乙醛脱氢酶

肝中的乙醇脱氢酶负责将乙醇(酒的成分)氧化为乙醛，生成的乙醛作为底物进一步在乙醛脱氢酶催化下转变为无害的乙酸(即醋的成分)。今天我们就一起来了解一下

乙醛脱氢酶是什么

乙醛脱氢酶(acetaldehyde dehydrogenase，缩写ALDH)(EC 1.2.1.10)(CAS [9028-91-5])，醛脱氢酶的一种，负责催化乙醛氧化为乙酸的反应，肝中的乙醇脱氢酶负责将乙醇(酒的成分)氧化为乙醛，生成的乙醛作为底物进一步在乙醛脱氢酶催化下转变为无害的乙酸(即醋的成分)。不同生物体中该酶结构略有不同。

乙醛脱氢酶(ALDH)是一系列氧化各种脂肪族醛、芳香族醛为相应酸的酶，主要作用是将乙醛氧化成乙酸，在酒精代谢中起主要作用，广泛存在于各种动物、植物和微生物体内。已知人类的乙醛脱氢酶由三个基因所编码：ALDH1A1、ALDH2 及21世纪初发现的 ALDH1B1(亦称 ALDH5)。

在人类和其他许多动物体内，线粒体乙醛脱氢酶能把对生物体有害的醇类转化，所以在细胞解毒研究中乙醛脱氢酶受到高度关注;同时，乙醛脱氢酶在分子生物学以及相关疾病的检测方面也多有研究应用。

乙醛脱氢酶的作用

肝中的乙醇脱氢酶负责将乙醇(酒的成分)氧化为乙醛，生成的乙醛作为底物进一步在乙醛脱氢酶催化下转变为无害的乙酸(即醋的成分)。乙醛毒性高于乙醇，是造成宿醉的主要原因之一。而且乙醛被怀疑具有致癌性，它与人类肿瘤的发生存在一定的关系。负责人体内乙醛转化的主要是肝中的乙醛脱氢酶 (ALDH)，ALDH1与 ALDH2在催化速率上有很明显的差异，ALDH2对乙醛的K_M低于ALDH1，约后者的1/10，是主要负责乙醛转化的同工酶。

机理

乙醛脱氢酶是随机组合的四聚体，一个突变型的亚基影响了四聚体的稳定性，进而影响酶的正常表达。研究发现无论携带ALDH2*2的是纯合子(AA)还是杂合子(GA)，四聚的ALDH2均无活性，即ALDH2*2是显性遗传。杂合子GA的ALDH2四个亚基都稳定的概率是(0.5)^4=6%，因而即使杂合子的野生型与突变等位基因等量表达，其正常的ALDH2的表达量也仅有6%。有ALDH2*2突变表达出的亚基的酶无法正常代谢乙醇的氧化产物乙醛，血液乙醛浓度增高，造成一系列饮酒后的不良反应，如脸红、头晕、心跳加快等。

而纯合子AA的ALDH2活性近乎为零，最好是滴酒不沾。有ALDH2*2者更易产生饮酒的不良反应，酗酒的可能性也较小。由于ALDH2*2携带者对乙醛代谢较差，有人认为乙醛对肝的损伤是酒精肝在亚洲人群中常见的原因。基于类似机理，有人还研究了食管癌、咽喉癌与肝癌的易感基因与ALDH2*2的关系，发现有一定的关联。

抑制

药物双硫仑(disulfiram)可强烈抑制ALDH1的活性，但对ALDH2无影响。它作为戒酒药物即在于它对ALDH的抑制，服药后所摄入乙醇的代谢产物乙醛无法被代谢掉，蓄积在体内从而造成类似严重醉酒的不适症状，使酒瘾者无意继续饮酒，用作戒酒的嫌恶疗法。

乙醛脱氢酶的分类

1、Greenfield使用马ALDH同工酶来进行命名，位于细胞液内的ALDH命名为ALDHl，而位于线粒体内的ALDH为ALDH2。

2、后来根据ALDH正向电泳迁移的降低和等电点增加的序列，将ALDH命名为ALDHl、ALDH2、ALDH3和ALDI-Lt。

3、哺乳动物乙醛脱氢酶根据其亚细胞所在位置、结构与动力学特性和原始序列的相似性可以分为三类：

第一类是细胞质的(ALDHl)，第二类是线粒体的(ALDH2)，第三类则是可诱导性的细胞质的乙醛脱氢酶和可诱导性的微粒体的乙醛脱氢酶(如ALDH3)。

截至2012年，对前两类乙醛脱氢酶进行了广泛的研究，并发现其有效促使短链脂肪族醛和芳香族醛的氧化。相比较之下对第三类乙醛脱氢酶的研究较少特别是对微粒体乙醛脱氢酶的研究，大鼠肝脏、兔子肠道、人类肝脏和人白血细胞中都发现了微粒体乙醛脱氢酶的存在，但作用机制尚不明确。

乙醛脱氢酶在乙醇代谢中的作用

肝中的乙醇脱氢酶负责将乙醇(酒的成分)氧化为乙醛，生成的乙醛作为底物进一步在乙醛脱氢酶催化下转变为无害的乙酸(即醋的成分)。乙醛毒性高于乙醇，是造成宿醉的主要原因之一。而且乙醛被怀疑具有致癌性，它与人类肿瘤的发生存在一定的关系。负责人体内乙醛转化的主要是肝中的乙醛脱氢酶(ALDH)，它有两种同功酶，分别分布于胞质溶胶(ALDH1)与线粒体(ALDH2)。两者在催化速率上有很明显的差异，ALDH2对乙醛的K_M低于ALDH1，约后者的1/10，是主要负责乙醛转化的同工酶。

乙醛脱氢酶基因位于12号染色体(12q24.2)，它的主要多态性是rs671，即位于外显子12的G1510A。正常的等位基因记为ALDH2*1，单碱基突变的等位基因记为ALDH2*2。突变基因翻译出的酶中，残基487的谷氨酸变为赖氨酸，造成催化活性基本丧失。

ALDH2*2在人类各族群中的分布是不同的，它基本全部出现在亚洲人上。研究显示中国人ALDH2*2的频率为18%，其中广东汉族最高(31%)，武汉汉族12%，洛阳人15%，上海人25%，台湾人30%，朝鲜人16%，日本人27%，泰国人4%，藏人/蒙古人/菲律宾人/马来人/台湾原住民1-10%，白人~0%，黑人~0%。乙醛脱氢酶是随机组合的四聚体，一个突变型的亚基影响了四聚体的稳定性，进而影响酶的正常表达。研究发现无论携带ALDH2*2的是纯合子(AA)还是杂合子(GA)，四聚的ALDH2均无活性，即ALDH2*2是显性遗传。杂合子GA的ALDH2四个亚基都稳定的概率是(0.5)^4=6%，因而即使杂合子的野生型与突变等位基因等量表达，其正常的ALDH2的表达量也仅有 6%。有ALDH2*2突变表达出的亚基的酶无法正常代谢乙醇的氧化产物乙醛，血液乙醛浓度增高，造成一系列饮酒后的不良反应，如脸红、头晕、心跳加快等。而纯合子AA的ALDH2活性近乎为零，最好是滴酒不沾。有ALDH2*2者更易产生饮酒的不良反应，酗酒的可能性也较小。由于ALDH2*2携带者对乙醛代谢较差，有人认为乙醛对肝的损伤是酒精肝在亚洲人群中常见的原因。基于类似机理，有人还研究了食管癌、咽喉癌与肝癌的易感基因与ALDH2*2的关系，发现有一定的关联。

乙醛脱氢酶的结构和性质

人体乙醛脱氢酶为多肽四聚体，根据四元结构和其他生化特征，至少有7种不同基因编码ALDH(ALDH1，ALDH2，……ALDH7)，但根据底物特异性和亚单位组成，只有ALDH1和ALDH2才被认为是“真”ALDH、为人体肝内的两种主要同工酶。他们的基因分别位于9号和12号染色体上。 ALDH1位于胞液内，而ALDH2位于线粒体内。ALDH1和ALDH2为纯四聚体，由分子量为54000的亚单位组成，含500-501个氨基酸，他们的氨基序列中68%是相同的[1]，并且具有相类似的三维立体结构。目前发现，人类红细胞中含有一种ALDH，和肝细胞液内的ALDH1相同。 ALDH2表现出遗传多态性，ALDH2缺乏者有一个或两个等位基因突变，形成纯合子或杂合子，为常染色体显性遗传。突变的非典型ALDH2基因形成功能丧失的酶即非典型杂四聚体酶(aaab，aabb，abbb)(b表示非典型亚单位)和非典型纯四聚体( bbbb }不能有效代谢乙醛[2]。