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磷酸酯酶是水解磷酯類的酶。分布甚廣，種類很多。根據(jù)作用時(shí)所需氫離子濃度值的不同，可分為堿性磷酸酯酶和酸性磷酸酯酶兩類。血漿中磷酸酯酶的測定，常用于某些疾病如肝病的臨床診斷。堿性磷酸酯酶是催化從單鏈或雙鏈DNA和RNA分子中除去5′-磷酸殘基，即脫磷酸作用。1977年，從細(xì)菌和小牛腸道中分離得到細(xì)菌堿性磷酸酯酶(簡稱BAP)和小牛腸堿性磷酸酯酶(CIP)。在基因工程中主要是應(yīng)用該酶處理經(jīng)限制性內(nèi)切酶切割后的載體DNA，去除載體DNA兩末端的5′-磷酸殘基，以防止載體DNA自我環(huán)化，從而提高其重組效率。同時(shí)，在用同位素32P標(biāo)記5′-OH末端以制備DNA或RNA探針時(shí)，先用該酶去除5′-磷酸基，而產(chǎn)生5′-OH末端，再進(jìn)行末端標(biāo)記。
堿性磷酸酯酶(AP，alkaline phosphatase)是廣泛存在于各種生物體內(nèi)，參與細(xì)胞磷代謝和信號肽轉(zhuǎn)導(dǎo)的一種磷酸酶，其最適pH 值在7.0 以上，能夠以同樣的速率催化許多種磷酸單酯的水解。磷酸鹽在細(xì)胞內(nèi)不能合成，當(dāng)磷酸鹽數(shù)量受限的時(shí)候，細(xì)胞必須通過磷酸酯酶的水解從核酸、磷酸化糖和蛋白質(zhì)中得到有機(jī)體所需的磷酸鹽。因而AP 的來源廣泛，可來源于細(xì)菌、真菌、藻類、無脊椎動(dòng)物及脊椎動(dòng)物。AP 在酶聯(lián)免疫標(biāo)記試驗(yàn)(ELISA)中用作的標(biāo)記酶，將堿性磷酸酯酶與顯色劑或去磷酸化后能發(fā)光的底物相互作用來能揭示靶與檢測酶復(fù)合物的存在。AP 作為非同位素標(biāo)記被廣泛應(yīng)用于Southern 和Northern 印記分析和DNA 序列分析等各個(gè)方面。AP 能催化除去DNA 、RNA、三磷酸核糖核苷和三磷酸脫氧核糖核苷的5′磷酸基團(tuán)，切除rNTPs 及dNTPs 的5′末端磷酸基團(tuán)，為5′末端標(biāo)記準(zhǔn)備模板，防止DNA 片段的自連接或克隆載體自環(huán)化連接，蛋白質(zhì)的去磷酸化，蛋白質(zhì)絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸殘基的去磷酸化。用AP 處理后的DNA 片段缺少連接酶所要求的5′磷酸末端，使得它們不能進(jìn)行自連接，利用這個(gè)特性可以降低克隆時(shí)載體DNA 的背景。
此外，堿性磷酸酯酶(AP)是廣泛存在于各種生物組織中的一種酶。AP的存在濃度與骨骼疾病、肝炎以及前列腺癌等多種疾病的發(fā)生密切相關(guān)，低堿性磷酸酯酶癥（hypophosphatasia，HPP）是一種罕見的常染色體遺傳疾病，由于堿性磷酸酯酶基因（alkalinephosphatase gene，ALPL）突變導(dǎo)致的系統(tǒng)性疾病。重癥HPP通常為常染色體隱性遺傳，而輕度HPP 可以是顯性或隱性遺傳。其典型癥狀為骨骼和牙齒礦化不全以及血清堿性磷酸酶（ALP）活性偏低。重癥HPP 的發(fā)病率在十萬分之一左右，輕度HPP則更為常見。HPP 有很多不同程度的臨床表現(xiàn)。主要診斷依據(jù)是血清ALP 活性檢測和分子遺傳學(xué)檢測。該病目前尚無可靠的治療方法。
另外，堿性磷酸酯酶還廣泛用于分析檢測中，如用于L苯丙氨酸的分析檢測中，步驟如下：(1)將待測樣品稀釋于TBS緩沖溶液中，制得待測溶液；(2)向待檢測溶液中加入堿性磷酸酯酶溶液，經(jīng)反應(yīng)，制得酶反應(yīng)液；(3)將酶反應(yīng)液滴于十二烷基磷酸酯鈉鹽溶液修飾的液晶傳感器上，使用偏光顯微鏡進(jìn)行觀察。本發(fā)明涉及的基于液晶傳感器分析檢測苯丙酮尿癥患者尿液中L-苯丙氨酸的方法，具有檢測限低，檢測儀器易得，檢測方法簡單、快速、靈敏，試劑消耗少，樣品處理時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，解決了現(xiàn)有檢測方法復(fù)雜、成本高的問題。還有實(shí)驗(yàn)利用堿性磷酸酯酶的催化反應(yīng)觸發(fā)CdS光電極的光電流，建立了一種免疫反應(yīng)與光電極分離的、高通量的免疫分析方法。表面沉積了金屬氧化物或水合金屬氧化物的CdS光電極基本沒有光電流信號，而堿性磷酸酯酶的催化水解反應(yīng)產(chǎn)生的還原劑使金屬氧化物或水合金屬氧化物分解，從而導(dǎo)致CdS光電極光電流的大幅提高。以小鼠IgG為模型，通過堿性磷酸酯酶標(biāo)記檢測抗體，對在96微孔板里進(jìn)行的夾心結(jié)構(gòu)免疫反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了檢測。該方法的最大的優(yōu)勢在于將免疫反應(yīng)從電極表面分離，避免了電極表面固定的生物分子對光電化學(xué)測定的靈敏度和準(zhǔn)確度的影響。更為重要的是，微孔板反應(yīng)的引入以及免疫反應(yīng)與光電檢測的分離大大提高了檢測效率。
一種基于光活性納米材料模擬酶的堿性磷酸酯酶活性檢測方法，該光活性納米材料模擬酶可以通過堿性磷酸酯酶的催化反應(yīng)原位產(chǎn)生；利用堿性磷酸酯酶催化 反應(yīng)形成的光活性納米材料模擬酶的高效類酶催化活性實(shí)現(xiàn)信號放大，可以方便、靈敏、快速地檢測堿性磷酸酯酶活性。技術(shù)方案如下：
a、二氧化鈦納米材料的制備：將5mL含鈦化合物逐滴加入到75mL超純水中，混合后的溶液在室溫下持續(xù)攪拌。然后將上述溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜內(nèi)并加熱到160℃持續(xù)24h。離心獲得產(chǎn)物并用超純水洗滌多次，最后烘干獲得白色二氧化鈦納米顆粒；
b、堿性磷酸酶活性的測定：5μmol/L的堿性磷酸酶的底物與10μL不同濃度的堿性磷酸酯酶混合后加入到96微孔板中，室溫下反應(yīng)一段時(shí)間；加入10μL 1.5mg/mL的二氧化鈦納米材料反應(yīng)15min后，加入100μL pH為4.0的0.2mol/L的醋酸緩沖溶液和20μL 5 mmol/L的納米材料模擬酶的特征底物，放置在氙燈下用可見光(λ≥400nm)照射10min 后，并在酶標(biāo)儀上測定體系的吸收光譜或熒光光譜。
[1] 食品生物技術(shù)耐熱堿性磷酸酯酶的研究進(jìn)展
[2] CN201811110180.3一種基于液晶傳感器的L-苯丙氨酸的分析檢測方法
[3] CN201711316296.8一種基于堿性磷酸酯酶催化反應(yīng)觸發(fā)CdS光電流的免疫分析方法
[4] 低堿性磷酸酯酶癥研究進(jìn)展