高活低碳创新罗氏——碱性磷酸酶(AP)- 大数跨境

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高活低碳创新罗氏——碱性磷酸酶(AP)

罗氏分子新视界

2025-06-04

导读：激酶和磷酸酶激酶(Kinases)和磷酸酶(Phosphatases)作为细胞内分子水平磷酸化和去磷酸化激活关

激酶和磷酸酶

激酶(Kinases)和磷酸酶(Phosphatases)作为细胞内分子水平磷酸化和去磷酸化激活关键调控蛋白和控制信号通路传导的开关，两种蛋白的相互平衡调控着细胞以及组织层面的各种生化、生理活动。其中碱性磷酸酶（Alkaline Phosphatase，AP/ALP）是一种能够将底物去磷酸化的酶，通过水解磷酸单酯将底物分子上的磷酸基团除去并生成磷酸根离子和自由的羟基，广泛存在于从微生物到哺乳动物的所有生物体中。哺乳动物碱性磷酸酶是含二价金属离子的二聚体酶，可根据其来源不同而分为非组织特异源性型、肠源型、胎盘源型等多种同功酶。

图1. 碱性磷酸酶的3D结构示意

(Thanih Balbaied etal,Biosensors 2019.9.102)

碱性磷酸酶(AP)

碱性磷酸酶(AP)因其底物非特异性磷酸单酯酶功能，已应用于多种类型的免疫检测、分子DNA标记技术以及更新的生物传感芯片领域。

图2. ALP的应用举例

(Molecules 2023, 28, 6565;

Eric Moore,Biosensors 2019. 9 )

不同物种AP酶活性各不相同，一般而言哺乳动物源的天然酶（例如牛肠提取的AP）活性高于微生物特别是大部分细菌源性的天然AP酶。因此在生物工程技术的发展历程中牛肠提取的天然AP酶得以早期广泛应用，但其因生产的动物源性原因，在同比产量经济性、终酶活性和工业批间稳定性等方面存在不同程度的问题。

作为全球知名的主要生物活性原料生产商之一，罗氏诊断CustomBiotech开发和生产出多种类型的碱性磷酸酶（天然型,重组型, 重组型减碳型），广泛应用于全球体外诊断和生物技术工程的不同适用领域。经过专利的酵母重组表达，罗氏诊断CustomBiotech开发了重组高酶活性（≥ 7000 U/mg）的碱性磷酸酶，极大地提升了酶比活性和工业批间稳定性。

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重组“减碳”碱性磷酸酶

罗氏通过进一步升级和创新，开发出了表面更少糖链的重组“减碳(Carbon Reduction,CR)”碱性磷酸酶

图3.罗氏3种类型碱性磷酸酶表面碳糖

(Carbohydrates)比较示意

数据来源：罗氏诊断整理

罗氏重组“减碳”碱性磷酸酶在保持高酶活性的同时，通过减少每个单体表面的糖链使得升级版的AP在实际应用过程

重组生产工艺，极大的提升AP酶活性，助益下游使用开发体系的检测灵敏度提升。

减少了与反应体系中可能存在的糖类结合受体的结合，有效降低背景和非特异性结合从而提升检测灵敏度。

减少表面糖链，提升AP酶使用的一致性和稳定性(例如AP酶不同批次偶联标记)。

工业重组生产优势，保障基于AP酶开发出的产品。

参考文献

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Crystal Structure of Alkaline Phosphatase from Human Placenta at 1.8 Å Resolution，2001
Overview of Optical and Electrochemical Alkaline Phosphatase (ALP) Biosensors-- Recent Approaches in Cells Culture Techniques.Thanih Balbaied.2019
Alkaline Phosphatases-- Structure, substrate specificity and functional relatedness to other members.José Luis Millán.2006
Isozymes of bovine intestinal alkaline phosphatase. M Besman, J E Coleman. J Biol Chem . 1985 .pdf
Overview on the Development of Alkaline-Phosphatase-Linked Optical Immunoassays, Lin Liu,Molecules 2023, 28(18), 6565;
Clinical applications of chemiluminescence.L.J. Kricka.2003
A comprehensive overview on alkaline phosphatase targeting and reporting assays.Samy M. Shaban.2022
The development of biosensors for alkaline phosphatase activity detection.2024
Alkaline phosphatase as a label for immunoassay using amperometric detection with a variety of substrates and an optimal buffer system,M.P. Kreuzer 1999
Alkaline Phosphatase Dhruv Lowe; 2023- StatPearls - NCBI Bookshelf
Application of Alkaline Phosphatases from Different Sources in Pharmaceutical and Clinical Analysis for the Determination of.，2007
Baculovirus Expression of Alkaline Phosphatase as a Reporter Gene for Evaluation of Production, Glycosylation and Secretion.T. R. Davis.1992
Production, partial purification and characterization of alkaline phosphatase from a thermo-alkaliphile Geobacillus thermodenitrificans I2 isolate.Samar M. Yousef.2023
Recombinant Alkaline Phosphatase Prevents Acute on Chronic Liver Failure.Cornelius Engelmann.2020
The application of alkaline phosphatase assays for the validation of milk product pasteurization
The crucial role of protein phosphorylation in cell signaling and its use as targeted therapy (Review)，Fatima Ardito.2017
The human alkaline phosphatases--what we know and what we don't know.H Harris.1989
Buletin SK 5(1)(2021) 47-52，2021