机制。

2. AGT 结构与功能2.1. AGT 结构哺乳动物AGT 基因结构具有以下特点(图1)：AGT 有11个外显子，在5’端有两个翻译起始点、两个转录了起始位点和MTS(线粒体靶向序列)，3’端有PTS1(过氧化物酶体靶向序列) [7]。

通过选择性使用两个翻译起始位点和两个转录起始位点来确定最后表达的AGT 是否含有MTS [8]，当MTS 存在时，AGT 靶向于线粒体，当MTS 序列不存在时，则靶向于过氧化物酶体[8] [9]。

夏敬明Figure 1. The structure of AGT gene (Birdsey et al. 2004)图1. AGT的基因结构2.2. AGT功能单拷贝基因AGT在肝脏中表达，具有乙醛酸解毒和糖异生两个功能，在动物代谢中发挥重要作用[10]。

证明AGT具有乙醛酸解毒作用是在人的PH1(原发性高草酸尿症1型)疾病中，例如在正常人AGT是靶向于过氧化物酶体，但是在PH1的病人中，AGT错误的靶向于线粒体而导致过氧化物酶体内乙醛酸不能有效降解，在氧化酶的作用下，乙醛酸转变为草酸，最后形成结石导致疾病[6]。

不同于植物，大部分的动物组织含有高蛋白物质，因此在食肉或者食虫的动物中，糖异生对于提高动物的能量供给很重要，很多与糖异生相关的蛋白酶都在线粒体或者细胞质中[11] [12]。

在褐鼠(Rattus norvegicus)中，有关AGT糖异生代谢的研究比较多，当给褐鼠喂食高蛋白的食物或者糖异生刺激物，发现这些物种线粒体的AGT合成增多，这些结果表明AGT在线粒体的作用是参与糖异生代谢，为动物机体代谢提供额外的能量[2]。

3. 乙醛酸代谢和AGT细胞器定位3.1. 乙醛酸代谢在哺乳动物中，乙醛酸由以下几个途径产生：在过氧化物酶体中，D-氨基酸氧化酶将甘氨酸氧化为乙醛酸或者乙醇酸氧化酶催化乙醇酸生成乙醛酸，乙醛酸虽然对生物体没有害处，但是乙醛酸容易被氧化成草酸，然后草酸和钙结合形成低溶解性对生物体有害的钙盐(图2) [13]；动物蛋白含有较多的L-羟脯氨酸，在线粒体中经过特定的代谢，L-羟脯氨酸最后转化为乙醛酸，过量的乙醛酸没有及时被代谢，在生物体形成钙盐后容易在肾脏和尿道中形成结石，最终会导致生物体的死亡[14]。

在草食性动物中，乙醛酸的主要来自于肝脏过氧化物酶体中被乙醇酸氧化酶氧化的乙醇酸。

乙醇酸在光合作用中起媒介作用，植物中的含量比动物中要高很多，但在水果和蔬菜中，乙醇酸含量较少，被动物消化摄取的乙醇酸一部分被排除体内，但大部分被氧化成乙醛酸[15]。

在肝脏细胞的线粒体中，乙醛酸来自于4-羟基-2-酮戊二酸，4-羟基-2-酮戊二酸是L-羟脯氨酸的代谢产物。

在食肉动物中，动物组织含有较多的L-羟脯氨酸，所以肉食性的动物的线粒体中含有较多代谢的乙醛酸[14] [16]。

3.2. AGT细胞器定位真核细胞中含有很多细胞器，例如细胞核、高尔基体、线粒体和过氧化物酶体等，细胞中不同的生物大分子正确定位到不同的细胞器对正常代谢非常重要[1]。

在不同的物种中，生物大分子会在特定的位置来发挥作用，然而AGT却不一样，因为在不同的物种中AGT有不同的细胞器定位[17]。

通过研究AGT在不同食性动物中的细胞器定位发现，AGT定位到不同的细胞器和动物不同食性是密切相关的，例如植食动物家兔(Oryctolagus cuniculus)和豚鼠(Cavia porcellus)，AGT主要定位到过氧化夏敬明Figure 2. The metabolism and some relative enzymes of oxalate and glyoxylate. GO: glycolate oxidase;DAO: D-amino acid oxidase; LDH: lactate dehydrogenase; GR: glyoxylate reductase [13]图2.草酸和乙醛酸的代谢以及相关的蛋白酶。

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丙氨酸氨基转移酶(ALT)检测在血液筛查中的价值研究

丙氨酸氨基转移酶(ALT)检测在血液筛查中的价值研究

丙氨酸氨基转移酶（ALT）检测在血液筛查中的价值研究作者：李结敏陈志忠陈尚良廖扬勋余文潮卢少芬梁剑锋李勋伟来源：《中国当代医药》2018年第26期[摘要]目的研究丙氨酸氨基转移酶（ALT）与甲型肝炎病毒（HAV）、庚型肝炎病毒（HGV）的关系，评估其在血液筛查中的价值。

方法随机收集2017年1～12月肇庆地区无偿献血者血液标本进行考察，检测输血五项[乙型肝炎病毒表面抗原（HBsAg）、丙型肝炎病毒抗体（Anti-HCV）、人类免疫缺陷病毒抗体（Anti-HIV）、梅毒螺旋体（TP）、人类T淋巴细胞白血病病毒（Anti-HTLV）]均为阴性。

将ALT正常（ALT≤50 U/L）的874份标本作为对照组（其中393份标本作为对照组1，481份标本作为对照组2），ALT异常（ALT>50 U/L）的135份标本作为研究组。

采用核酸检测技术（NAT）、酶联免疫吸附实验（ELISA）检测输血感染五项，采用速率法检测ALT，采用ELISA方法检测HAV-IgG、HGV-IgG。

回顾性分析2003～2017年肇庆市无偿献血者血液标本，考察HBsAg阳性献血者（2216例）、Anti-HCV阳性献血者（664例）中的ALT异常率。

结果对照组1和研究组标本分别检测HAV-IgG，对照组检出352例（89.6%）阳性，研究组检出110例（81.5%）阳性，研究组的HAV-IgG检测阳性率低于对照组1，差异有统计学意义（P[关键词]丙氨酸氨基转移酶；献血者；血液筛查；残余风险[中图分类号] R457.12 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2018）9（b）-0158-04[Abstract] Objective To study the relationship between alanine aminotransferase （ALT） and hepatitis A virus （HAV） and hepatitis G virus （HGV） and to evaluate its value in blood screening. Methods Blood samples from unpaid blood donors in Zhaoqing area from January to December 2017 were randomly collected， and five bloods transfusion tests （hepatitis B virus surface antigen [HBsAg]， hepatitis C virus antibody [Anti-HCV]， human immunodeficiency virus antibody [Anti-HIV]， syphilitic spirulina [TP]， human T lymphocytic leukemia virus [Anti-HTLV]） were negative. Altogether 874 specimens with normal ALT （ALT≤50 U/L） were used as control group （393 specimens were used as the control group 1， and 481 specimens were used as the control group 2）， and 135 specimens with abnormal ALT （ALT>50 U/L） were used as study group. Five blood transfusion infections were detected by nucleic acid detection technology （NAT）and enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. ALT was detected by rate method， andHAV-IgG and HGV-IgG were detected by ELISA. The blood samples from unpaid blood donors in Zhaoqing City from 2003 to 2017 were retrospectively analyzed. The abnormal rate of ALT in HbsAg positive blood donors （2216 cases） and Anti-HCV positive blood donors （664 cases） was investigated. Results HAV-IgG was detected both in the control group 1 and in the study group， 352 cases （89.6%） were positive in the control group， and 110 cases （81.5%） were positive in thestudy group. The positive rate of HAV-IgG in the study group was lower than that in the control group 1， and the difference was statistically significant （P[Key words] Alanine aminotransferase； Blood donors； Blood screening； Residual risk2012版《血站技术操作规程》规定，对献血者进行丙氨酸氨基转移酶（ALT）检测。

丙氨酸氨基转移酶丙氨酸氨基转移酶

丙氨酸氨基转移酶丙氨酸氨基转移酶

丙氨酸氨基转移酶丙氨酸氨基转移酶【深度探索丙氨酸氨基转移酶（AST）的功能及其在健康与疾病中的作用】引言：丙氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase, AST）是一种重要的酶类，广泛存在于人体各个组织中。

由于它在多种生物化学反应中的参与，AST在医学领域中备受关注。

本文将深入探讨AST的功能，并探讨其在健康与疾病过程中的作用。

一、AST的功能和生理作用1. AST的基本功能：丙氨酸氨基转移酶是一种转胺酶，参与两种氨基酸之间的互相转化。

具体来说，它能催化丙氨酸和α-酮戊二酸之间的转化，产生天门冬氨酸和谷氨酸。

这个反应在多个细胞代谢过程中起着至关重要的作用。

2. AST在蛋白质代谢中的作用：蛋白质是构成人体细胞的基本组成部分，而AST在蛋白质代谢中发挥着重要的作用。

它参与了氨基酸的转运和代谢，通过催化反应调节蛋白质功能和结构的形成。

3. AST在能量代谢中的作用：能量代谢是维持生命活动所必需的过程。

AST参与了琥珀酸循环（三羧酸循环）和糖酵解等能量代谢途径。

通过调节能量代谢，AST有助于维持机体的正常运作。

二、AST与健康状况的关系1. AST参与肝脏功能的评估：肝脏是AST最重要的来源之一，因此AST对肝脏功能的评估具有重要意义。

AST水平的升高常与肝脏损伤、肝炎和其他肝脏疾病有关。

在临床诊断中，AST作为一项常规的生化指标被用于评估肝脏功能的健康状况。

2. AST与心脏健康的关联：除了肝脏，AST也存在于心脏组织中。

心肌梗死等心脏疾病引起的组织损伤可以导致AST释放到血液中，引起AST水平的升高。

AST在评估心脏健康方面也具有重要价值。

三、丙氨酸氨基转移酶与疾病的相关性1. AST与肝炎的关系：肝炎是AST升高的最常见原因之一。

不同类型的肝炎引起的病理变化可导致AST释放入血，使其水平显著升高。

AST水平的监测有助于评估肝炎的病情和治疗效果。

2. AST与心肌损伤的关系：心肌梗死是一种心血管疾病，其发生时会导致心肌组织的严重损伤。

丙氨酸氨基转移酶在血液安全检测中的应用

丙氨酸氨基转移酶在血液安全检测中的应用

何子毅 ， 邹文 涛（ 东省 东莞 市 中心 血站 ５ ３ ３ ） 广 ２ ９ ０
【 键 词】 丙 氨 酸 氨基 转 移 酶 ； 血液 ； 安 全 检 测 关
中 图分 类 号 ： ４ ． Ｒ４ ６ １ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６２９ ５ （ ０ ８ ０—９ －３ １ ７ —４ ５ ２ ０ ） ５ ２ ２０
在 ７ ０ ～ ｌ ． Ｌ 。美 国 、 拿 大 和 欧 洲 的 综 合 资 料 表 明 ， ． ２７ １ ］ 加
传 播 病 毒 （ ＴＶ） Ｔ 。ＨＡ ＨＥ 是 经 粪 一 Ｖ、 Ｖ 口传 播 ， 般 不 经 血 液 一 传播 ； Ｖ、 Ｖ 虽 可经 血 液 传 播 ， 其 感 染 与 肝 炎 的关 系 及 ＨＧ ＴＴ 但 其 致 病 作 用 目前仍 不 清 楚 ， 以 目前 世 界上 没有 一个 国 家 对献 所 血 者 进 行 这 ４种 病 毒 的 特 异 指 标 的 筛 查 。ＡＬ 作 为 替 代 指 Ｔ
标 ， 于 检 测 ＨＡＶ、 Ｙ、 Ｖ、 ＴＶ 的特 异 指 标 的理 由也 不 用 ＨＥ ＨＧ Ｔ
输 了 Ａ Ｔ或 核 心 抗 原 抗 体 阳 性 的血 液 ， ＡＮＢ 的 危 险 率 是 Ｌ Ｎ Ｈ 阴性 血 的 ３倍 。根 据 美 国 国立 卫 生 研 究 院调 查 ， ＡＬ 异 常 将 Ｔ 作 为丙 型 肝 炎 携 带 者 的标 志 ， 期 可 减 少 ２ 的 肝 炎 ， 国输 预 ９ 美
血 传 播 病 毒 调 查 组 预 测 可 减 少 ３ 的肝 炎 。 研 究 表 明丙 型 肝 ｌ
炎 患 者 血 清 中 ＨＣ － Ａ 含 量 和丙 型肝 炎病 毒 （ Ｖ） 原 的 Ｖ ＲＮ ＨＣ 抗
出现 与 血 清 ＡＬ 水 平 呈 正 相 关 。 因 此 ， 献 血 员 进 行 Ａ Ｔ Ｔ 对 Ｌ
氨基转移酶

氨基转移酶

氨基转移酶（ALT，AST）及其同工酶氨基转移是氨基酸代谢中基本生化反应之一，在机体内存在着多达60种氨基转移酶，丙氨酸基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）是其中最重要的两种。

ALT催化下列反应：AST催化下列反应：它们都需要磷酸吡哆醛（维生素B）为辅基，不含磷酸吡哆醛的酶蛋白称为4脱辅基酶蛋白，没有催化活性。

血清除含有有活性的全酶外，还有部分不含磷酸吡哆醛的酶蛋白，如在测定前，先加入足量磷酸吡哆醛，所测血清转氨酶活性常有明显升高。

AST有两种受不同基因控制的同工酶分别存在于细胞质（c-AST）和线粒体（m-AST）中，而一般认为ALT不存在同工酶，我国学者证实在人组织和血清中也存在类似AST的两种同工酶，即细胞质ALT（c-ALT）和线粒体ALT（m-ALT）。

【组织分布】AST广泛存在于多种器官中，按含量多少顺序为心脏、肝、骨骼肌和肾，还有少量存在于胰腺、脾、肺及红细胞中，肝中AST大部分（70％）存在于肝细胞线粒体中。

ALT也广泛存在于多种器官中，含量最多的不是心脏，而是肝，顺序为肝、肾、心、骨骼肌等，与AST相比，在各器官中含量都比AST少，肝中ALT绝大多数存在于细胞质中，只有少量在线粒体中。

【生理变异】此二酶生理变异较小，性别、年龄、进食、适度运动对酶活性无明显影响，每天虽有生理性波动，但无统计学意义。

表1 ALT和AST在疾病时的变化【标本的采集、处理和贮存】红细胞中AST和ALT分别为血清含量的15倍与7倍，所以明显溶血标本不宜测此二酶。

宜采用血清为测定标本，此二酶在4℃冰箱中贮存一周，活性无明显变化，最好不要冰冻，因为在融冻时很容易破坏酶的活性。

【参考值范围】一般临床使用方法中不加入磷酸吡哆醛，其参考值范围较加入磷酸吡哆醛的为低，ALT为5-40U/L（37℃），AST为8-40U/L（37℃）。

【临床应用】根据此二酶在人体器官中分布情况，临床医师习惯将ALT用在诊断肝脏疾病，测定AST诊断AMI。