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摘 要：对氧磷酶(PON)由355个氨基酸组成，有两个位点具有多态性，PON表型多态性是由其基因多态性引起的，人类PON基因位于7q21－22，在两个单一位点出现多态性。PON多态性对有机磷酸酯等类化合物中毒保护及心血管疾病等具有实际意义。
关键词：对氧磷酶 多态性 中毒 心血管疾病
对氧磷酶(paraoxonase，PON)是一类能催化水解磷酸酯键的芳香酯酶，它可降解有机磷酸酯、芳香羧酸酯及氨基甲酸酯等。由于用于检测该酶活性的最常用的底物是对氧磷(paraoxon），故将该酶命名为对氧磷酶；因为PON亦能水解苯乙酸酯故仍有学者称之为芳香酯酶(arylesterase）［1］。近年研究发现，PON不仅在有机磷酸酯等类化合物解毒方面具有重要作用，而且与动脉粥样硬化及Ⅱ型糖尿病发病等有密切关系，随着分子生物学的进展，对PON及其基因多态性在有关疾病发病中的意义的研究更加深入［2～4］，本文就近年的研究进展综述如下。
1对氧磷酶及其多态性研究
PON由355个氨基酸组成［5］，主要由肝脏分泌，在哺乳动物体内广泛分布于许多组织，如肝脏、血液、肾脏、脾脏及脑组织等。人血清中PON的氨基酸共含3个Cys残基，其中第42位和第353位Cys形成分子内二硫键，不能成为活性中心，而第283位有游离—SH，在理论上此位点可能是酯酶的活性中心［6］。PON是一类钙离子依赖性酯酶，二价阳离子的存在，可维持PON的稳定性和对对氧磷及苯乙酸酯的催化活性；Ca2＋能促使酶－底物复合物形成，并促成其分解为酶与产物，从而使PON的活性增强［7］。某些螯合剂、重金属、有机磷酸酯等则可抑制PON的活性，其中EDTA为可逆性抑制，苯乙酸酯和塔崩等为进行性抑制［8］，因此在有机磷酸酯类化合物中毒用药治疗时，应注意保护PON的活性问题。
人类血清中对氧磷酶的多态性分布早已被人们认识，1976年Playfer等人［9］对其进行了较为详细的研究，提出了对氧磷酶高活性和低活性的遗传学基础，认为PON表型是由常染色体位点上两个等位基因决定的。
由于PON的氨基酸顺序已明确故不难确定其多态性位点。PON在两个位点具有多态性［10，11］，一个是在192位出现的谷氨酸(Glu）／精氨酸（Arg）多态性，另一个是在第55位出现蛋氨酸(Met）／亮氨酸(Leu）多态性。第192位点的多态性使PON出现两种同型异构体，两者对对氧磷的水解具有不同的活性，A型PON第192位点的氨基酸为Glu，酶活性低；B型PON第192位点的氨基酸为Arg具有高活性。第55位点氨基酸的多态性未发现对酶的活性有明显的影响［10～13］。随着研究的深入，对PON在两个多态性位点的活性又有了新的认识［13，14］。
PON表型的多态性由PON基因多态性引起的，人类PON基因位于7号染色体长臂中间部(7q21—22）［5，10］，其cDNA全长为1346bp［5］，至少含有6个外显子和5个内含子。通过对PON cDNA进行测序，发现PON基因在2个单一位点出现多态性：一个位点出现在A／B等位基因，另一个位点出现在M／L等位基因。A／B多态性导致PON在192位点出现Glu／Arg多态性，M／L多态性导致PON在55位点出现Met／Leu多态性。
既往曾采用检测酶活性高低和峰值分布来测定和验证酶的多态性及表型分布［15］。目前利用PCR技术即可扩增出决定第55位点和192位点区域氨基酸顺序的基因片断，直接进行DNA测序或采用特异性内切酶技术决定个体的基因型［10，16］。
2对氧磷酶多态性与有机磷中毒保护作用
对氧磷酶能够催化磷酸酯键水解，降解有机磷酸酯、芳香羧酸酯和氨基甲酸酯等，是PON对有机磷酸酯等化合物中毒保护作用的理论依据。
PON对有机磷水解作用强弱是决定有机磷对脊椎动物包括人毒性作用大小的重要因素，而PON的此种保护作用又与PON的水平(含量)及多态性(活性)有关。Mackness等［14］经多元回归分析发现，PON的活性与其第192位点多态性、第55位点多态性及血清中PON的浓度有关，三者决定PON活性的高低分别占46%、13%和16％，而未发现其他因素可明显影响其活性。一般认为血清中高水平的PON有助于保护有机磷农药中毒［17］。鸟类血清中PON含量很低，与血清中PON含量高的哺乳动物相比，它们对对氧磷、二嗪农等农药则非常敏感；兔子血清中PON的水平是大鼠的7倍，结果它对对氧磷的耐受性比大鼠高4倍；如果给大鼠注射纯化的兔血清PON，可以明显地增加大鼠对对氧磷的抵抗能力［8，18］，均说明PON对有机磷类化合物的保护作用与其含量有很好的相关性。
PON的多态性从其表型、氨基酸顺序或编码蛋白的DNA序列都得到了证实［9～11］。人类血清中PON的多态性属于底物依赖多态性，不同底物受多态性的影响不同［11，13，19］。A型PON第192位点氨基酸为Glu，水解对氧磷的活性低，B型第192位点的氨基酸为Arg，具有水解对氧磷高活性［11］，而这两型PON对某些底物如毒死蜱则具有几乎同样高的水解活性［19］。传统的观点一直认为，B型PON是保护有机磷等农药中毒的主要同分异构体，因为它具有水解对氧磷高活性；近来研究发现［13］，A型PON水解二嗪农及其他神经毒物如杀林、索曼等比B型更快，但资料有限，尚待进一步证实。