isoenzim. Beberapa enzim tidak terdiri dari rantai protein tunggal, tetapi dari beberapa subunit. Isoenzim adalah keluarga enzim yang mengkatalisis reaksi yang sama tetapi berbeda dalam struktur dan fisiologi. sifat kimia.

Misalnya: laktat dehidrogenase (LDH) terdiri dari 4 subunit dari 2 jenis: subunit H yang diisolasi dari otot jantung (jantung - jantung), subunit M yang diisolasi dari otot rangka (otot - otot). Subunit ini dikodekan gen yang berbeda. Berbagai organ memiliki berbagai bentuk LDH dengan set subunit yang berbeda. Ada 5 isoenzim LDH:
LDH1: LDH2: LDH3: LDH4: LDH5: (H4) (H3M) (H2M2) (HM3) (M4)
LDH1 diekspresikan di otot jantung dan otak, sedangkan LDH5 diekspresikan di otot rangka dan hati. Bentuk lain di organ lain. Munculnya LDH dalam darah menunjukkan kerusakan organ (enzim dari sel yang dihancurkan memasuki darah - hiperenzimemia) Peningkatan aktivitas fraksi LDH1 dalam darah diamati dengan kerusakan otot jantung (infark miokard), dan peningkatan aktivitas LDH5 dalam darah diamati dengan hepatitis dan kerusakan otot rangka. Artinya, berkat isoenzim, dimungkinkan untuk menentukan lokalisasi organ yang rusak. Tes yang paling sensitif untuk infark miokard adalah peningkatan darah isoenzim kreatin kinase jantung.

Enzymopathy herediter (fenilketonuria) dan didapat (scurvy). Penggunaan enzim dalam pengobatan penyakit.

Inti dari banyak penyakit adalah pelanggaran fungsi enzim dalam sel - enzim. Ada enzimopati primer (turunan) dan sekunder (didapat). Enzymopathy didapat, serta proteinopathies secara umum, tampaknya diamati pada semua penyakit.

Pada enzim-enzimopati primer, enzim-enzim yang rusak diturunkan terutama secara resesif autosomal. Heterozigot, paling sering, tidak memiliki kelainan fenotipik. Enzymopathy primer biasanya disebut sebagai penyakit metabolik, karena ada pelanggaran jalur metabolisme tertentu. Dalam hal ini, perkembangan penyakit dapat berlanjut sesuai dengan salah satu "skenario" berikut. Pertimbangkan skema bersyarat jalur metabolisme:

Substansi A sebagai hasil dari berturut-turut reaksi enzimatik berubah menjadi produk P. Dengan defisiensi herediter suatu enzim, misalnya enzim E3, berbagai gangguan jalur metabolisme mungkin terjadi:

Pelanggaran pembentukan produk akhir. Kurangnya produk akhir dari jalur metabolisme ini (P) (jika tidak ada) cara alternatif sintesis) dapat mengarah pada pengembangan gejala klinis, karakteristik untuk penyakit ini:

Akumulasi substrat prekursor. Jika enzim E 3 kekurangan, zat C akan terakumulasi, dan dalam banyak kasus juga senyawa sebelumnya. Peningkatan substrat prekursor dari enzim yang rusak adalah mata rantai utama dalam perkembangan banyak penyakit:

Pelanggaran pembentukan produk akhir dan akumulasi substrat prekursor. Penyakit dicatat ketika kekurangan produk dan akumulasi substrat awal menyebabkan manifestasi klinis.

Sediaan enzim banyak digunakan dalam pengobatan. Enzim dalam praktek medis digunakan sebagai agen diagnostik (enzimodiagnostik) dan terapi (enzimoterapi). Selain itu, enzim digunakan sebagai reagen spesifik untuk penentuan sejumlah zat. Misalnya, glukosa oksidase digunakan untuk hitungan glukosa dalam urin dan darah. Enzim urease digunakan untuk menentukan jumlah urea dalam darah dan urin. Dengan bantuan berbagai dehidrogenase, substrat yang sesuai terdeteksi, misalnya, piruvat, laktat, etanol dan sebagainya.

A. Enzymodiagnostics

Enzymodiagnostics terdiri dalam membuat diagnosis penyakit (atau sindrom) berdasarkan penentuan aktivitas enzim dalam cairan biologis orang. Prinsip-prinsip enzymodiagnostics didasarkan pada posisi berikut:

• ketika sel rusak dalam darah atau cairan biologis lainnya (misalnya, dalam urin), konsentrasi enzim intraseluler sel yang rusak meningkat;
• jumlah enzim yang dilepaskan cukup untuk mendeteksinya;
• aktivitas enzim dalam cairan biologis yang terdeteksi ketika sel rusak stabil untuk waktu yang cukup lama DAN berbeda dari nilai normal;
• sejumlah enzim memiliki lokalisasi dominan atau absolut pada organ tertentu (spesifisitas organ);
• ada perbedaan lokalisasi intraseluler dari sejumlah enzim.

isoenzim adalah protein isofungsional. Mereka mengkatalisis reaksi yang sama tetapi berbeda dalam beberapa hal. sifat fungsional karena perbedaan:

komposisi asam amino;

mobilitas elektroforesis;

Berat molekul;

Kinetika reaksi enzimatik;

Cara regulasi;

Stabilitas, dll.

Isoenzim merupakan bentuk molekul suatu enzim, perbedaan komposisi asam amino disebabkan oleh faktor genetik.

Contoh isozim: glukokinase dan heksokinase.

Heksokinase dapat memfosforilasi setiap siklus beranggota enam, heksokinase hanya dapat mengubah glukosa. Setelah makan makanan yang kaya glukosa, glukokinase mulai bekerja. Heksokinase adalah enzim stasioner. Ini mengkatalisis pemecahan glukosa pada konsentrasi rendah yang memasuki tubuh. Mereka berbeda dalam lokalisasi (glukokinase - di hati, heksokinase - di otot dan hati), signifikansi fisiologis, konstanta Michael.

Jika enzim adalah protein oligomer, maka isoform dapat diperoleh sebagai hasil dari berbagai kombinasi protomer. Misalnya, laktat dehidrogenase terdiri dari 4 subunit. H - subunit tipe jantung, M - otot. Mungkin ada 5 kombinasi subunit ini, dan, akibatnya, 5 isoenzim: HHHH (LDH 1 - di otot jantung), HHHM (LDH 2), HHMM (LDH 3), HMMM (LDH 4), MMMM (LDH 5 - di hati dan otot). [Nasi. ini 4 huruf dalam lingkaran.

Hal ini diperlukan untuk membedakan isoenzim dari bentuk jamak enzim. Berbagai bentuk enzim adalah enzim yang dimodifikasi setelah sintesisnya, seperti fosforilase A dan B.

Apa yang akan kami lakukan dengan materi yang diterima:

Jika materi ini ternyata bermanfaat bagi Anda, Anda dapat menyimpannya ke halaman Anda di jejaring sosial:

menciak

Semua topik di bagian ini:

Protein dan peran biologisnya
Protein (protein) - protos - mendahului segalanya, primer, paling penting, menentukan yang lainnya. Protein mengandung nitrogen dengan berat molekul tinggi bahan organik, terdiri atas

Karakterisasi protein sederhana
Klasifikasi (dibuat pada tahun 1908) didasarkan pada kelarutan protein. Atas dasar ini, ada: I. histon dan protamin, larut dalam larutan garam. HAI

Kromoprotein
Bagi mereka, bagian prostetik diwarnai (krom - cat). Kromoprotein termasuk hemoglobin, mioglobin, katalase, peroksidase, sejumlah enzim yang mengandung flavin (suksinat dehidrogenase, aldehida

Kompleks lipid-protein
Kompleks lipid-protein adalah protein kompleks, bagian prostetiknya terdiri dari berbagai komponen lipid. Komponen-komponen tersebut antara lain: 1. limiting dan unlimiting B

Nukleoprotein
Nukleoprotein adalah protein kompleks yang mengandung asam nukleat sebagai bagian kecil (hingga 65%). NP terdiri dari 2 bagian: protein (mengandung histon dan protamin, yang

Kompleks karbohidrat-protein
Karbohidrat bertindak sebagai gugus prostetik. Semua kompleks karbohidrat-protein dibagi menjadi glikoprotein dan proteoglikan. Glikoprotein (GP) - kompleks protein dengan co . karbohidrat

Fosfoprotein
Protein yang gugus prostetiknya adalah asam fosfat. Pencapaian asam fosfat ke rantai polipeptida datang dengan pembentukan ikatan ester dengan AK SEP atau TPE.

Struktur koenzim
Koenzim dalam reaksi katalitik mengangkut berbagai kelompok atom, elektron atau proton. Koenzim mengikat enzim: - ikatan kovalen; - ionik

Sifat Enzim
Fitur umum enzim dan katalis non-biologis: 1) keduanya hanya mengkatalisis secara energetik kemungkinan reaksi; 2) meningkatkan laju reaksi; 3) tidak

Tata nama enzim
1) Ada nomenklatur sepele- namanya acak, tanpa sistem dan basa, misalnya tripsin, pepsin, kimotripsin. 2) Nomenklatur kerja - nama enzim disusun dari nama

Konsep modern katalisis enzimatik
Teori pertama katalisis enzimatik dikemukakan pada awal abad ke-20 oleh Warburg dan Baylis. Teori ini mengusulkan untuk mempertimbangkan bahwa enzim mengadsorpsi substrat pada dirinya sendiri, dan disebut adsorpsi, tetapi

Efek molekuler dari aksi enzim
1) Pengaruh konsentrasi adalah adsorpsi molekul reaktan pada permukaan molekul enzim, yaitu. substrat, yang mengarah pada interaksi yang lebih baik. Contoh: gaya tarik elektrostatik

Teori katalisis asam-basa
Sisi aktif enzim mengandung asam dan basa kelompok fungsional. Akibatnya, enzim menunjukkan sifat asam-basa selama katalisis; memainkan peran

Regulasi aktivitas enzim
Enzim adalah katalis yang diatur. Metabolit, racun dapat berperan sebagai pengatur. Bedakan: - aktivator - zat yang meningkatkan laju reaksi;

Pencernaan dan penyerapan protein
Fungsi protein beragam, tetapi struktural, katalitik dan fungsi energi. nilai energi protein sekitar 4,1 kkal/g. Di antara semua zat yang masuk

Transformasi protein dalam organ pencernaan
Semua protein tunduk pada aksi hidrolase (kelas ketiga enzim), yaitu peptidase - mereka biasanya diproduksi dalam bentuk tidak aktif dan kemudian diaktifkan oleh proteolisis parsial.

Pencernaan protein kompleks dan katabolismenya
1. Glikoprotein dihidrolisis oleh glikosidase (enzim amilolitik). 2. Lipoprotein - dengan bantuan enzim lipolitik. 3. Heme yang mengandung kromoprote

Pembusukan protein dan netralisasi produknya
Pembusukan protein adalah pemecahan protein dan AA oleh bakteri di bawah aksi mikroflora usus. Masuk ke usus besar, tetapi juga bisa diamati di perut - dengan penurunan keasaman

Metabolisme asam amino
Dana AA tubuh diisi ulang karena proses berikut: 1) hidrolisis protein makanan, 2) hidrolisis protein jaringan (di bawah aksi cathepsin lisosom). Dana AK dihabiskan untuk prosesnya

Jalur metabolisme umum
1. Transaminasi (ditemukan pada tahun 1937 oleh Braunstein dan Kritzm).

Netralisasi sementara amonia
Amonia bersifat racun (50 mg amonia membunuh kelinci, sedangkan = 0,4-0,7 mg/l). Oleh karena itu, dalam jaringan, amonia dinetralkan secara sementara: 1) terutama - gambar

Siklus urea ornitin
Urea mengandung 80-90% dari semua nitrogen urin. 25-30 g urea NH2-CO-NH2 terbentuk per hari. 1. NH3 + CO

Sintesis dan pemecahan nukleotida
Fitur pertukaran nukleotida: 1. Baik nukleotida itu sendiri maupun basa nitrogen, yang berasal dari makanan, tidak termasuk dalam sintesis asam nukleat dan nukleotida tubuh. yaitu, nukleotida makanan

Oksidasi nukleosida purin
Adenosin® (adenosin deaminase, +H2O, -NH4+) inosin® (purin nukleosida fosforilase, + Fn -ribosyl-1-P) hipoksantin (6-oksopurin) ® (xanthineoxy

operasi DC
Substrat H2 → NAD → FMN → CoQ → 2b → 2c1 → 2c → 2a → 2a3 → O

Replikasi (penggandaan diri, biosintesis) DNA
Pada tahun 1953, Watson dan Crick menemukan prinsip saling melengkapi (complementarity). Jadi, A \u003d T, dan GºC. Kondisi yang diperlukan untuk replikasi: 1. halaman

Transkripsi (transfer informasi dari DNA ke RNA) atau biosintesis RNA
Transkripsi, tidak seperti replikasi, mentransfer informasi dari bagian kecil DNA. satuan dasar transkripsi adalah operon (transkripsi) - bagian DNA yang mengalami trans

Regulasi biosintesis protein
sel organisme multiseluler mengandung set DNA yang sama, tetapi protein yang berbeda disintesis. Sebagai contoh, jaringan ikat aktif mensintesis kolagen, tetapi dalam sel otot tidak ada protein seperti itu. PADA

Mekanisme perkembangan tumor kanker
Kanker - penyakit genetik, yaitu kerusakan gen. Jenis kerusakan gen: 1) kehilangan gen, 2) kerusakan gen itu sendiri, 3) aktivasi gen,

Pencernaan lemak
Ketika diminum bersama makanan, lipid dalam rongga mulut hanya diproses secara mekanis. Enzim lipolitik tidak terbentuk di rongga mulut. Pencernaan lipid akan berlangsung di departemen tersebut

Mekanisme resintesis lemak
Resintesis lemak di dinding usus terjadi sebagai berikut: 1. pertama, produk hidrolisis (gliserol, HFA) diaktifkan dengan menggunakan ATP. Selanjutnya adalah asilasi berurutan

Bentuk transportasi lipid dalam tubuh
Lipid adalah senyawa yang tidak larut dalam air, sehingga pembawa khusus yang larut dalam air diperlukan untuk pengangkutannya dalam darah. Seperti formulir transportasi adalah lipoprotein plasma

Transformasi lipid dalam jaringan
Dalam jaringan, proses disintegrasi dan sintesis lipid terus berlangsung. Sebagian besar lipid tubuh manusia adalah TG, yang hadir dalam sel dalam bentuk inklusi. Periode pembaruan TG di jaringan yang berbeda

Biosintesis gliserol dan asam lemak dalam jaringan
Biosintesis gliserol dalam jaringan erat kaitannya dengan metabolisme glukosa, yang sebagai hasil katabolisme melalui tahapan pembentukan triosis. Gliseraldehida-3-fosfat dalam sitoplasma

Patologi metabolisme lipid
Pada tahap asupan dengan makanan. Makanan berlemak yang melimpah dengan latar belakang kurangnya aktivitas fisik mengarah pada perkembangan obesitas pencernaan. Gangguan metabolisme dapat dikaitkan dengan asupan lemak yang tidak mencukupi

Ion Ca2+
Mereka membentuk senyawa dengan protein - calmodulin. Kompleks Ca2+-calmodulin mengaktifkan enzim (adenylate cyclase, phosphodiesterase, Ca2+-dependent protein kinase). Ada grup

Hormon paratiroid
Parathormon, terdiri dari 84 AA, mengatur tingkat Ca2 +, merangsang pelepasan kalsium (dan fosfor) dari tulang ke dalam darah; Meningkatkan reabsorpsi kalsium di ginjal, tetapi merangsang pelepasan fosfor; Dengan

Peran vitamin dalam metabolisme
1.(!) vitamin adalah prekursor koenzim dan kelompok prostetik enzim. Misalnya, B1 - tiamin - adalah bagian dari koenzim asam keto dekarboksilase dalam bentuk TPP (TDF), B2 - riboflavin -

Konsep hipovitaminosis, avitaminosis, dan hipervitaminosis
Hipovitaminosis adalah kondisi patologis yang terkait dengan kekurangan vitamin dalam tubuh. Avitaminosis adalah kondisi patologis yang disebabkan oleh kekurangan vitamin dalam tubuh.

Penyebab hipovitaminosis
1. Primer: kekurangan vitamin dalam makanan. 2. Sekunder: a) kehilangan nafsu makan; b) peningkatan konsumsi vitamin; c) gangguan malabsorpsi dan pembuangan, misalnya entero-

Vitamin A
Vitamers: A1 - retinol dan A2 - retinal. Nama klinis: vitamin antixerophthalmic. Oleh sifat kimia: siklus tak terbatas alkohol monohidrat berdasarkan ring b-

Vitamin D
Vitamin antirakit. Ada dua vitamer: D2 - ergocalciferol dan D3 - cholecalciferol. Vitamin D2 ditemukan dalam jamur. Vitamin D3 disintesis di dalam tubuh

Vitamin E
Usang: vitamin anti-steril, enzim antioksidan. PADA istilah kimia ini adalah tokoferol alfa, beta, gamma dan delta, tetapi tokoferol alfa lebih dominan. Vitamin E stabil

vitamin K
Vitamin anti hemoragik. Vitamer: K1 - phylloquinone dan K2 - menaquinone. Peran vitamin K dalam metabolisme Ini adalah kofaktor untuk karboksilasi glutamin

Vitamin C
Asam askorbat, vitamin anti penyakit kudis (scorbut = penyakit kudis). Ini adalah lakton. Mudah teroksidasi: O=C─┐ O=C─┐ | | TIDAK-S

Vitamin B1
Tiamin, vitamin anti-neuritik. Tiamin stabil dalam lingkungan asam(hingga 140ºС), dan dalam lingkungan basa akan

Vitamin B2
Riboflavin stabil dalam lingkungan asam, tetapi hancur dalam lingkungan netral dan basa. Mudah teroksidasi oleh dua

Vitamin PP
Vitamin antipelagik. Vitamer: asam nikotinat, nikotinamida, niasin.

Vitamin B6
Vitamin antidermatitis. Pyridoxine → pyridoxal → pyridoxamine [menggambar formula]

Vitamin B12
Cobalamin. Vitamin anti anemia. Memiliki warna merah. Terurai di dunia. Peran cobalamin dalam metabolisme - transportasi kelompok metil; - berpartisipasi dalam

Vitamin B3
asam pantotenat. [Nasi. rumus HOCH2-C((CH3)2)-CH(OH)-CO-NH-CH2-CH2-COOH] Terdiri dari asam butirat dengan b-alanin.

Hidroksilasi xenobiotik dengan partisipasi sistem monooksigenase mikrosomal
1. benzena: [gbr. benzena + O2 + NADPH2® (hidroksilase, sitokrom P450) fenol + NADP + H2O] 2. indole: [Gbr. indol + O2 + H

Peran hati dalam metabolisme pigmen
Metabolisme pigmen adalah seperangkat interkonversi kompleks zat berwarna dalam jaringan dan cairan tubuh manusia. Pigmen termasuk 4 kelompok zat: 1. heme

Biosintesis heme
Biosintesis heme terjadi di sebagian besar jaringan, kecuali eritrosit, yang tidak memiliki mitokondria. Dalam tubuh manusia, heme disintesis dari glisin dan suksinil-KoA yang terbentuk sebagai hasil dari

Kerusakan heme
Kebanyakan pigmen gemchromogenic dalam tubuh manusia terbentuk selama pemecahan heme. Sumber utama heme adalah hemoglobin. Dalam eritrosit, kandungan hemoglobin adalah 80%, seumur hidup

Patologi metabolisme pigmen
Sebagai aturan, ini terkait dengan pelanggaran proses katabolisme heme dan diekspresikan oleh hiperbilirubinemia dan memanifestasikan dirinya dalam penyakit kuning pada kulit dan selaput lendir yang terlihat. Akumulasi di SSP, menyebabkan bilirubin

Jenis perubahan komposisi biokimia darah
I. Mutlak dan relatif. Yang absolut disebabkan oleh pelanggaran sintesis, pembusukan, ekskresi senyawa tertentu. Yang relatif disebabkan oleh perubahan volume c

Komposisi protein darah
Fungsi protein darah: 1. mendukung tekanan onkotik (terutama karena albumin); 2. menentukan viskositas plasma darah (terutama karena albumin);

protein total
Normalnya, total protein darah adalah 65-85 g/l. Protein total adalah jumlah semua protein dalam darah. Hipoproteinemia - penurunan albumin. Penyebab:

Globulin normal 20-30 g/l
I. 1-globulins -antitrypsin - menghambat tripsin, pepsin, elastase, dan beberapa protease darah lainnya. Melakukan anti-inflamasi

nitrogen sisa
Nitrogen sisa adalah jumlah nitrogen dari semua zat yang mengandung nitrogen non-protein dalam darah. Biasanya 14-28 mmol / l. 1. Metabolit: 1.1. asam amino (25%); 1.2. menciptakan

metabolisme karbohidrat
Glukosa dalam darah kapiler pada waktu perut kosong 3,3-5,5 mmol / l. 1. Hiperglikemia (peningkatan glukosa): 1.1. hiperglikemia pankreas - dengan tidak adanya insulin

metabolisme lipid
Kolesterol normal 3-5,2 mmol/l. Dalam plasma, itu adalah bagian dari LDL, VLDL (fraksi aterogenik) dan HDL (fraksi anti-aterogenik). Kemungkinan mengembangkan aterosklerosis

Pertukaran mineral
Natrium adalah ion ekstraseluler utama. Tingkat Na + dalam darah dipengaruhi oleh mineralokortikoid (aldosteron menahan natrium di ginjal). Kadar natrium meningkat oleh heme

Enzim plasma
Diklasifikasikan: 1. Enzim yang berfungsi (plasma sebenarnya). Misalnya, renin (meningkatkan tekanan darah melalui angiotensin II), kolinesterase (mengurai asetilkolin). Aktivitas mereka lebih tinggi di

Sifat fisik urin orang sehat, perubahan patologinya
I. Jumlah urin biasanya 1,2-1,5 liter. Poliuria - peningkatan jumlah urin karena: 1) peningkatan filtrasi (di bawah aksi adrenalin, fi

Indikator komposisi kimia urin
Nitrogen total adalah nitrogen total dari semua zat yang mengandung nitrogen dalam urin. Normal - 10-16 g / hari. Dengan patologi nitrogen total mungkin: ü meningkat - hiperazoturia

Fitur metabolisme di jaringan saraf
Pertukaran energi. Meningkat di jaringan otak respirasi seluler(proses aerobik mendominasi). Otak mengkonsumsi lebih banyak oksigen daripada otak yang terus bekerja.

Transmisi kimia eksitasi saraf
Transfer eksitasi dari satu sel ke sel lain terjadi dengan bantuan neurotransmiter: - neuropeptida; - AK; - asetilkolin; - amina biogenik (adrenalin,

Warburg menemukan bahwa aldolase ragi dari berbagai jaringan hewan berbeda dalam sejumlah sifat. Pepsin, tripsin, kimotripsin juga berbeda dalam kelarutan, pH, suhu optimum.

Pada akhir tahun lima puluhan, ahli biokimia Wieland dan Pfleiderer, serta peneliti lain, mengisolasi sediaan kristal murni dari enzim dari jaringan hewan. dehidrogenase laktat dan mengalami elektroforesis. Sebagai hasil dari elektroforesis, enzim dibagi, sebagai suatu peraturan, menjadi 5 faksi memiliki mobilitas elektroforesis yang berbeda. Semua fraksi ini memiliki aktivitas dehidrogenase laktat. Dengan demikian, ditemukan bahwa enzim laktat dehidrogenase terdapat dalam jaringan dalam beberapa bentuk. Bentuk-bentuk ini, sesuai dengan mobilitas elektroforesisnya, disebut LDH1, LDH2, dan LDH3. LDG4, LDG5. (LDH - kependekan dari lactate dehydrogenase), dengan nomor 1 menunjukkan komponen dengan mobilitas elektroforesis tertinggi.

Studi ioenzim dehidrogenase laktat yang diisolasi dari berbagai organ hewan menunjukkan bahwa mereka berbeda dalam sifat elektroforesis dan kromatografi, dan dalam komposisi kimia, stabilitas termal, kepekaan terhadap aksi inhibitor, K m dan sifat lainnya. Ketika menganalisis laktat dehidrogenase dari spesies hewan yang berbeda, perbedaan antarspesies yang sangat besar terungkap, namun, dalam spesies tertentu, distribusi isoenzim dicirikan oleh keteguhan yang besar.

Laktat dehidrogenase adalah enzim pertama yang masing-masing komponennya dipelajari secara rinci. Beberapa waktu kemudian, data diperoleh tentang berbagai bentuk dan heterogenitas molekuler dari sejumlah fermeat lain, dan pada tahun 1959 diusulkan untuk menyebut bentuk tersebut isoenzim atau isoenzim. Komisi Enzim dari Persatuan Biokimia Internasional secara resmi merekomendasikan istilah ini untuk merujuk pada berbagai bentuk enzim dari spesies biologis yang sama.

Jadi, isoenzim - adalah sekelompok enzim dari sumber yang sama, dengan jenis spesifisitas substrat yang sama, mengkatalisis hal yang sama reaksi kimia, tetapi berbeda dalam sejumlah sifat fisikokimia.

Kehadiran berbagai bentuk enzim, atau isoenzim, telah ditetapkan oleh lebih dari untuk100 enzim, diisolasi dari berbagai macam hewan, tumbuhan dan mikroorganisme. Isoenzim tidak selalu terdiri dari dua atau lebih subunit. Dalam sejumlah enzim, isoenzim individu berbeda dalam struktur kimia protein yang memiliki aktivitas katalitik yang sama tetapi hanya terdiri dari satu subunit.

Saat ini, kriteria utama untuk nomenklatur isoenzim adalah mobilitas elektroforesisnya. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa, dibandingkan dengan metode karakterisasi enzim lainnya, elektroforesis memberikan resolusi tertinggi.

Sampai saat ini, sebagai hasil dari studi isoenzim tanaman, telah ditetapkan bahwa banyak enzim terdapat pada tanaman dalam bentuk berbagai bentuk. Mari kita lihat beberapa enzim ini.

Malat dehidrogenase (1.1.1.37) memiliki komposisi isoenzim yang agak kompleks. Dalam biji kapas dan daun bayam, ditemukan 4 isoenzim malat dehidrogenase, berbeda dalam mobilitas elektroforesis, dan berat molekul masing-masing dari empat isoenzim bayam adalah sekitar 60 ribu. Tanaman yang berbeda mengandung jumlah isoenzim malat dehidrogenase yang tidak sama. Misalnya, 7-10 isoenzim ditemukan dalam biji berbagai varietas gandum, 4-5 di akar jagung, dan 9-12 isoenzim malat dehidrogenase ditemukan di berbagai organ gunung (akar, kotiledon, subkotil dan lutut suprakotil) , dan jumlah isoenzim bervariasi tergantung dari fase perkembangan tanaman.

Tercatat bahwa berat molekul isoenzim malat dehidrogenase terkadang berbeda secara signifikan. Misalnya, daun kapas mengandung 7 isoenzim malat dehidrogenase, dimana 4 isoenzim adalah isoform dengan muatan listrik yang berbeda, tetapi sama. berat molekul, sama dengan sekitar 60 ribu. Isoenzim kelima memiliki berat molekul sekitar 500 ribu dan merupakan oligomer menurut paling sedikit salah satu isoform malat dehidrogenase dengan berat molekul 60 ribu.Karena dalam studi ini berat molekul ditentukan kira-kira, dapat diasumsikan bahwa isoenzim ini terdiri dari 8 subunit isoenzim dengan berat molekul 60 ribu.

Resistensi dan kerentanan tanaman terhadap penyakit sering dikaitkan dengan regulasi sintesis isoenzim. Sebagai tanggapan terhadap masuknya infeksi pada tanaman, intensitas pertukaran abad, terutama redoks, meningkat. Oleh karena itu, aktivitas enzim OB dan jumlah isoenzimnya meningkat ketika tanaman rusak.

Peningkatan aktivitas dan peningkatan jumlah isoenzim peroksidase dan o-difenol oksidase diamati pada berbagai penyakit jagung, kacang-kacangan, tembakau, semanggi, kentang, rami, gandum dan tanaman lainnya. Gambar 22 secara skematis menunjukkan perubahan jumlah isoenzim peroksidase dan aktivitasnya ketika tomat dirusak oleh phytophthora. Jika daun tanaman sehat mengandung empat isoenzim peroksidase, maka pada daun yang terkena jumlahnya meningkat menjadi sembilan, dan aktivitas semua isoenzim meningkat secara signifikan.

Ketika mempelajari perubahan komposisi isoenzim mitokondria peroksidase dan polifenol oksidase selama patogenesis virus dari spesies tembakau yang resisten dan tahan terhadap virus mosaik tembakau, ditemukan bahwa infeksi virus menyebabkan perubahan kualitatif yang berbeda dalam komposisi isoenzim spesies tembakau dari resistensi yang berbeda. Dalam spesies resisten, aktivitas sejumlah isoenzim meningkat ke tingkat yang lebih besar daripada yang rentan. Jadi, tergantung pada kemampuan potensial tanaman untuk biosintesis isoenzim, kerentanan tanaman terhadap penyakit menular berubah.

Glutamat dehidrogenase

Esterase

Sukrase

Peran biologis isoenzim dalam tanaman.

JIKA bersaksi tentang labilitas besar aparatus enzimatik tanaman, memungkinkan untuk melakukan proses metabolisme yang diperlukan selama berabad-abad. di dalam sel ketika kondisi lingkungan berubah, memberikan kekhasan pertukaran abad. untuk organ atau jaringan tumbuhan tertentu. Mempromosikan kemampuan beradaptasi tanaman terhadap perubahan kondisi. lingkungan.

Kehadiran simultan dalam sel dari berbagai bentuk enzim yang sama, bersama dengan mekanisme pengaturan lainnya, berkontribusi pada konsistensi proses metabolisme selama berabad-abad. dalam sel dan adaptasi cepat tanaman terhadap perubahan kondisi lingkungan.

Memang, kami telah mencatat bahwa isoenzim individu berbeda dalam optima suhu, pH optima, sikap terhadap inhibitor, dan sifat lainnya. Oleh karena itu, jika, misalnya, kondisi suhu berubah tajam, yang menjadi tidak menguntungkan bagi manifestasi aktivitas katalitik dari beberapa isoenzim, maka aktivitasnya ditekan. Namun, proses enzimatik pada tanaman ini tidak berhenti sepenuhnya, karena isoenzim lain dari enzim yang sama, yang suhunya menguntungkan, mulai menunjukkan aktivitas katalitik. Jika, karena alasan apapun, pH media reaksi berubah, maka aktivitas beberapa isoenzim juga melemah, tetapi isoenzim dengan pH optimum yang berbeda mulai menunjukkan aktivitas katalitik. Konsentrasi garam yang tinggi menghambat aktivitas banyak enzim, yang merupakan salah satu alasan kemunduran pertumbuhan tanaman di tanah salin. Namun, bahkan pada konsentrasi garam yang tinggi dalam sel, proses enzimatik tidak berhenti sepenuhnya, karena isoenzim individu tidak sama terkait dengan peningkatan konsentrasi garam: aktivitas beberapa isoenzim menurun, sementara yang lain meningkat ..

Resistensi dan kerentanan terhadap penyakit sering didasarkan pada regulasi sintesis IF.

Biosintesis isoenzim ditentukan oleh faktor genetik, dan setiap spesies tanaman dicirikan oleh serangkaian isoenzim spesifik untuk spesies ini, yaitu. spesifisitas spesies dimanifestasikan dalam komposisi isoenzim.

Organ yang berbeda dari tanaman yang sama berbeda dalam JIKA Studi tentang sifat isoenzim laktat dehidrogenase yang diisolasi dari berbagai jaringan hewan menunjukkan bahwa semua isoenzim memiliki berat molekul yang kira-kira sama (sekitar 140 ribu) dalam kondisi, misalnya, di bawah aksi pengobatan dengan urea 42 M, masing-masing isoenzim berdisosiasi menjadi 4 subunit dengan berat molekul sekitar 35 ribu.Jadi, masing-masing dari lima isoenzim laktat degttdrogenase adalah tetramer. Telah ditetapkan bahwa semua isoenzim dehidrogenase laktat adalah kombinasi yang mungkin dari hanya dua jenis subunit, yang secara konvensional dilambangkan dengan huruf A dan B. Kombinasi yang berbeda dari jenis subunit ini membentuk kelima isoenzim dehidrogenase laktat (Gbr. 18). Ini menunjukkan bahwa isoenzim laktat dehidrogenase memiliki struktur yang teratur, dan subunit individu dalam molekul protein enzim ini terhubung. ikatan hidrogen, yang dapat dipecah oleh aksi larutan urea pekat.

Timbul pertanyaan, bagaimana subunit individu dehidrogease laktat berbeda satu sama lain dan apa alasan untuk mobilitas elektroforesis yang berbeda dari masing-masing isoenzim? Pertanyaan ini sekarang telah menerima jawaban yang cukup pasti. Ternyata subunit A dan B adalah asam amino t-c. Subunit B mengandung asam amino kecil yang lebih asam dibandingkan dengan subunit A. Dalam hal ini, semua isoenzim laktat dehidrogenase (LDH1 - LDH2) berbeda dalam jumlah asam amino ini, molekulnya memiliki ukuran yang berbeda muatan listrik dan mobilitas elektroforesis yang berbeda. Isoenzim dehidrogeaase laktat juga berbeda dalam sejumlah sifat lain, khususnya, konstanta Michaelis Km, kaitannya dengan sejumlah inhibitor, dan stabilitas termal.

Inti dari banyak kondisi patologis dan prapatologis tubuh adalah pelanggaran fungsi sistem enzim. Banyak enzim terlokalisasi di dalam sel, dan karena itu aktivitasnya dalam serum darah (plasma) rendah atau tidak ada sama sekali. Itulah sebabnya, dengan menganalisis cairan ekstraseluler (darah), dengan aktivitas enzim tertentu, dimungkinkan untuk mengidentifikasi perubahan yang terjadi di dalam sel. berbagai badan dan jaringan tubuh. enzim lain secara konstan terkandung dalam darah, dalam jumlah yang diketahui dan memiliki fungsi tertentu(misalnya, enzim sistem pembekuan darah).

Aktivitas enzim dalam serum darah mencerminkan keseimbangan laju sintesis enzim di dalam sel dan pelepasannya dari sel. Peningkatan aktivitas enzim darah mungkin merupakan hasil dari percepatan proses sintesis, penurunan laju ekskresi, peningkatan permeabilitas. membran sel, aksi aktivator, nekrosis sel. Penurunan aktivitas enzim disebabkan oleh peningkatan laju ekskresi enzim, kerja inhibitor, dan penghambatan sintesis.

Peningkatan aktivitas dalam darah dari satu atau lain enzim adalah tes diagnostik yang sangat awal. Definisi tambahan dari spektrum isoenzim memungkinkan Anda untuk mengklarifikasi lokalisasi proses patologis, karena setiap organ memiliki spektrum isoenzim spesifiknya sendiri.

Dalam biokimia klinis sangat penting memiliki indikator aktivitas aspartat aminotraisferase dan alanine aminotransferase. Transaminase ini ditemukan di mitokondria dan di fraksi larut sitoplasma sel. Peran transaminase direduksi menjadi transfer gugus amino dari asam amino menjadi asam keto. Koenzim transaminase adalah piridoksal fosfat, turunan vitamin B6. Dalam darah hewan, aktivitas kedua enzim ini sangat rendah dibandingkan aktivitasnya di jaringan lain. Namun, dalam patologi yang disertai dengan penghancuran sel, transaminase keluar melalui membran sel ke dalam darah, di mana aktivitasnya meningkat secara signifikan dibandingkan dengan norma. Meskipun kurangnya spesifisitas organ yang ketat dari enzim ini, peningkatan aktivitasnya diamati pada hepatitis, distrofi otot, trauma, dan kelebihan berat badan. aktivitas fisik pada tubuh, khususnya, pada kuda olahraga.

Laktat dehidrogenase (LDH), enzim glikolitik yang mengkatalisis reaksi reversibel reduksi asam piruvat menjadi asam laktat. LdG terdiri dari empat subunit dan mencakup lima isoenzim. Selain itu, isoenzim LdG5 mendominasi di jaringan otot, LdG1 dan LdG2 di otot jantung. Pada infark miokard akut pada pasien dalam serum darah, aktivitas isoenzim LDH1 dan LDH2 meningkat. Pada hepatitis parenkim, aktivitas isoenzim LdG4 dan LdG5 meningkat secara signifikan dalam serum darah, sedangkan aktivitas LdG1 dan LdG2 menurun.Aktivitas LdG dalam darah utuh secara signifikan lebih tinggi daripada aktivitas enzim dalam plasma darah. Oleh karena itu, bahkan hemolisis darah minimal secara signifikan mengubah aktivitas enzim dalam plasma, yang harus diperhitungkan dalam pekerjaan laboratorium.

Kreatin fosfokinase (CPK), peran penting bermain di pertukaran energi. Kreatin fosfokinase diperlukan untuk resintesis ATP melalui transfosforilasi AdP dengan kreatin fosfat. Creatine phosphate mengacu pada senyawa fosfat kaya energi yang memberikan kontraksi serat otot, relaksasi, dan transportasi metabolit ke dalam jaringan otot.

Kreatin-P + ADP CPK > Kreatin + ATP.

Creatine phosphokinase terdiri dari dua subunit - M dan B, membentuk tiga isoenzim: MM (tipe otot), MB (tipe jantung), BB (tipe otak).

Analisis jaringan menunjukkan bahwa aktivitas penting CPK terjadi di otot rangka, miokardium, dan otak. Otot jantung terutama mengandung isoenzim MM dan MB. Peningkatan aktivitas isoenzim MB dalam serum darah pasien menunjukkan kerusakan pada otot jantung. Definisi isoenzim CPK adalah metode terbaik diagnosis distrofi otot herediter pada ayam, dengan kekurangan selenium pada sapi, dengan mioglobinuria paralitik pada kuda.

Alkaline phosphatase (AP) adalah enzim hidrolitik yang disintesis terutama di hati dan dikeluarkan dari tubuh sebagai bagian dari empedu. Aktivitas optimumnya adalah pada pH = 8-9. Ini adalah enzim non-spesifik yang mengkatalisis hidrolisis banyak ester fosfat dan hadir dalam plasma dalam bentuk isoenzim. Sumber utama alkaline phosphatase pada hewan muda yang sedang tumbuh adalah jaringan tulang. Aktivitas alkaline phosphatase meningkat secara signifikan pada penyakit hati dan tulang, khususnya pada osteomalacia. Peran utama alkaline phosphatase mungkin terkait dengan deposisi kalsium fosfat di jaringan tulang. Peningkatan aktivitas alkaline phosphatase dalam serum darah pada neoplasma tulang ditetapkan.

Cholinesterase - enzim yang terlibat dalam proses transmisi impuls syaraf, hidrolisis asetilkolin menjadi asetat dan kolin. Kolinesterase serum mencakup dua jenis kolinesterase tubuh, substrat utamanya adalah asetilkolin. Acetylcholinesterase (AChE), yang menghidrolisis asetilkolin dalam sinapsis, disebut asetilkolinesterase sejati. Ini hadir di hati, eritrosit, dan hanya sejumlah kecil yang terlokalisasi dalam plasma. Kolinesterase plasma adalah pseudokolinesterase, yang menghidrolisis butirilkolin 4 kali lebih cepat daripada asetilkolin. Enzim ini juga ditemukan di hati, pankreas, dan mukosa usus. Sintesis AChE dalam serum darah terjadi di hati, dan oleh karena itu, dalam patologi organ ini, penurunan aktivitas enzim diamati.

Inhibitor ireversibel AChE adalah senyawa organofosfor toksik (OPs). Dengan demikian, insektisida FOS (klorofos, fosfamid, karbofos, oktametil) secara selektif mengikat pusat aktif molekul AChE dan dengan demikian memblokir aktivitasnya. Karena lipotropi FOS yang tinggi, mereka mampu menembus ke dalam tubuh hewan melalui kulit dan selaput lendir yang utuh. Dalam kasus keracunan FOS, kecemasan hewan, perasaan takut, gelisah, kejang, yang berkembang dengan latar belakang serangan asma dan batuk karena bronkospasme, dicatat. Dalam hal ini, perubahan pada mata adalah karakteristik: pupil menyempit tajam, lakrimasi dimulai, dan akomodasi terganggu. Sering penyebab langsung Kematian hewan yang diracuni dengan FOS adalah kelumpuhan pusat pernapasan.

Amilase diproduksi kelenjar ludah dan masuk jumlah besar pankreas. Amilase memiliki efek spesifik pada ikatan c-1,4-glukosidik polisakarida. Peningkatan aktivitas amilase serum menunjukkan perkembangan pankreatitis akut. Peningkatan moderat dalam aktivitas enzim dicatat dengan peradangan kelenjar ludah.

Ketika kita mengatakan "malat dehidrogenase" atau "glukosa-6-fosfatase", kita biasanya berarti protein spesifik dengan aktivitas formatif, tetapi pada kenyataannya nama-nama ini mencakup semua protein yang mengkatalisis oksidasi malat menjadi oksaloasetat atau hidrolisis glukosa-6- fosfat dengan pembentukan glukosa dan. Secara khusus, setelah isolasi malat dehidrogenase dari berbagai sumber(hati tikus, E. coli) ditemukan bahwa enzim dari hati dan enzim dari E. coli, yang mengkatalisasi reaksi yang sama, berbeda dalam banyak hal dalam sifat fisik dan kimianya. Bentuk enzim yang dapat dibedakan secara fisik dengan jenis aktivitas katalitik yang sama mungkin terdapat dalam jaringan yang berbeda dari organisme yang sama, dalam jenis yang berbeda sel-sel dari satu jaringan dan bahkan dalam organisme prokariotik, misalnya, pada E. coli. Penemuan ini dibuat melalui penggunaan metode elektroforesis untuk memisahkan protein, sebagai akibatnya elektroforesis bentuk yang berbeda aktivitas enzim tertentu.

Istilah "isoenzim" ("isozim") mencakup semua protein yang dapat dibedakan secara fisik di atas dengan aktivitas katalitik tertentu, tetapi dalam praktiknya, dan terutama dalam kedokteran klinis, istilah ini digunakan lebih pengertian sempit, yang berarti bentuk enzim yang dapat dibedakan dan dipisahkan secara fisik yang ada dalam berbagai jenis sel organisme eukariotik tertentu, seperti manusia. Isozim selalu ditemukan dalam serum dan jaringan semua vertebrata, serangga, dan organisme uniseluler. Jumlah enzim dan kandungannya sangat bervariasi. Bentuk isozim dari dehidrogenase, oksidase, transaminase, fosfatase, transfosforilase, dan enzim proteolitik telah diketahui. Jaringan yang berbeda mungkin mengandung isoenzim yang berbeda, dan isoenzim ini mungkin memiliki afinitas yang berbeda untuk substrat.

Nilai diagnostik isozim

Ketertarikan medis pada isozim muncul setelah ditemukan bahwa serum manusia mengandung beberapa isozim laktat dehidrogenase dan kandungan relatifnya bervariasi secara signifikan dalam kondisi patologis tertentu. Selanjutnya, banyak kasus lain dari perubahan kandungan relatif isozim pada berbagai penyakit diidentifikasi.

Isozim laktat dehidrogenase serum terdeteksi setelah elektroforesis pada pati, agar, atau gel poliakrilamida. Pada nilai yang ditunjukkan, isozim membawa muatan yang berbeda dan didistribusikan pada elektroforogram di lima tempat berbeda. Selanjutnya, isozim dapat dideteksi dengan kemampuannya untuk mengkatalisis reduksi pewarna tidak berwarna menjadi bentuk berwarna yang tidak larut.

Satu set reagen khas untuk mendeteksi isozim dehidrogenase meliputi:

1) substrat tereduksi (misalnya, laktat);

2) koenzim;

3) pewarna dalam bentuk teroksidasi (misalnya, garam nitrotetrazolium biru);

4) pembawa elektron dari NADH ke pewarna [misalnya phenazine metasulfate (PMS)];

5) penyangga; mengaktifkan ion (jika diperlukan).

Laktat dehidrogenase mengkatalisis transfer dua elektron dan satu ion dari laktat ke

Beras. 7.8. Reaksi dikatalisis oleh -laktat dehidrogenase.

(Gbr. 7.8). Jika elektroforogram disemprotkan dengan campuran di atas dan kemudian diinkubasi, maka reaksi transfer elektron yang digabungkan hanya akan berlangsung di tempat-tempat yang terdapat laktat dehidrogenase (Gbr. 7.9). Kepadatan relatif warna pita dapat diukur lebih lanjut menggunakan fotometer pemindaian (Gambar 7.10). Isozim dengan tertinggi muatan negatif menunjukkan .

Sifat fisik isozim

Enzim oligomer yang dibentuk oleh protomer yang berbeda dapat direpresentasikan dalam beberapa bentuk. Seringkali, jaringan tertentu menghasilkan terutama salah satu protomer. Jika enzim oligomer aktif (misalnya, tetramer) dapat dibangun dari protomer tersebut dalam berbagai kombinasi, maka isozim terbentuk.

Isozim laktat dehidrogenase berbeda pada tingkat struktur kuartener. Molekul dehidrogenase laktat oligomer (berat molekul 130.000) terdiri dari empat protomer dari dua jenis, H dan M (keduanya dengan berat molekul sekitar 34.000). Hanya molekul tetramerik yang memiliki aktivitas katalitik.

Beras. 7.9. Lokalisasi laktat dehidrogenase pada elektroforogram menggunakan sistem reaksi berpasangan.

Jika urutan protomer terhubung tidak penting, maka protomer dapat diatur dalam lima cara:

Markert memilih kondisi untuk penghancuran dan rekonstruksi struktur kuaterner dan mampu menjelaskan hubungan antara isozim laktat dehidrogenase. Pembelahan dan rekonstruksi laktat dehidrogenase I dan 15 tidak mengarah pada pembentukan isozim baru. Oleh karena itu, kedua isozim ini hanya mengandung satu jenis protomer. Ketika campuran laktat dehidrogenase 1 dan 15 dikenakan prosedur yang sama, bentuk 12, 13 dan 14 juga muncul.Perbandingan isozim sesuai dengan komposisi subunit berikut:

Sintesis subunit H dan M ditentukan oleh lokus genetik yang berbeda, dan mereka diekspresikan secara berbeda dalam jaringan yang berbeda (misalnya, pada otot jantung dan rangka).