Isoenzimas. Algumas enzimas não consistem em uma única cadeia protéica, mas em várias subunidades. As isoenzimas são uma família de enzimas que catalisam a mesma reação, mas diferem em estrutura e fisiologia. propriedades quimicas.

Por exemplo: a lactato desidrogenase (LDH) consiste em 4 subunidades de 2 tipos: a subunidade H isolada do músculo cardíaco (coração - coração), a subunidade M isolada dos músculos esqueléticos (músculo - músculo). Essas subunidades são codificadas genes diferentes. Vários órgãos têm várias formas LDH com um conjunto diferente de subunidades. Existem 5 isoenzimas de LDH:
LDH1: LDH2: LDH3: LDH4: LDH5: (H4) (H3M) (H2M2) (HM3) (M4)
A LDH1 é expressa no músculo cardíaco e no cérebro, enquanto a LDH5 é expressa no músculo esquelético e no fígado. Outras formas em outros órgãos. O aparecimento de LDH no sangue indica danos aos órgãos (a enzima das células destruídas entra no sangue - hiperenzimemia). Um aumento na atividade da fração LDH1 no sangue é observado com danos ao músculo cardíaco (infarto do miocárdio) e um aumento na atividade de LDH5 no sangue é observado com hepatite e danos aos músculos esqueléticos. Ou seja, graças às isoenzimas, é possível determinar a localização do órgão danificado. O teste mais sensível para infarto do miocárdio é um aumento no sangue da isoenzima cardíaca da creatina quinase.

Enzimopatias hereditárias (fenilcetonúria) e adquiridas (escorbuto). O uso de enzimas no tratamento de doenças.

No coração de muitas doenças estão as violações do funcionamento das enzimas na célula - enzimopatias. Existem enzimopatias primárias (hereditárias) e secundárias (adquiridas). As enzimopatias adquiridas, assim como as proteinopatias em geral, parecem ser observadas em todas as doenças.

Nas enzimopatias primárias, as enzimas defeituosas são herdadas principalmente de forma autossômica recessiva. Heterozigotos, na maioria das vezes, não apresentam anormalidades fenotípicas. As enzimopatias primárias são geralmente chamadas de doenças metabólicas, pois há uma violação de certas vias metabólicas. Neste caso, o desenvolvimento da doença pode prosseguir de acordo com um dos seguintes "cenários". Considere o esquema condicional via metabólica:

Substância A como resultado de sucessivas reações enzimáticas se transforma em produto P. Com deficiência hereditária de uma enzima, por exemplo, a enzima E3, vários distúrbios da via metabólica são possíveis:

Violação da formação de produtos finais. A falta do produto final desta via metabólica (P) (na ausência formas alternativas síntese) pode levar ao desenvolvimento sintomas clínicos, característico para esta doença:

Acumulação de substratos precursores. Se a enzima E 3 for deficiente, a substância C se acumulará e, em muitos casos, também os compostos anteriores. Um aumento nos substratos precursores de uma enzima defeituosa é um elo principal no desenvolvimento de muitas doenças:

Violação da formação de produtos finais e acúmulo de substratos precursores. As doenças são notadas quando tanto a falta do produto quanto o acúmulo do substrato inicial causam manifestações clínicas.

As preparações enzimáticas são amplamente utilizadas na medicina. Enzimas em prática médica são usados ​​como agentes diagnósticos (enzimodiagnóstico) e terapêuticos (enzimoterapia). Além disso, as enzimas são usadas como reagentes específicos para a determinação de várias substâncias. Por exemplo, a glicose oxidase é usada para quantificação glicose na urina e no sangue. A enzima urease é usada para determinar a quantidade de ureia no sangue e na urina. Com a ajuda de várias desidrogenases, os substratos correspondentes são detectados, por exemplo, piruvato, lactato, etanol e etc

A. Enzimodiagnóstico

O enzimodiagnóstico consiste em fazer o diagnóstico de uma doença (ou síndrome) com base na determinação da atividade de enzimas fluidos biológicos pessoa. Os princípios do enzimodiagnóstico são baseados nas seguintes posições:

• quando as células são danificadas no sangue ou em outros fluidos biológicos (por exemplo, na urina), a concentração de enzimas intracelulares das células danificadas aumenta;
• a quantidade de enzima liberada é suficiente para sua detecção;
• a atividade de enzimas em fluidos biológicos detectada quando as células são danificadas é estável por um tempo suficientemente longo E difere da valores normais;
• várias enzimas têm uma localização predominante ou absoluta em certos órgãos (especificidade do órgão);
• existem diferenças na localização intracelular de várias enzimas.

Isoenzimas são proteínas isofuncionais. Eles catalisam a mesma reação, mas diferem em alguns aspectos. propriedades funcionais devido a diferenças em:

Composição de aminoácidos;

mobilidade eletroforética;

Peso molecular;

Cinética de reações enzimáticas;

Forma de regulação;

Estabilidade, etc

As isoenzimas são formas moleculares de uma enzima, as diferenças na composição de aminoácidos são devidas a fatores genéticos.

Exemplos de isoenzimas: glucoquinase e hexoquinase.

A hexoquinase pode fosforilar qualquer ciclo de seis membros, a hexoquinase só pode converter glicose. Depois de comer uma refeição rica em glicose, a glucoquinase começa a funcionar. A hexoquinase é uma enzima estacionária. Catalisa a quebra de glicose em baixas concentrações que entram no corpo. Eles diferem na localização (glucoquinase - no fígado, hexoquinase - nos músculos e fígado), significado fisiológico, a constante de Michaels.

Se a enzima for uma proteína oligomérica, as isoformas podem ser obtidas como resultado de várias combinações de protômeros. Por exemplo, a lactato desidrogenase consiste em 4 subunidades. H - subunidades do tipo cardíaco, M - músculo. Pode haver 5 combinações dessas subunidades e, consequentemente, 5 isoenzimas: HHHH (LDH 1 - no músculo cardíaco), HHHM (LDH 2), HHMM (LDH 3), HMMM (LDH 4), MMMM (LDH 5 - no fígado e nos músculos). [arroz. estas 4 letras em círculos.

É necessário distinguir isoenzimas de formas plurais enzimas. Várias formas de enzimas são enzimas que são modificadas após sua síntese, como a fosforilase A e B.

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Todos os tópicos desta seção:

Proteínas e seu papel biológico
Proteína (proteínas) - protos - precedendo tudo, primário, mais importante, determinando todo o resto. As proteínas contêm nitrogênio de alto peso molecular matéria orgânica, consiste

Caracterização de proteínas simples
A classificação (criada em 1908) é baseada na solubilidade das proteínas. Com base nisso, temos: I. histonas e protaminas, solúveis em soluções salinas. O

Cromoproteínas
Para eles, a parte protética é colorida (cromos - tinta). As cromoproteínas incluem hemoglobina, mioglobina, catalase, peroxidase, várias enzimas contendo flavina (succinato desidrogenase, aldeídoox

Complexos de lípido-proteína
Os complexos lipídeo-proteína são proteínas complexas, cuja parte protética consiste em vários componentes lipídicos. Esses componentes incluem: 1. limitante e ilimitado B

Nucleoproteínas
Nucleoproteínas são proteínas complexas contendo ácidos nucléicos como uma pequena parte (até 65%). NPs consistem em 2 partes: proteína (contém histonas e protaminas, que

Complexos carboidrato-proteína
Os carboidratos atuam como um grupo prostético. Todos os complexos carboidrato-proteína são divididos em glicoproteínas e proteoglicanos. Glicoproteínas (GP) - um complexo de proteínas com carboidratos co

Fosfoproteínas
Proteínas onde o grupo prostético é o ácido fosfórico. Adesão ácido fosfóricoà cadeia polipeptídica vem com a formação de uma ligação éster com AK SEP ou TPE.

A estrutura das coenzimas
Coenzimas em reações catalíticas transporte vários gruposátomos, elétrons ou prótons. Coenzimas se ligam a enzimas: - ligações covalentes; - iônico

Propriedades da Enzima
Características comuns enzimas e catalisadores não biológicos: 1) ambos catalisam apenas energeticamente possíveis reações; 2) aumentar a velocidade da reação; 3) n

Nomenclatura enzimática
1) Existe nomenclatura trivial- os nomes são aleatórios, sem sistema e base, por exemplo, tripsina, pepsina, quimotripsina. 2) Nomenclatura de trabalho - o nome da enzima é compilado a partir do nome

Conceitos modernos de catálise enzimática
Primeira teoria catálise enzimática foi proposto no início do século 20 por Warburg e Baylis. Essa teoria propunha considerar que a enzima adsorve o substrato sobre si mesma, e foi chamada de adsorção, mas

Efeitos moleculares da ação enzimática
1) O efeito da concentração é a adsorção de moléculas de reagentes na superfície de uma molécula de enzima, ou seja, substrato, o que leva a sua melhor interação. Ex: atração eletrostática

Teoria da catálise ácido-base
O sítio ativo da enzima contém ácidos e básicos grupos funcionais. Como resultado, a enzima exibe propriedades ácido-base durante a catálise; desempenha um papel

Regulação da atividade enzimática
As enzimas são catalisadores regulados. Metabólitos, venenos podem atuar como reguladores. Distinguir: - ativadores - substâncias que aumentam a velocidade da reação;

Digestão e absorção de proteínas
As funções das proteínas são diversas, mas estruturais, catalíticas e função de energia. O valor da energia proteína cerca de 4,1 kcal/g. Entre todas as substâncias que entram

A transformação das proteínas nos órgãos digestivos
Todas as proteínas estão sujeitas à ação das hidrolases (a terceira classe de enzimas), nomeadamente as peptidases - são normalmente produzidas de forma inativa e depois ativadas por proteólise parcial.

Digestão de proteínas complexas e seu catabolismo
1. As glicoproteínas são hidrolisadas por glicosidases (enzimas amilolíticas). 2. Lipoproteínas - com a ajuda de enzimas lipolíticas. 3. Heme contendo cromoproteína

Apodrecimento de proteínas e neutralização de seus produtos
A putrefação de proteínas é a quebra bacteriana de proteínas e AAs sob a ação da microflora intestinal. Vai no intestino grosso, mas também pode ser observado no estômago - com diminuição da acidez

Metabolismo de aminoácidos
O fundo AA do corpo é reabastecido devido aos seguintes processos: 1) hidrólise de proteínas alimentares, 2) hidrólise de proteínas teciduais (sob a ação de catepsinas lisossomais). O fundo AK é gasto no processo

Vias metabólicas comuns
1. Transaminação (descoberto em 1937 por Braunstein e Kritzm).

Neutralização temporária de amônia
A amônia é tóxica (50 mg de amônia mata um coelho, enquanto = 0,4-0,7 mg / l). Portanto, nos tecidos, a amônia é neutralizada de forma temporária: 1) principalmente - imagens

Ciclo da Ornitina Uréia
A ureia contém 80-90% de todo o nitrogênio da urina. 25-30 g de uréia NH2-CO-NH2 são formados por dia. 1. NH3 + CO

Síntese e quebra de nucleotídeos
Características da troca de nucleotídeos: 1. Nem os próprios nucleotídeos nem bases nitrogenadas, provenientes de alimentos, não estão incluídos na síntese ácidos nucleicos e nucleotídeos do corpo. ou seja, nucleotídeos de alimentos

Oxidação de nucleosídeos de purina
Adenosine® (adenosina desaminase, +H2O, -NH4+) inosina® (nucleosídeo de purina fosforilase, + Fn-ribosil-1-P) hipoxantina (6-oxopurina) ® (xanthineoxi

Funcionamento DC
Substrato H2 → NAD → FMN → CoQ → 2b → 2c1 → 2c → 2a → 2a3 → O

Replicação (auto-duplicação, biossíntese) do DNA
Em 1953, Watson e Crick descobriram o princípio da complementaridade (complementaridade). Então, A \u003d T e GºC. Condições necessárias para replicação: 1. página

Transcrição (transferência de informação de DNA para RNA) ou biossíntese de RNA
A transcrição, ao contrário da replicação, transfere informações de uma pequena seção do DNA. unidade elementar transcrição é um operon (transcripton) - uma seção de DNA que sofre trans

Regulação da biossíntese de proteínas
Células organismo multicelular contêm o mesmo conjunto de DNA, mas diferentes proteínas são sintetizadas. Por exemplo, tecido conjuntivo sintetiza ativamente colágeno, mas nas células musculares não existe essa proteína. NO

Mecanismos de desenvolvimento de um tumor canceroso
Lagostim - doença genética, ou seja dano genético. Tipos de danos no gene: 1) perda do gene, 2) dano do gene em si, 3) ativação do gene,

Digestão de lipídios
Quando ingerido com alimentos, os lipídios cavidade oral são processados ​​apenas mecanicamente. As enzimas lipolíticas não são formadas na cavidade oral. A digestão de lipídios ocorrerá nesses departamentos

Mecanismo de ressíntese de gordura
A ressíntese de gordura na parede intestinal ocorre da seguinte forma: 1. primeiro, os produtos da hidrólise (glicerol, HFA) são ativados com usando ATP. Em seguida vem a acilação sequencial

Formas de transporte de lipídios no corpo
Os lipídios são compostos insolúveis em água, portanto, são necessários transportadores solúveis em água especiais para seu transporte no sangue. Tal formas de transporte são lipoproteínas plasmáticas

A transformação dos lipídios nos tecidos
Nos tecidos, os processos de desintegração e síntese de lipídios acontecem constantemente. A maior parte dos lipídios do corpo humano são TG, que estão presentes na célula na forma de inclusões. Período de renovação de TG em diferentes tecidos

Biossíntese de glicerol e ácidos graxos nos tecidos
A biossíntese do glicerol nos tecidos está intimamente relacionada ao metabolismo da glicose, que, como resultado do catabolismo, passa pelas etapas de formação da triose. Gliceraldeído-3-fosfato no citoplasma

Patologia do metabolismo lipídico
Na fase de ingestão com alimentos. Alimentos gordurosos abundantes no contexto da inatividade física levam ao desenvolvimento da obesidade alimentar. Distúrbios metabólicos podem estar associados à ingestão insuficiente de gordura

íons Ca2+
Eles formam um composto com uma proteína - calmodulina. O complexo Ca2+-calmodulina ativa enzimas (adenilato ciclase, fosfodiesterase, proteína quinase dependente de Ca2+). Existe um grupo

Hormônios paratireóides
O paratormônio, composto por 84 AA, regula o nível de Ca2+, estimula a liberação de cálcio (e fósforo) dos ossos para o sangue; Aumenta a reabsorção de cálcio nos rins, mas estimula a liberação de fósforo; A PARTIR DE

O papel das vitaminas no metabolismo
1.(!) as vitaminas são precursoras de coenzimas e grupos prostéticos de enzimas. Por exemplo, B1 - tiamina - faz parte da coenzima de cetoácidos descarboxilases na forma de TPP (TDF), B2 - riboflavina -

O conceito de hipovitaminose, avitaminose e hipervitaminose
A hipovitaminose é uma condição patológica associada à falta de uma vitamina no organismo. Avitaminose é uma condição patológica causada pela falta de uma vitamina no organismo.

Causas da hipovitaminose
1. Primário: falta de vitamina na alimentação. 2. Secundárias: a) perda de apetite; b) aumento do consumo de vitaminas; c) distúrbios de má absorção e eliminação, por exemplo, entero

Vitamina A
Vitâmeros: A1 - retinol e A2 - retinal. Nome clínico: vitamina antixeroftálmica. Por Natureza química: cíclico ilimitado álcool monohídrico baseado no anel b-

Vitamina D
Vitamina anti-raquítica. Existem dois vitâmeros: D2 - ergocalciferol e D3 - colecalciferol. A vitamina D2 é encontrada em cogumelos. A vitamina D3 é sintetizada no corpo

Vitamina E
Obsoleto: vitamina anti-estéril, enzima antioxidante. NO termos químicos estes são alfa, beta, gama e delta tocoferóis, mas o alfa tocoferol é predominante. Vitamina E estável

Vitamina K
Vitamina anti-hemorrágica. Vitaminas: K1 - filoquinona e K2 - menaquinona. O papel da vitamina K no metabolismo É um cofator para a carboxilação do glutamino

Vitamina C
Ácido ascórbico, vitamina anti-escorbuto (escorbuto = escorbuto). É uma lactona. Facilmente oxidado: O=C─┐ O=C─┐ | │ | │ NÃO-S

Vitamina B1
Tiamina, uma vitamina anti-neurítica. A tiamina é estável em ambiente ácido(até 140ºС), e em um ambiente alcalino

Vitamina B2
A riboflavina é estável em meio ácido, mas é destruída em meio neutro e alcalino. Facilmente oxidado por dois

Vitamina PP
Vitamina antipelágica. Vitaminas: ácido nicotínico, nicotinamida, niacina.

Vitamina B6
Vitamina antidermatite. Piridoxina → piridoxal → piridoxamina [desenhe fórmulas]

Vitamina b12
Cobalamina. Vitamina antianêmica. Tem uma cor vermelha. Decompõe-se no mundo. O papel da cobalamina no metabolismo - transporte de grupos metil; - participa de

Vitamina B3
ácido pantotênico. [arroz. fórmulas HOCH2-C((CH3)2)-CH(OH)-CO-NH-CH2-CH2-COOH] Consiste em ácido butírico com b-alanina.

Hidroxilação de xenobióticos com a participação do sistema microssomal monooxigenase
1. benzeno: [fig. benzeno + O2 + NADPH2® (hidroxilase, citocromo P450) fenol + NADP + H2O] 2. indol: [Fig. indol + O2 + H

O papel do fígado no metabolismo do pigmento
O metabolismo dos pigmentos é um conjunto de interconversões complexas de substâncias coloridas em tecidos e fluidos do corpo humano. Os pigmentos incluem 4 grupos de substâncias: 1. heme

Biossíntese de heme
A biossíntese do heme ocorre na maioria dos tecidos, com exceção dos eritrócitos, que não possuem mitocôndrias. No corpo humano, o heme é sintetizado a partir de glicina e succinil-CoA formados como resultado da

Quebra de heme
O máximo de pigmentos gemcromogênicos no corpo humano é formado durante a quebra do heme. A principal fonte de heme é a hemoglobina. Nos eritrócitos, o conteúdo de hemoglobina é de 80%, o tempo de vida

Patologia do metabolismo dos pigmentos
Como regra, está associado a uma violação dos processos de catabolismo do heme e é expresso por hiperbilirrubinemia e se manifesta em icterícia da pele e membranas mucosas visíveis. Acumulando-se no SNC, a bilirrubina causa

Tipos de alterações na composição bioquímica do sangue
I. Absoluto e relativo. Os absolutos são devidos a uma violação da síntese, decadência, excreção de um determinado composto. Os relativos são devidos a uma mudança no volume de c

A composição proteica do sangue
Funções das proteínas do sangue: 1. Apoiar a pressão oncótica (principalmente devido às albuminas); 2. determinar a viscosidade do plasma sanguíneo (principalmente devido à albumina);

proteína total
Normalmente, a proteína total do sangue é de 65-85 g/l. A proteína total é a soma de todas as proteínas no sangue. Hipoproteinemia - uma diminuição da albumina. As razões:

Globulinas são normais 20-30 g/l
I. α1-globulinas α-antitripsina - inibe a tripsina, pepsina, elastase e algumas outras proteases sanguíneas. Realiza anti-inflamatório

Nitrogênio residual
O nitrogênio residual é a soma do nitrogênio de todas as substâncias que contêm nitrogênio não proteico no sangue. Normalmente 14-28 mmol / l. 1. Metabólitos: 1.1. aminoácidos (25%); 1.2. criar

metabolismo de carboidratos
Glicose no sangue capilar com o estômago vazio 3,3-5,5 mmol / l. 1. Hiperglicemia (aumento da glicose): 1.1. hiperglicemia pancreática - na ausência de insulina

metabolismo lipídico
O colesterol é normal 3-5,2 mmol / l. No plasma, faz parte das LDL, VLDL (frações aterogênicas) e HDL (frações antiaterogênicas). A probabilidade de desenvolver aterosclerose

Troca mineral
O sódio é o principal íon extracelular. O nível de Na + no sangue é influenciado pelos mineralocorticóides (a aldosterona retém o sódio nos rins). Os níveis de sódio são aumentados pelo heme

Enzimas do plasma
Classificados: 1. Enzimas funcionais (plasma real). Por exemplo, a renina (aumenta a pressão arterial através da angiotensina II), a colinesterase (quebra a acetilcolina). Sua atividade é maior em

Propriedades físicas da urina de uma pessoa saudável, suas mudanças na patologia
I. A quantidade de urina é normalmente de 1,2-1,5 litros. Poliúria - um aumento na quantidade de urina devido a: 1) um aumento na filtração (sob a ação da adrenalina, fi

Indicadores da composição química da urina
O nitrogênio total é o nitrogênio total de todas as substâncias que contêm nitrogênio na urina. Normal - 10-16 g / dia. Com patologias Nitrogênio total pode: ü aumentar - hiperazotúria

Características do metabolismo no tecido nervoso
Troca de energia. Aumento no tecido cerebral respiração celular(predominam os processos aeróbicos). O cérebro consome mais oxigênio do que um cérebro em constante funcionamento.

Transmissão química da excitação nervosa
A transferência de excitação de uma célula para outra ocorre com a ajuda de neurotransmissores: - neuropeptídeos; - AK; - acetilcolina; - aminas biogênicas (adrenalina,

Warburg descobriu que aldolases de levedura de vários tecidos animais diferem em várias propriedades. Pepsina, tripsina, quimotripsina também diferiram em solubilidade, pH, temperatura ótima.

No final dos anos 50, os bioquímicos Wieland e Pfleiderer, assim como outros pesquisadores, isolaram preparações cristalinas puras da enzima de tecidos animais. lactato desidrogenase e submetido a eletroforese. Como resultado da eletroforese, a enzima foi dividida, via de regra, em 5 facções com mobilidade eletroforética diferente. Todas essas frações apresentaram atividade de lactato desidrogenase. Assim, verificou-se que a enzima lactato desidrogenase está presente nos tecidos em diversas formas. Essas formas, de acordo com sua mobilidade eletroforética, foram designadas LDH1, LDH2 e LDH3. GLD4, GLD5. (LDH - abreviação de lactato desidrogenase), com o número 1 designando o componente com maior mobilidade eletroforética.

Estudos de ioenzimas de lactato desidrogenase isoladas de vários órgãos os animais mostraram que diferem tanto nas propriedades eletroforéticas e cromatográficas, quanto na composição química, estabilidade térmica, sensibilidade à ação de inibidores, K m e outras propriedades. Ao analisar a lactato desidrogenase de diferentes espécies animais, foram reveladas diferenças interespécies muito grandes, porém, dentro de uma determinada espécie, a distribuição das isoenzimas é caracterizada por grande constância.

A lactato desidrogenase foi a primeira enzima cujos componentes individuais foram submetidos a um estudo detalhado. Um pouco mais tarde, foram obtidos dados sobre as múltiplas formas e heterogeneidade molecular de vários outros fermeatos, e em 1959 foi proposto chamar tais formas de isoenzimas ou isoenzimas. A Comissão de Enzimas da União Bioquímica Internacional recomendou oficialmente este termo para se referir a múltiplas formas de enzimas da mesma espécie biológica.

Então, isoenzimas - é um grupo de enzimas da mesma fonte, com o mesmo tipo de especificidade de substrato, catalisando a mesma reação química, mas diferindo em uma série de propriedades físico-químicas.

A presença de múltiplas formas de enzimas, ou isoenzimas, foi estabelecida por mais de por100 enzimas, extraído de vários tipos animais, plantas e microorganismos. As isoenzimas nem sempre consistem em duas ou mais subunidades. Em várias enzimas, as isoenzimas individuais são diferentes em estrutura química proteínas que têm a mesma atividade catalítica, mas consistem em apenas uma subunidade.

Atualmente, o principal critério para a nomenclatura das isoenzimas é sua mobilidade eletroforética. Isso é explicado pelo fato de que, em comparação com outros métodos de caracterização de enzimas, a eletroforese fornece a resolução mais alta.

Até o momento, como resultado do estudo das isoenzimas vegetais, foi estabelecido que muitas enzimas estão presentes nas plantas na forma de múltiplas formas. Vamos dar uma olhada em algumas dessas enzimas.

Malato desidrogenase (1.1.1.37) tem uma composição isoenzimática bastante complexa. Em sementes de algodão e folhas de espinafre foram encontradas 4 isoenzimas malato desidrogenase, diferindo na mobilidade eletroforética, e o peso molecular de cada uma das quatro isoenzimas de espinafre foi de aproximadamente 60 mil. Plantas diferentes contêm um número desigual de isoenzimas malato desidrogenase. Por exemplo, 7–10 isoenzimas foram encontradas nas sementes de diferentes variedades de trigo, 4–5 nas raízes do milho e 9–12 isoenzimas malato desidrogenase foram encontradas em vários órgãos da montanha (raiz, cotilédones, joelho subcotiledôneo e supracotilédone), e o número de isoenzimas variou dependendo da fase de desenvolvimento da planta.

Notou-se que os pesos moleculares da isoenzima malato desidrogenase às vezes diferiram significativamente. Por exemplo, folhas de algodão contêm 7 isoenzimas de malato desidrogenase, das quais 4 isoenzimas são isoformas com cargas elétricas diferentes, mas as mesmas peso molecular, igual a aproximadamente 60 mil. A quinta isoenzima tinha um peso molecular de cerca de 500 mil e era um oligômero de acordo com pelo menos uma das isoformas da malato desidrogenase com peso molecular de 60 mil. Como nesses estudos os pesos moleculares foram determinados aproximadamente, pode-se supor que essa isoenzima consiste em 8 subunidades da isoenzima com peso molecular de 60 mil.

A resistência e suscetibilidade das plantas a doenças está frequentemente associada à regulação da síntese de isoenzimas. Como resposta à introdução da infecção nas plantas, a intensidade da troca de séculos, principalmente redox, é aumentada. Portanto, a atividade das enzimas OB e o número de suas isoenzimas aumentam quando as plantas são danificadas.

Um aumento na atividade e um aumento no número de isoenzimas peroxidase e o-difenol oxidase são observados em várias doenças de milho, feijão, tabaco, trevo, batata, linho, aveia e outras plantas. A Figura 22 mostra esquematicamente a mudança no número de isoenzimas da peroxidase e sua atividade quando os tomates são danificados por phytophthora. Se as folhas de plantas saudáveis ​​continham quatro isoenzimas de peroxidase, nas folhas afetadas seu número aumentou para nove e a atividade de todas as isoenzimas aumentou significativamente.

Ao estudar as mudanças na composição isoenzimática da peroxidase mitocondrial e da polifenoloxidase durante a patogênese viral de espécies de tabaco resistentes e resistentes ao vírus do mosaico do tabaco, descobriu-se que uma infecção viral causa mudanças qualitativamente diferentes na composição isoenzimática de espécies de tabaco de diferentes resistências. Em uma espécie resistente, a atividade de várias isoenzimas aumenta em maior extensão do que em uma espécie suscetível. Assim, dependendo da capacidade potencial da planta de biossíntese de isoenzimas, a suscetibilidade da planta a doenças infecciosas muda.

Glutamato desidrogenase

Esterases

Sucrase

O papel biológico das isoenzimas em plantas.

IF atestam a grande labilidade do aparelho enzimático das plantas, permite realizar os processos metabólicos necessários ao longo dos séculos. na célula quando as condições ambientais mudam, fornece as especificidades da troca de séculos. para um determinado órgão ou tecido vegetal. Promove a adaptabilidade das plantas às mudanças de condições. meio Ambiente.

A presença simultânea nas células de múltiplas formas da mesma enzima, juntamente com outros mecanismos reguladores, contribui para a consistência dos processos metabólicos ao longo dos séculos. na célula e rápida adaptação das plantas às mudanças nas condições ambientais.

De fato, notamos que as isoenzimas individuais diferem em temperatura ótima, pH ótimo, atitudes em relação a inibidores e outras propriedades. Segue-se que se, por exemplo, as condições de temperatura mudarem bruscamente, tornando-se desfavoráveis ​​para a manifestação da atividade catalítica de algumas isoenzimas, sua atividade será suprimida. No entanto, esse processo enzimático nas plantas não para completamente, pois outras isoenzimas da mesma enzima, para as quais essa temperatura é favorável, começam a apresentar atividade catalítica. Se, por qualquer motivo, o pH do meio de reação mudar, a atividade de algumas isoenzimas também enfraquece, mas em vez delas, isoenzimas com um pH ótimo diferente começam a mostrar atividade catalítica. Altas concentrações de sal inibem a atividade de muitas enzimas, o que é uma das razões para a deterioração do crescimento das plantas em solos salinos. No entanto, mesmo em altas concentrações de sal nas células, os processos enzimáticos não param completamente, pois as isoenzimas individuais não estão igualmente relacionadas ao aumento da concentração de sal: a atividade de algumas isoenzimas diminui, enquanto outras aumentam.

A resistência e a suscetibilidade à doença são frequentemente baseadas na regulação da síntese de FI.

A biossíntese de isoenzimas é determinada por fatores genéticos, e cada espécie vegetal é caracterizada por um conjunto específico de isoenzimas para esta espécie, ou seja, a especificidade da espécie se manifesta na composição da isoenzima.

Diferentes órgãos de uma mesma planta diferem em IF. O estudo das propriedades das isoenzimas lactato desidrogenase isoladas de vários tecidos animais mostrou que todas as isoenzimas têm aproximadamente o mesmo peso molecular (cerca de 140 mil) sob condições, por exemplo, sob a ação do tratamento com 42 M de uréia, cada uma das isoenzimas se dissocia em 4 subunidades com peso molecular de cerca de 35 mil, assim, cada uma das cinco isoenzimas da lactato degttdrogenase é um tetrâmero. Foi estabelecido que todas as isoenzimas de lactato desidrogenase são combinações possíveis de apenas dois tipos de subunidades, convencionalmente denotadas pelas letras A e B. Diferentes combinações desses tipos de subunidades formam todas as cinco isoenzimas de lactato desidrogenase (Fig. 18). Isso mostra que as isoenzimas da lactato desidrogenase têm uma estrutura estritamente ordenada e as subunidades individuais na molécula dessa proteína enzimática estão conectadas. ligações de hidrogênio, que pode ser quebrado pela ação de uma solução concentrada de uréia.

Surge a questão, como as subunidades individuais da lactato desidrogease diferem umas das outras e qual é a razão para a diferente mobilidade eletroforética das isoenzimas individuais? Esta pergunta já recebeu respostas bem definidas. Descobriu-se que as subunidades A e B são aminoácidos t-c. A subunidade B contém aminoácidos pequenos mais ácidos em comparação com a subunidade A. A este respeito, todas as isoenzimas da lactato desidrogenase (LDH1 - LDH2) diferem no número desses aminoácidos, suas moléculas têm tamanhos diferentes carga elétrica e mobilidade eletroforética diferente. As isoenzimas de lactato desidrogeaase também diferem em várias outras propriedades, em particular, constantes de Michaelis Km, relação a vários inibidores e estabilidade térmica.

No centro de muitas condições patológicas e pré-patológicas do corpo estão as violações do funcionamento dos sistemas enzimáticos. Muitas enzimas estão localizadas dentro das células e, portanto, sua atividade no soro sanguíneo (plasma) é baixa ou totalmente ausente. Por isso, analisando os fluidos extracelulares (sangue), pela atividade de certas enzimas, é possível identificar as alterações que ocorrem no interior das células. vários corpos e tecidos do corpo. outras enzimas estão constantemente contidas no sangue, em quantidades conhecidas e têm determinada função(por exemplo, enzimas do sistema de coagulação do sangue).

A atividade das enzimas no soro sanguíneo reflete o equilíbrio da taxa de síntese de enzimas dentro das células e sua liberação das células. Um aumento na atividade das enzimas sanguíneas pode ser o resultado de uma aceleração dos processos de síntese, uma diminuição na taxa de excreção, um aumento na permeabilidade membranas celulares, a ação de ativadores, necrose celular. Uma diminuição na atividade enzimática é causada por um aumento na taxa de excreção da enzima, pela ação dos inibidores e pela inibição da síntese.

Um aumento na atividade no sangue de uma ou outra enzima é um teste de diagnóstico muito precoce. Uma definição adicional do espectro isoenzimático permite esclarecer a localização do processo patológico, pois cada órgão possui seu próprio espectro isoenzimático específico.

Em bioquímica clínica grande importância tem um indicador de atividade de aspartato aminotraisferase e alanina aminotransferase. Essas transaminases são encontradas nas mitocôndrias e na fração solúvel do citoplasma das células. O papel das transaminases é reduzido à transferência de grupos amino de aminoácidos para cetoácidos. A coenzima das transaminases é o piridoxal fosfato, um derivado da vitamina B6. No sangue de animais, a atividade de ambas as enzimas é muito baixa em comparação com sua atividade em outros tecidos. No entanto, em patologias acompanhadas de destruição celular, as transaminases saem através das membranas celulares para o sangue, onde sua atividade é significativamente aumentada em comparação com a norma. Apesar da falta de especificidade orgânica estrita dessas enzimas, observa-se um aumento em sua atividade na hepatite, distrofia muscular, trauma e atividade física no corpo, em particular, em cavalos de esportes.

Lactato desidrogenase (LDH), uma enzima glicolítica que catalisa reação reversível redução do ácido pirúvico a ácido lático. LdG consiste em quatro subunidades e inclui cinco isoenzimas. Além disso, a isoenzima LdG5 predomina no tecido muscular, LdG1 e LdG2 no músculo cardíaco. No infarto agudo do miocárdio em pacientes no soro sanguíneo, a atividade das isoenzimas LDH1 e LDH2 aumenta. Na hepatite parenquimatosa, a atividade das isoenzimas LdG4 e LdG5 aumenta significativamente no soro sanguíneo, enquanto a atividade de LdG1 e LdG2 diminui.A atividade de LdG no sangue total é significativamente maior do que a atividade da enzima no plasma sanguíneo. Portanto, mesmo uma hemólise sanguínea mínima altera significativamente a atividade da enzima no plasma, o que deve ser levado em consideração no trabalho de laboratório.

Creatina fosfoquinase (CPK), papel importante jogar em troca de energia. A creatina fosfoquinase é necessária para a ressíntese de ATP pela transfosforilação de AdP com fosfato de creatina. Fosfato de creatina refere-se a compostos de fosfato ricos em energia que proporcionam contração muscular, relaxamento, transporte de metabólitos para o tecido muscular.

Creatina-P + ADP CPK > Creatina + ATP.

A creatina fosfoquinase consiste em duas subunidades - M e B, formando três isoenzimas: MM (tipo muscular), MB (tipo coração), BB (tipo cérebro).

A análise do tecido mostra que atividade significativa A CPK ocorre no músculo esquelético, miocárdio e cérebro. O músculo cardíaco contém principalmente as isoenzimas MM e MB.Um aumento na atividade da isoenzima MB no soro sanguíneo do paciente indica dano ao músculo cardíaco. A definição de isoenzimas CPK é melhor método diagnóstico de distrofia muscular hereditária em galinhas, com falta de selênio em bovinos, com mioglobinúria paralítica em cavalos.

A fosfatase alcalina (AP) é uma enzima hidrolítica sintetizada principalmente no fígado e excretada do corpo como parte da bile. Sua atividade ótima é em pH = 8-9. É uma enzima não específica que catalisa a hidrólise de muitos ésteres de fosfato e está presente no plasma na forma de isoenzimas. A principal fonte de fosfatase alcalina em animais jovens em crescimento é o tecido ósseo. A atividade da fosfatase alcalina é significativamente aumentada em doenças do fígado e ossos, em particular, na osteomalácia. O principal papel da fosfatase alcalina provavelmente está associado à deposição de fosfatos de cálcio no tecido ósseo. Foi estabelecido um aumento na atividade da fosfatase alcalina no soro sanguíneo em neoplasias ósseas.

Colinesterase - uma enzima envolvida no processo de transmissão impulso nervoso, hidrólise de acetilcolina a acetato e colina. A colinesterase sérica inclui dois tipos de colinesterases corporais, cujo principal substrato é a acetilcolina. A acetilcolinesterase (AChE), que hidrolisa a acetilcolina nas sinapses, é chamada de acetilcolinesterase verdadeira. Está presente no fígado, eritrócitos, e apenas uma pequena quantidade está localizada no plasma. A colinesterase plasmática é uma pseudocolinesterase, hidrolisa a butirilcolina 4 vezes mais rápido que a acetilcolina. Esta enzima também é encontrada no fígado, pâncreas e mucosa intestinal. A síntese de AChE no soro sanguíneo ocorre no fígado e, portanto, na patologia desse órgão, observa-se uma diminuição na atividade da enzima.

Os inibidores irreversíveis da AChE são compostos organofosforados tóxicos (OPs). Assim, os inseticidas FOS (clorofós, fosfamida, karbofos, octametil) ligam-se seletivamente aos centros ativos da molécula de AChE e, assim, bloqueiam sua atividade. Devido à alta lipotropia dos FOS, eles são capazes de penetrar no corpo de um animal através da pele intacta e membranas mucosas. No caso de envenenamento por FOS, observa-se a ansiedade do animal, uma sensação de medo, agitação, convulsões, que se desenvolvem no contexto de ataques de asma e tosse devido a broncoespasmo. Nesse caso, as alterações nos olhos são características: a pupila se estreita acentuadamente, a lacrimação começa e a acomodação é perturbada. Mais frequente causa direta A morte de um animal envenenado com FOS é a paralisia do centro respiratório.

A amilase é produzida glândulas salivares e em grandes quantidades pâncreas. A amilase tem um efeito específico nas ligações c-1,4-glicosídicas dos polissacarídeos. Um aumento na atividade da amilase sérica indica o desenvolvimento de pancreatite aguda. Um aumento moderado na atividade enzimática é observado com inflamação das glândulas salivares.

Quando dizemos “malato desidrogenase” ou “glicose-6-fosfatase”, geralmente nos referimos a uma proteína específica com atividade formativa, mas na realidade esses nomes abrangem todas as proteínas que catalisam a oxidação do malato a oxaloacetato ou a hidrólise da glicose-6- fosfato com a formação de glicose e. Em particular, após o isolamento da malato desidrogenase de várias fontes(fígado de rato, E. coli) verificou-se que enzimas do fígado e uma enzima de E. coli, catalisando a mesma reação, diferem em muitos aspectos em suas propriedades físicas e químicas. Formas fisicamente distinguíveis de enzimas com o mesmo tipo de atividade catalítica podem estar presentes em diferentes tecidos do mesmo organismo. tipos diferentes células de um tecido e até mesmo em um organismo procariótico, por exemplo, em E. coli. Esta descoberta foi feita através do uso de métodos eletroforéticos para separar proteínas, como resultado dos quais eletroforéticos formas diferentes determinada atividade enzimática.

O termo "isoenzima" ("isozima") engloba todas as proteínas fisicamente distinguíveis acima com uma determinada atividade catalítica, mas na prática, e especialmente na medicina clínica, é usado em mais sentido estreito, significando as formas fisicamente distinguíveis e separáveis ​​da enzima presente em Vários tipos células de um determinado organismo eucariótico, como um humano. As isoenzimas são invariavelmente encontradas no soro e tecidos de todos os vertebrados, insetos e organismos unicelulares. O número de enzimas e seu conteúdo variam muito. As formas isoenzimáticas de desidrogenases, oxidases, transaminases, fosfatases, transfosforilases e enzimas proteolíticas são conhecidas. Diferentes tecidos podem conter diferentes isoenzimas, e essas isoenzimas podem ter diferentes afinidades para substratos.

Valor diagnóstico de isoenzimas

O interesse médico em isoenzimas surgiu depois que se descobriu que o soro humano contém várias isoenzimas de lactato desidrogenase e que seu conteúdo relativo varia significativamente sob certas condições patológicas. Posteriormente, muitos outros casos de alterações no conteúdo relativo de isoenzimas em várias doenças foram identificados.

As isoenzimas séricas de lactato desidrogenase são detectadas após eletroforese em géis de amido, ágar ou poliacrilamida. No valor indicado, as isoenzimas carregam uma carga diferente e são distribuídas no eletroforegrama em cinco lugares diferentes. Além disso, as isozimas podem ser detectadas por sua capacidade de catalisar a redução de corantes incolores a uma forma colorida insolúvel.

Um conjunto típico de reagentes para a detecção de isozimas de desidrogenase inclui:

1) substrato reduzido (por exemplo, lactato);

2) coenzima;

3) corante na forma oxidada (por exemplo, sal de nitrotetrazólio azul);

4) um transportador de elétrons de NADH para o corante [por exemplo, metasulfato de fenazina (PMS)];

5) tampão; íons de ativação (se necessário).

A lactato desidrogenase catalisa a transferência de dois elétrons e um íon do lactato para o

Arroz. 7.8. Reação catalisada pela α-lactato desidrogenase.

(Fig. 7.8). Se o eletroforegrama for pulverizado com a mistura acima e depois incubado, a reação de transferência de elétrons acoplada ocorrerá apenas nos locais onde a lactato desidrogenase estiver presente (Fig. 7.9). Densidade relativa as cores das faixas podem ser quantificadas usando um fotômetro de varredura (Figura 7.10). Isozimas com maior carga negativa denotar.

A natureza física das isoenzimas

Enzimas oligoméricas formadas por diferentes protômeros podem ser representadas de várias formas. Muitas vezes, um determinado tecido produz predominantemente um dos protômeros. Se uma enzima oligomérica ativa (por exemplo, um tetrâmero) pode ser construída a partir de tais protômeros em várias combinações, então as isozimas são formadas.

As isoenzimas da lactato desidrogenase diferem no nível estrutura quaternária. A molécula oligomérica de lactato desidrogenase (peso molecular 130.000) consiste em quatro protômeros de dois tipos, H e M (ambos com um peso molecular de cerca de 34.000). Apenas a molécula tetramérica tem atividade catalítica.

Arroz. 7.9. Localização da lactato desidrogenase em eletroforegramas usando um sistema de reações acopladas.

Se a ordem em que os protômeros estão conectados não importa, então os protômeros podem ser organizados de cinco maneiras:

Markert escolheu as condições para a destruição e reconstrução da estrutura quaternária e foi capaz de elucidar a relação entre as isozimas da lactato desidrogenase. A clivagem e reconstrução das lactato desidrogenases I e 15 não levam à formação de novas isoenzimas. Portanto, essas duas isozimas contêm apenas um tipo de protômero. Quando uma mistura de lactato desidrogenases 1 e 15 foi submetida ao mesmo procedimento, apareceram também as formas 12, 13 e 14. A proporção de isozimas corresponde à seguinte composição de subunidade:

A síntese das subunidades H e M é determinada por diferentes loci genéticos e são expressas de forma diferente em diferentes tecidos (por exemplo, nos músculos cardíaco e esquelético).