Izoenzime. Unele enzime nu constau dintr-un singur lanț proteic, ci din mai multe subunități. Izoenzimele sunt o familie de enzime care catalizează aceeași reacție, dar diferă ca structură și fiziologie. proprietăți chimice.

De exemplu: lactat dehidrogenaza (LDH) este formată din 4 subunități de 2 tipuri: subunitatea H izolată din mușchiul cardiac (inima - inimă), subunitatea M izolată din mușchii scheletici (muschiul - mușchi). Aceste subunități sunt codificate gene diferite. Diverse organe au diferite forme LDH cu un set diferit de subunități. Există 5 izoenzime ale LDH:
LDH1: LDH2: LDH3: LDH4: LDH5: (H4) (H3M) (H2M2) (HM3) (M4)
LDH1 este exprimat în mușchiul cardiac și creier, în timp ce LDH5 este exprimat în mușchiul scheletic și ficat. Alte forme în alte organe. Apariția LDH în sânge indică leziuni ale organelor (enzima din celulele distruse intră în sânge - hiperenzimemie) Se observă o creștere a activității fracției LDH1 în sânge cu afectarea mușchiului inimii (infarct miocardic) și un creșterea activității LDH5 în sânge se observă cu hepatită și afectarea mușchilor scheletici. Adică, datorită izoenzimelor, este posibil să se determine localizarea organului deteriorat. Cel mai sensibil test pentru infarctul miocardic este creșterea în sânge a izoenzimei cardiace a creatinkinazei.

Enzimopatii ereditare (fenilcetonurie) și dobândite (scorbut). Utilizarea enzimelor în tratamentul bolilor.

În centrul multor boli se află încălcări ale funcționării enzimelor din celulă - enzimopatii. Există enzimopatii primare (ereditare) și secundare (dobândite). Enzimopatiile dobândite, precum și proteinopatiile în general, par a fi observate în toate bolile.

În enzimopatiile primare, enzimele defecte sunt moștenite în principal în mod autosomal recesiv. Heterozigoții, cel mai adesea, nu au anomalii fenotipice. Enzimopatiile primare sunt de obicei denumite boli metabolice, deoarece există o încălcare a anumitor căi metabolice. În acest caz, dezvoltarea bolii poate avea loc conform unuia dintre următoarele „scenarii”. Luați în considerare schema condiționată cale metabolică:

Substanţa A ca urmare a succesive reacții enzimatice se transformă în produsul P. Cu deficiența ereditară a unei enzime, de exemplu, enzima E3, sunt posibile diferite tulburări ale căii metabolice:

Încălcarea formării produselor finite. Lipsa produsului final al acestei căi metabolice (P) (în absență moduri alternative sinteza) poate duce la dezvoltarea simptome clinice, caracteristic pentru această boală:

Acumularea de substraturi precursoare. Dacă enzima E3 este deficitară, se va acumula substanța C și în multe cazuri și compușii precedenți. O creștere a substraturilor precursoare ale unei enzime defecte este o verigă principală în dezvoltarea multor boli:

Încălcarea formării produselor finite și acumularea de substraturi precursoare. Bolile se notează atunci când atât lipsa produsului, cât și acumularea substratului inițial provoacă manifestări clinice.

Preparatele enzimatice sunt utilizate pe scară largă în medicină. Enzimele din practică medicală sunt utilizați ca agenți de diagnostic (enzimodiagnostic) și terapeutic (enzimoterapie). În plus, enzimele sunt folosite ca reactivi specifici pentru determinarea unui număr de substanțe. De exemplu, glucoza oxidaza este folosită pentru cuantificare glucoză în urină și sânge. Enzima ureaza este utilizată pentru a determina cantitatea de uree din sânge și urină. Cu ajutorul diferitelor dehidrogenaze, substraturile corespunzătoare sunt detectate, de exemplu, piruvat, lactat, etanol si etc.

A. Enzimodiagnostic

Enzimodiagnostica constă în a pune un diagnostic al unei boli (sau sindrom) pe baza determinării activității enzimelor în fluide biologice persoană. Principiile enzimodiagnosticului se bazează pe următoarele poziții:

• atunci când celulele sunt deteriorate în sânge sau în alte fluide biologice (de exemplu, în urină), crește concentrația de enzime intracelulare ale celulelor deteriorate;
• cantitatea de enzimă eliberată este suficientă pentru detectarea acesteia;
• activitatea enzimelor din fluidele biologice detectată atunci când celulele sunt deteriorate este stabilă pentru un timp suficient de lung ȘI diferă de valori normale;
• o serie de enzime au o localizare predominantă sau absolută în anumite organe (specificitate de organ);
• există diferenţe în localizarea intracelulară a unui număr de enzime.

Izoenzime sunt proteine ​​izofuncționale. Ele catalizează aceeași reacție, dar diferă în anumite privințe. proprietăți funcționale datorita diferentelor in:

Compoziția aminoacizilor;

mobilitate electroforetică;

Greutate moleculară;

Cinetica reacțiilor enzimatice;

Modul de reglementare;

Stabilitate etc.

Izoenzimele sunt forme moleculare ale unei enzime, diferențele în compoziția aminoacizilor se datorează factorilor genetici.

Exemple de izoenzime: glucokinaza și hexokinaza.

Hexokinaza poate fosforila orice ciclu cu șase membri, hexokinaza poate converti doar glucoza. După ce a mâncat o masă bogată în glucoză, glucokinaza începe să funcționeze. Hexokinaza este o enzimă staționară. Acesta catalizează descompunerea glucozei la concentrații scăzute care intră în organism. Ele diferă în localizare (glucokinaza - în ficat, hexokinaza - în mușchi și ficat), semnificație fiziologică, constanta lui Michael.

Dacă enzima este o proteină oligomeră, atunci izoformele pot fi obținute ca urmare a diferitelor combinații de protomeri. De exemplu, lactat dehidrogenaza este formată din 4 subunități. H - subunități de tip cardiac, M - mușchi. Pot exista 5 combinații ale acestor subunități și, în consecință, 5 izoenzime: HHHH (LDH 1 - în mușchiul inimii), HHHM (LDH 2), HHMM (LDH 3), HMMM (LDH 4), MMMM (LDH 5 -). în ficat şi muşchi). [orez. aceste 4 litere în cercuri.

Este necesar să se distingă izoenzimele de forme de plural enzime. Forme multiple de enzime sunt enzime care sunt modificate după sinteza lor, cum ar fi fosforilaza A și B.

Ce vom face cu materialul primit:

Dacă acest material s-a dovedit a fi util pentru dvs., îl puteți salva pe pagina dvs. de pe rețelele sociale:

tweet

Toate subiectele din această secțiune:

Proteinele și rolul lor biologic
Proteine ​​(proteine) - protos - precedând totul, primar, cel mai important, determinând orice altceva. Proteinele conțin azot cu greutate moleculară mare materie organică, consta

Caracterizarea proteinelor simple
Clasificarea (creată în 1908) se bazează pe solubilitatea proteinelor. Pe aceasta baza sunt: ​​I. histone si protamine, solubile in solutii saline. O

Cromoproteinele
Pentru ei, partea protetică este colorată (cromos - vopsea). Cromoproteinele includ hemoglobina, mioglobina, catalaza, peroxidaza, o serie de enzime care conțin flavină (succinat dehidrogenază, aldehideox).

Complexe lipido-proteice
Complexele lipidă-proteină sunt proteine ​​complexe, a căror parte protetică este formată din diferite componente lipidice. Aceste componente includ: 1. limitarea și nelimitarea B

Nucleoproteine
Nucleoproteinele sunt proteine ​​complexe care conțin acizi nucleici ca o mică parte (până la 65%). NP-urile constau din 2 părți: proteină (conțin histone și protamine, care

Complexe carbohidrați-proteine
Carbohidrații acționează ca un grup protetic. Toate complexele carbohidrați-proteine ​​sunt împărțite în glicoproteine ​​și proteoglicani. Glicoproteine ​​(GP) - un complex de proteine ​​cu carbohidrați co

Fosfoproteine
Proteine ​​în care grupul protetic este acidul fosforic. Aderare acid fosforic la lanțul polipeptidic vine cu formarea unei legături esterice cu AK SEP sau TPE.

Structura coenzimelor
Coenzimele în reacții catalitice transport diverse grupuri atomi, electroni sau protoni. Coenzimele se leagă de enzime: - legaturi covalente; - ionică

Proprietăţile enzimelor
Aspecte comune enzime şi catalizatori nebiologici: 1) ambii catalizează numai energetic posibile reacții; 2) crește viteza de reacție; 3) n

Nomenclatura enzimelor
1) Există nomenclatură banală- denumirile sunt aleatorii, fără sistem și bază, de exemplu, tripsină, pepsină, chimotripsină. 2) Nomenclatura de lucru - denumirea enzimei este compilată din nume

Concepte moderne de cataliză enzimatică
Prima teorie cataliză enzimatică a fost propusă la începutul secolului al XX-lea de către Warburg și Baylis. Această teorie a propus să considere că enzima adsorb substratul pe ea însăși și a fost numită adsorbție, dar

Efectele moleculare ale acțiunii enzimelor
1) Efectul concentrării este adsorbția moleculelor de reactanți pe suprafața unei molecule de enzimă, i.e. substrat, ceea ce duce la o mai bună interacțiune a acestora. Ex: atracție electrostatică

Teoria catalizei acido-bazice
Locul activ al enzimei conține atât acid, cât și bazic grup functional. Ca rezultat, enzima prezintă proprietăți acido-bazice în timpul catalizei; joacă un rol

Reglarea activității enzimelor
Enzimele sunt catalizatori reglați. Metaboliții, otrăvurile pot acționa ca regulatori. Distingeți: - activatori - substanțe care măresc viteza de reacție;

Digestia și absorbția proteinelor
Funcțiile proteinelor sunt diverse, dar structurale, catalitice și funcția energetică. Valoarea energetică proteine ​​aproximativ 4,1 kcal/g. Dintre toate substanţele care intră

Transformarea proteinelor în organele digestive
Toate proteinele sunt supuse acțiunii hidrolazelor (a treia clasă de enzime), și anume peptidazelor - de obicei sunt produse într-o formă inactivă și apoi activate prin proteoliză parțială.

Digestia proteinelor complexe și catabolismul acestora
1. Glicoproteinele sunt hidrolizate de glicozidaze (enzime amilolitice). 2. Lipoproteine ​​– cu ajutorul enzimelor lipolitice. 3. Hem conţinând cromoprote

Putrerea proteinelor și neutralizarea produselor sale
Putrefacția proteinelor este descompunerea bacteriană a proteinelor și AA sub acțiunea microflorei intestinale. Merge în intestinul gros, dar poate fi observat și în stomac - cu o scădere a acidității

Metabolismul aminoacizilor
Fondul AA al organismului este completat datorită următoarelor procese: 1) hidroliza proteinelor alimentare, 2) hidroliza proteinelor tisulare (sub acțiunea catepsinelor lizozomale). Fondul AK este cheltuit pe proces

Căile metabolice comune
1. Transaminarea (descoperită în 1937 de Braunstein și Kritzm).

Neutralizarea temporară a amoniacului
Amoniacul este toxic (50 mg de amoniac ucide un iepure, în timp ce = 0,4-0,7 mg/l). Prin urmare, în țesuturi, amoniacul este neutralizat în moduri temporare: 1) în principal - imagini

Ciclul ornitinei ureei
Ureea conține 80-90% din tot azotul din urină. Se formează 25-30 g de uree NH2-CO-NH2 pe zi. 1. NH3 + CO

Sinteza și descompunerea nucleotidelor
Caracteristici ale schimbului de nucleotide: 1. Nici nucleotidele în sine, nici baze azotate, provenite din alimente, nu sunt incluse în sinteza acizi nucleiciși nucleotidele corpului. adică nucleotidele alimentare

Oxidarea nucleozidelor purinice
Adenozin® (adenozin deaminază, +H2O, -NH4+) inozin® (purin nucleozid fosforilază, + Fn -ribosil-1-P) hipoxantina (6-oxopurină) ® (xantineoxi

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

Replicarea (autodublarea, biosinteza) ADN-ului
În 1953, Watson și Crick au descoperit principiul complementarității (complementarității). Deci, A \u003d T și GºC. Condiții necesare pentru replicare: 1. pag

Transcripția (transferul de informații de la ADN la ARN) sau biosinteza ARN
Transcripția, spre deosebire de replicare, transferă informații dintr-o mică secțiune de ADN. unitate elementară transcripția este un operon (transcripton) - o secțiune de ADN care suferă trans

Reglarea biosintezei proteinelor
Celulele organism pluricelular conțin același set de ADN, dar sunt sintetizate proteine ​​diferite. De exemplu, țesut conjunctiv sintetizează activ colagenul, dar în celulele musculare nu există o astfel de proteină. LA

Mecanisme de dezvoltare a unei tumori canceroase
Rac de râu - boala genetica, adică afectarea genelor. Tipuri de deteriorare a genelor: 1) pierderea genelor, 2) deteriorarea genelor în sine, 3) activarea genelor,

Digestia lipidelor
Când sunt luate cu alimente, lipidele intră cavitatea bucală sunt prelucrate numai mecanic. Enzimele lipolitice nu se formează în cavitatea bucală. Digestia lipidelor va avea loc în acele departamente

Mecanismul de resinteză a grăsimilor
Resinteza grăsimii în peretele intestinal are loc astfel: 1. în primul rând, produsele de hidroliză (glicerol, HFA) sunt activate cu folosind ATP. Urmează acilarea secvenţială

Forme de transport ale lipidelor în organism
Lipidele sunt compuși insolubili în apă, astfel încât pentru transportul lor în sânge sunt necesari purtători speciali solubili în apă. Astfel de forme de transport sunt lipoproteine ​​plasmatice

Transformarea lipidelor în țesuturi
În țesuturi, procesele de dezintegrare și sinteza lipidelor se desfășoară în mod constant. Cea mai mare parte a lipidelor corpului uman sunt TG, care sunt prezente în celulă sub formă de incluziuni. Perioada de reînnoire a TG în diferite țesuturi

Biosinteza glicerolului și a acizilor grași în țesuturi
Biosinteza glicerolului în țesuturi este strâns legată de metabolismul glucozei, care, ca urmare a catabolismului, trece prin etapele formării triozei. Gliceraldehidă-3-fosfat în citoplasmă

Patologia metabolismului lipidic
În stadiul de aport cu alimente. Alimentele grase abundente pe fondul inactivității fizice duce la dezvoltarea obezității alimentare. Tulburările metabolice pot fi asociate cu un aport insuficient de grăsimi

Ioni de Ca2+
Ele formează un compus cu o proteină - calmodulină. Complexul Ca2+-calmodulină activează enzimele (adenilat ciclaza, fosfodiesteraza, protein kinaza dependentă de Ca2+). Există un grup

Hormonii paratiroidieni
Parathormonul, format din 84 AA, reglează nivelul de Ca2+, stimulează eliberarea calciului (și fosforului) din oase în sânge; Creșterea reabsorbției calciului în rinichi, dar stimulează eliberarea de fosfor; DIN

Rolul vitaminelor în metabolism
1.(!) vitaminele sunt precursori ai coenzimelor și grupurilor protetice de enzime. De exemplu, B1 - tiamina - face parte din coenzima decarboxilazelor cetoacide sub formă de TPP (TDF), B2 - riboflavină -

Conceptul de hipovitaminoză, avitaminoză și hipervitaminoză
Hipovitaminoza este o afecțiune patologică asociată cu lipsa unei vitamine în organism. Avitaminoza este o afecțiune patologică cauzată de lipsa unei vitamine din organism.

Cauzele hipovitaminozei
1. Primar: lipsa de vitamine din alimente. 2. Secundar: a) lipsa poftei de mâncare; b) consum crescut de vitamine; c) tulburări de malabsorbție și eliminare, de exemplu, entero

Vitamina A
Vitameri: A1 - retinol și A2 - retiniană. Denumire clinică: vitamina antixeroftalmică. De natura chimica: ciclic nelimitat alcool monohidric bazat pe inelul b-

Vitamina D
Vitamina antirahitică. Există doi vitameri: D2 - ergocalciferol și D3 - colecalciferol. Vitamina D2 se găsește în ciuperci. Vitamina D3 este sintetizată în organism

Vitamina E
Învechit: vitamina antisterilă, enzimă antioxidantă. LA termeni chimici aceștia sunt tocoferoli alfa, beta, gamma și delta, dar alfa tocoferol este predominant. Vitamina E stabilă

Vitamina K
Vitamina antihemoragica. Vitameri: K1 - filochinonă și K2 - menachinonă. Rolul vitaminei K în metabolism Este un cofactor pentru carboxilarea glutaminoului

Vitamina C
Acid ascorbic, vitamina anti-scorbut (scorbut = scorbut). Este o lactonă. Se oxidează ușor: O=C─┐ O=C─┐ | │ | │ NU-S

Vitamina B1
Tiamina, o vitamina anti-neuritica. Tiamina este stabilă în mediu acid(până la 140ºС), și într-un mediu alcalin

Vitamina B2
Riboflavina este stabilă într-un mediu acid, dar este distrusă într-un mediu neutru și alcalin. Se oxidează ușor de doi

Vitamina PP
Vitamina antipelagrica. Vitamine: acid nicotinic, nicotinamidă, niacină.

Vitamina B6
Vitamina antidermatita. Piridoxină → piridoxal → piridoxamină [desenați formule]

Vitamina B12
Cobalamina. Vitamina antianemica. Are o culoare roșie. Se descompune în lume. Rolul cobalaminei în metabolism - transportul grupărilor metil; - participă la

Vitamina B3
acid pantotenic. [orez. formulele HOCH2-C((CH3)2)-CH(OH)-CO-NH-CH2-CH2-COOH] Constă din acid butiric cu b-alanină.

Hidroxilarea xenobioticelor cu participarea sistemului monooxigenază microzomal
1. benzen: [fig. benzen + O2 + NADPH2® (hidroxilaza, citocrom P450) fenol + NADP + H2O] 2. indol: [Fig. indol + O2 + H

Rolul ficatului în metabolismul pigmentului
Metabolismul pigmentului este un set de interconversii complexe de substanțe colorate în țesuturile și fluidele corpului uman. Pigmentii includ 4 grupe de substante: 1. hem

Biosinteza hemului
Biosinteza hemului are loc în majoritatea țesuturilor, cu excepția eritrocitelor, care nu au mitocondrii. În corpul uman, hemul este sintetizat din glicină și succinil-CoA formate ca urmare a

Defalcarea hemei
Majoritatea pigmenții gemcromogeni din corpul uman se formează în timpul descompunerii hemului. Principala sursă de hem este hemoglobina. În eritrocite, conținutul de hemoglobină este de 80%, durata de viață

Patologia metabolismului pigmentului
De regulă, este asociată cu o încălcare a proceselor de catabolism hem și este exprimată prin hiperbilirubinemie și se manifestă prin icter al pielii și mucoaselor vizibile. Acumulând în SNC, cauzele bilirubinei

Tipuri de modificări ale compoziției biochimice a sângelui
I. Absolut şi relativ. Cele absolute se datorează unei încălcări a sintezei, degradarii, excreției unui anumit compus. Cele relative se datorează unei modificări a volumului de c

Compoziția proteică a sângelui
Funcțiile proteinelor din sânge: 1. susțin presiunea oncotică (din cauza în principal albuminelor); 2. determina vâscozitatea plasmei sanguine (din cauza în principal albuminei);

proteine ​​totale
În mod normal, proteina totală din sânge este de 65-85 g/l. Proteina totală este suma tuturor proteinelor din sânge. Hipoproteinemie - o scădere a albuminei. Motivele:

Globulinele sunt normale 20-30 g/l
I. α1-globuline α-antitripsină - inhibă tripsina, pepsina, elastaza și unele alte proteaze din sânge. Efectuează antiinflamator

Azot rezidual
Azotul rezidual este suma azotului tuturor substanțelor neproteice care conțin azot din sânge. În mod normal, 14-28 mmol/l. 1. Metaboliți: 1.1. aminoacizi (25%); 1.2. creat

metabolismul carbohidraților
Glucoză în sângele capilar pe stomacul gol 3,3-5,5 mmol / l. 1. Hiperglicemie (creșterea glucozei): 1.1. hiperglicemie pancreatică - în absența insulinei

metabolismul lipidic
Colesterolul este normal 3-5,2 mmol/l. În plasmă, face parte din LDL, VLDL (fracții aterogene) și HDL (fracție anti-aterogenă). Probabilitatea de a dezvolta ateroscleroză

Schimb de minerale
Sodiul este principalul ion extracelular. Nivelul de Na + din sânge este influențat de mineralocorticoizi (aldosteronul reține sodiul în rinichi). Nivelurile de sodiu sunt crescute de hem

Enzimele plasmatice
Clasificat: 1. Enzime funcționale (plasmă reală). De exemplu, renina (crește tensiunea arterială prin angiotensină II), colinesteraza (descompune acetilcolina). Activitatea lor este mai mare în

Proprietățile fizice ale urinei unei persoane sănătoase, modificările lor în patologie
I. Cantitatea de urină este în mod normal de 1,2-1,5 litri. Poliurie - o creștere a cantității de urină din cauza: 1) o creștere a filtrării (sub acțiunea adrenalină, fi

Indicatori ai compoziției chimice a urinei
Azotul total este azotul total al tuturor substanțelor care conțin azot din urină. Normal - 10-16 g/zi. Cu patologii azot total poate: ü creste – hiperazoturie

Caracteristicile metabolismului în țesutul nervos
Schimb de energie. Creșterea țesutului cerebral respirație celulară(predomină procesele aerobe). Creierul consumă mai mult oxigen decât un creier care lucrează constant.

Transmiterea chimică a excitației nervoase
Transferul excitatiei de la o celula la alta are loc cu ajutorul neurotransmitatorilor: - neuropeptide; - AK; - acetilcolina; - amine biogene (adrenalina,

Warburg a descoperit că aldolazele de drojdie din diferite țesuturi animale diferă într-un număr de proprietăți. Pepsina, tripsina, chimotripsina diferă și în solubilitate, pH, temperatură optimă.

La sfârșitul anilor cincizeci, biochimiștii Wieland și Pfleiderer, precum și alți cercetători, au izolat preparate cristaline pure ale enzimei din țesuturile animale. lactat dehidrogenază și supuse electroforezei. Ca rezultat al electroforezei, enzima a fost împărțită, de regulă, în 5 facțiunile având mobilitate electroforetică diferită. Toate aceste fracții au avut activitate de lactat dehidrogenază. Astfel, s-a constatat că enzima lactat dehidrogenază este prezentă în țesuturi sub mai multe forme. Aceste forme, în conformitate cu mobilitatea lor electroforetică, au fost denumite LDH1, LDH2 și LDH3. LDG4, LDG5. (LDH - prescurtare pentru lactat dehidrogenază), cu numărul 1 desemnând componenta cu cea mai mare mobilitate electroforetică.

Studii ale ioenzimelor lactat dehidrogenază izolate din diverse organe animalele au arătat că diferă atât prin proprietăți electroforetice și cromatografice, cât și prin compoziția chimică, stabilitatea termică, sensibilitatea la acțiunea inhibitorilor, Km și alte proprietăți. La analiza lactat dehidrogenazei de la diferite specii de animale, s-au evidențiat diferențe foarte mari între specii, totuși, în cadrul unei specii date, distribuția izoenzimelor este caracterizată de o mare constanță.

Lactat dehidrogenaza a fost prima enzimă ale cărei componente individuale au fost supuse unui studiu detaliat. Ceva mai târziu, s-au obținut date despre formele multiple și heterogenitatea moleculară a unui număr de alte fermeate, iar în 1959 s-a propus denumirea unor astfel de forme izoenzime sau izoenzime. Comisia Enzimatică a Uniunii Internaționale Biochimice a recomandat oficial acest termen pentru a se referi la forme multiple de enzime din aceeași specie biologică.

Asa de, izoenzime - este un grup de enzime din aceeași sursă, cu același tip de specificitate de substrat, catalizând același reactie chimica, dar diferă într-un număr de proprietăți fizico-chimice.

Prezența mai multor forme de enzime, sau izoenzime, a fost stabilită de mai mult de pentru100 enzime, izolat de diferite feluri animale, plante și microorganisme. Izoenzimele nu constau întotdeauna din două sau mai multe subunități. Într-un număr de enzime, izoenzimele individuale sunt diferite în structura chimica proteine ​​care au aceeași activitate catalitică, dar constau dintr-o singură subunitate.

În prezent, principalul criteriu pentru nomenclatura izoenzimelor este mobilitatea lor electroforetică. Acest lucru se explică prin faptul că, în comparație cu alte metode de caracterizare a enzimelor, electroforeza oferă cea mai mare rezoluție.

Până în prezent, în urma studiului izoenzimelor din plante, s-a stabilit că multe enzime sunt prezente în plante sub formă de forme multiple. Să aruncăm o privire la unele dintre aceste enzime.

Malat dehidrogenaza (1.1.1.37) are o compoziție izoenzimă destul de complexă. În semințele de bumbac și frunzele de spanac s-au găsit 4 izoenzime malat dehidrogenază, care diferă prin mobilitatea electroforetică, iar greutatea moleculară a fiecăreia dintre cele patru izoenzime de spanac a fost de aproximativ 60 mii. Diferitele plante conțin un număr inegal de izoenzime malat dehidrogenază. De exemplu, 7-10 izoenzime au fost găsite în semințele diferitelor soiuri de grâu, 4-5 în rădăcinile de porumb și 9-12 izoenzime malat dehidrogenază au fost găsite în diferite organe ale muntelui (rădăcină, cotiledoane, genunchi subcotiledonat și supracotiledonat), iar numărul de izoenzime a variat în funcție de faza de dezvoltare a plantei.

Sa observat că greutățile moleculare ale izoenzimei malat dehidrogenazei au fost uneori diferite în mod semnificativ. De exemplu, frunzele de bumbac conțin 7 izoenzime de malat dehidrogenază, dintre care 4 izoenzime sunt izoforme cu sarcini electrice diferite, dar aceleași greutate moleculară, egal cu aproximativ 60 mii. A cincea izoenzimă avea o greutate moleculară de aproximativ 500 mii și era un oligomer conform macar una dintre izoformele malat dehidrogenazei cu o greutate moleculară de 60 mii.Deoarece în aceste studii s-au determinat greutățile moleculare aproximativ, se poate presupune că această izoenzimă este formată din 8 subunități ale izoenzimei cu o greutate moleculară de 60 mii.

Rezistența și susceptibilitatea plantelor la boli este adesea asociată cu reglarea sintezei izoenzimelor. Ca răspuns la introducerea infecției în plante, intensitatea schimbului de secole, în primul rând redox, este crescută. Prin urmare, activitatea enzimelor OB și numărul izoenzimelor lor cresc atunci când plantele sunt deteriorate.

O creștere a activității și o creștere a numărului de izoenzime de peroxidază și o-difenol oxidază se observă în diferite boli ale porumbului, fasolei, tutunului, trifoiului, cartofilor, inului, ovăzului și altor plante. Figura 22 prezintă schematic modificarea numărului de izoenzime de peroxidază și activitatea acestora atunci când roșiile sunt deteriorate de fitoftora. Dacă frunzele plantelor sănătoase conțineau patru izoenzime de peroxidază, atunci în frunzele afectate numărul lor a crescut la nouă, iar activitatea tuturor izoenzimelor a crescut semnificativ.

La studierea modificărilor compoziției izoenzimelor peroxidazei mitocondriale și polifenol oxidazei în timpul patogenezei virale a speciilor de tutun rezistente și rezistente la virusul mozaic de tutun, s-a constatat că o infecție virală provoacă modificări calitativ diferite în compoziția izoenzimei speciilor de tutun cu rezistență diferită. La o specie rezistentă, activitatea unui număr de izoenzime crește într-o măsură mai mare decât la una susceptibilă. Astfel, în funcție de capacitatea potențială a plantei de a biosinteza izoenzimelor, susceptibilitatea plantei la boli infecțioase se modifică.

Glutamat dehidrogenază

Esterazele

Zaharază

Rolul biologic al izoenzimelor în plante.

Dacă mărturisește marea labilitate a aparatului enzimatic al plantelor, face posibilă desfășurarea proceselor metabolice necesare în secole. în celulă atunci când condițiile de mediu se schimbă, oferă specificul schimbului de secole. pentru un anumit organ sau țesut vegetal. Promovează adaptabilitatea plantelor la condiții în schimbare. mediu inconjurator.

Prezența simultană în celule a formelor multiple ale aceleiași enzime, împreună cu alte mecanisme de reglare, contribuie la consistența proceselor metabolice de-a lungul secolelor. în celulă și adaptarea rapidă a plantelor la condițiile de mediu în schimbare.

Într-adevăr, am observat că izoenzimele individuale diferă în ceea ce privește temperatura optimă, pH-ul optim, atitudinea față de inhibitori și alte proprietăți. De aici rezultă că dacă, de exemplu, condițiile de temperatură se modifică brusc, care devin nefavorabile pentru manifestarea activității catalitice a unor izoenzime, atunci activitatea acestora este suprimată. Cu toate acestea, acest proces enzimatic la plante nu se oprește complet, deoarece alte izoenzime ale aceleiași enzime, pentru care această temperatură este favorabilă, încep să prezinte activitate catalitică. Dacă, din orice motiv, pH-ul mediului de reacție se modifică, atunci și activitatea unor izoenzime slăbește, dar în locul lor, izoenzimele cu un pH optim diferit încep să prezinte activitate catalitică. Concentrațiile mari de sare inhibă activitatea multor enzime, care este unul dintre motivele deteriorării creșterii plantelor pe solurile saline. Cu toate acestea, chiar și la concentrații mari de sare în celule, procesele enzimatice nu se opresc complet, deoarece izoenzimele individuale nu sunt în mod egal legate de o creștere a concentrației de sare: activitatea unor izoenzime scade, în timp ce altele cresc ..

Rezistența și susceptibilitatea la boli se bazează adesea pe reglarea sintezei FI.

Biosinteza izoenzimelor este determinată de factori genetici, iar fiecare specie de plantă este caracterizată de un set specific de izoenzime pentru această specie, i.e. specificitatea speciei se manifestă în compoziția izoenzimelor.

Diferite organe ale aceleiași plante diferă în IF. Studiul proprietăților izoenzimelor lactat dehidrogenazei izolate din diferite țesuturi animale a arătat că toate izoenzimele au aproximativ aceeași greutate moleculară (aproximativ 140 mii) în condiții, de exemplu, sub acțiunea tratamentului cu uree 42 M, fiecare dintre izoenzime se disociază în 4 subunități cu o greutate moleculară de aproximativ 35 mii. Astfel, fiecare dintre cele cinci izoenzime ale lactat degttdrogenazei este un tetramer. S-a stabilit că toate izoenzimele lactat dehidrogenazei sunt combinații posibile de numai două tipuri de subunități, notate convențional cu literele A și B. Diferite combinații ale acestor tipuri de subunități formează toate cele cinci izoenzime de lactat dehidrogenază (Fig. 18). Acest lucru arată că izoenzimele lactat dehidrogenazei au o structură strict ordonată, iar subunitățile individuale din molecula acestei proteine ​​enzimatice sunt conectate. legături de hidrogen, care poate fi spart prin acțiunea unei soluții concentrate de uree.

Se pune întrebarea, cum diferă subunitățile individuale ale lactat dehidrogeazei între ele și care este motivul mobilității electroforetice diferite a izoenzimelor individuale? Această întrebare a primit acum răspunsuri destul de clare. S-a dovedit că subunitățile A și B sunt aminoacizi t-c. Subunitatea B conține mai mulți aminoacizi mici acizi comparativ cu subunitatea A. În acest sens, toate izoenzimele lactat dehidrogenazei (LDH1 - LDH2) diferă prin numărul acestor aminoacizi, moleculele lor având dimensiuni diferite. incarcare electricași mobilitatea electroforetică diferită. Izoenzimele lactat dehidrogeaază diferă și prin o serie de alte proprietăți, în special, constantele Michaelis Km, relația cu un număr de inhibitori și stabilitatea termică.

În centrul multor stări patologice și prepatologice ale corpului se află încălcări ale funcționării sistemelor enzimatice. Multe enzime sunt localizate în interiorul celulelor și, prin urmare, activitatea lor în serul sanguin (plasmă) este scăzută sau absentă cu totul. De aceea, prin analiza fluidelor extracelulare (sânge), prin activitatea anumitor enzime, se pot identifica modificările care apar în interiorul celulelor. diverse corpuriși țesuturile corpului. alte enzime sunt continute continuu in sange, in cantitati cunoscute si au anumită funcție(de exemplu, enzimele sistemului de coagulare a sângelui).

Activitatea enzimelor din serul sanguin reflectă echilibrul ratei de sinteză a enzimelor în interiorul celulelor și eliberarea lor din celule. O creștere a activității enzimelor sanguine poate fi rezultatul unei accelerări a proceselor de sinteză, o scădere a ratei de excreție, o creștere a permeabilității. membranele celulare, actiunea activatorilor, necroza celulara. O scădere a activității enzimatice este cauzată de o creștere a ratei de excreție a enzimei, acțiunea inhibitorilor și inhibarea sintezei.

O creștere a activității în sânge a uneia sau alteia enzime este un test de diagnostic foarte precoce. O definiție suplimentară a spectrului izoenzimelor vă permite să clarificați localizarea procesului patologic, deoarece fiecare organ are propriul spectru izoenzimic specific.

În biochimia clinică mare importanță are un indicator al activității aspartat aminotraisferazei și alanin aminotransferazei. Aceste transaminaze se găsesc în mitocondrii și în fracțiunea solubilă a citoplasmei celulelor. Rolul transaminazelor se reduce la transferul grupărilor amino ale aminoacizilor la cetoacid. Coenzima transaminazelor este piridoxal fosfat, un derivat al vitaminei B6. În sângele animalelor, activitatea ambelor enzime este foarte scăzută în comparație cu activitatea lor în alte țesuturi. Cu toate acestea, în patologiile însoțite de distrugerea celulară, transaminazele ies prin membranele celulare în sânge, unde activitatea lor este semnificativ crescută în comparație cu norma. În ciuda lipsei de specificitate strictă de organ a acestor enzime, o creștere a activității lor se observă în hepatită, distrofie musculară, traumatisme și exces. activitate fizica pe corp, în special, la caii de sport.

Lactat dehidrogenaza (LDH), o enzimă glicolitică care catalizează reacție reversibilă reducerea acidului piruvic la acid lactic. LdG este format din patru subunități și include cinci izoenzime. Mai mult, izoenzima LdG5 predomină în țesutul muscular, LdG1 și LdG2 în mușchiul inimii. În infarctul miocardic acut la pacienții din serul sanguin, activitatea izoenzimelor LDH1 și LDH2 crește. În hepatita parenchimoasă, activitatea izoenzimelor LdG4 și LdG5 crește semnificativ în serul sanguin, în timp ce activitatea LdG1 și LdG2 scade.Activitatea LdG în sângele integral este semnificativ mai mare decât activitatea enzimei în plasma sanguină. Prin urmare, chiar și hemoliza minimă a sângelui modifică semnificativ activitatea enzimei în plasmă, ceea ce ar trebui luat în considerare în munca de laborator.

Creatina fosfokinaza (CPK), rol important juca in schimb de energie. Creatinfosfokinaza este necesară pentru resinteza ATP prin transfosforilarea AdP cu creatină fosfat. Fosfatul de creatină se referă la compuși de fosfat bogat în energie care asigură contracția musculară, relaxarea, transportul metaboliților în țesutul muscular.

Creatina-P + ADP CPK > Creatina + ATP.

Creatina fosfokinaza este formată din două subunități - M și B, formând trei izoenzime: MM (tip muscular), MB (tip inimă), BB (tip creier).

Analiza țesuturilor arată că activitate semnificativă CPK apare în mușchii scheletici, miocard și creier. Mușchiul inimii conține în principal izoenzimele MM și MB.O creștere a activității izoenzimei MB în serul sanguin al pacientului indică deteriorarea mușchiului inimii. Definiția izoenzimelor CPK este cea mai buna metoda diagnostic de distrofie musculară ereditară la pui, cu lipsă de seleniu la bovine, cu mioglobinurie paralitică la cabaline.

Fosfataza alcalină (AP) este o enzimă hidrolitică sintetizată în principal în ficat și excretată din organism ca parte a bilei. Activitatea sa optimă este la pH = 8-9. Este o enzimă nespecifică care catalizează hidroliza multor esteri de fosfat și este prezentă în plasmă sub formă de izoenzime. Principala sursă de fosfatază alcalină la animalele tinere în creștere este țesutul osos. Activitatea fosfatazei alcaline este semnificativ crescută în bolile ficatului și oaselor, în special în osteomalacie. Rolul principal al fosfatazei alcaline este probabil asociat cu depunerea fosfaților de calciu în țesutul osos. S-a stabilit o creștere a activității fosfatazei alcaline în serul sanguin în neoplasmele osoase.

Colinesterază - o enzimă implicată în procesul de transmitere impuls nervos, hidroliza acetilcolinei în acetat și colină. Colinesteraza serică include două tipuri de colinesteraze corporale, al căror substrat principal este acetilcolina. Acetilcolinesteraza (AChE), care hidrolizează acetilcolina în sinapse, se numește acetilcolinesterază adevărată. Este prezent în ficat, eritrocite și doar o cantitate mică este localizată în plasmă. Colinesteraza plasmatica este o pseudocolinesteraza, hidrolizeaza butirilcolina de 4 ori mai repede decat acetilcolina. Această enzimă se găsește și în ficat, pancreas și mucoasa intestinală. Sinteza AChE în serul sanguin are loc în ficat și, prin urmare, în patologia acestui organ se observă o scădere a activității enzimei.

Inhibitorii ireversibili ai AChE sunt compuși organofosforici toxici (OP). Astfel, insecticidele FOS (clorofos, fosfamidă, karbofos, octametil) leagă selectiv centrii activi ai moleculei AChE și blochează astfel activitatea acesteia. Datorită lipotropiei ridicate a FOS, acestea sunt capabile să pătrundă în corpul unui animal prin pielea intacte și membranele mucoase. În caz de otrăvire cu FOS, se remarcă anxietatea animalului, un sentiment de teamă, agitație, convulsii, care se dezvoltă pe fondul crizelor de astm și tuse din cauza bronhospasmului. În acest caz, modificările ochilor sunt caracteristice: pupila se îngustează brusc, începe lacrimarea și acomodarea este perturbată. Cel mai adesea cauza directă Moartea unui animal otrăvit cu FOS este paralizia centrului respirator.

Se produce amilaza glandele salivare si in cantitati mari pancreas. Amilaza are un efect specific asupra legăturilor c-1,4-glucozidice ale polizaharidelor. O creștere a activității amilazei serice indică dezvoltarea pancreatitei acute. O creștere moderată a activității enzimelor este observată cu inflamația glandelor salivare.

Când spunem „malat dehidrogenază” sau „glucoză-6-fosfatază”, de obicei ne referim la o proteină specifică cu activitate formativă, dar în realitate aceste denumiri acoperă toate proteinele care catalizează oxidarea malatului în oxalacetat sau hidroliza glucozei-6- fosfat cu formarea glucoza si. În special, după izolarea malat dehidrogenazei din diverse surse(ficat de șobolan, E. coli) s-a constatat că enzimele din ficat și o enzimă din E. coli, catalizând aceeași reacție, diferă în multe privințe prin proprietățile lor fizice și chimice. Forme distincte fizic de enzime cu același tip de activitate catalitică pot fi prezente în diferite țesuturi ale aceluiași organism, în tipuri diferite celulele unui țesut și chiar într-un organism procariot, de exemplu, în E. coli. Această descoperire a fost făcută prin utilizarea metodelor electroforetice pentru separarea proteinelor, în urma cărora electroforetică forme diferite anumită activitate enzimatică.

Termenul „izoenzimă” („izozimă”) cuprinde toate proteinele de mai sus care se pot distinge fizic cu o activitate catalitică dată, dar în practică, și în special în medicina clinică, este utilizat în mai multe sens restrâns, adică formele fizic distinse și separabile ale enzimei prezente în tipuri variate celulele unui organism eucariot dat, cum ar fi un om. Izozimele se găsesc invariabil în serul și țesuturile tuturor vertebratelor, insectelor și organisme unicelulare. Numărul de enzime și conținutul lor variază foarte mult. Sunt cunoscute forme izozimatice de dehidrogenaze, oxidaze, transaminaze, fosfataze, transfosforilaze și enzime proteolitice. Țesuturile diferite pot conține izoenzime diferite, iar aceste izoenzime pot avea afinități diferite pentru substraturi.

Valoarea diagnostică a izoenzimelor

Interesul medical pentru izoenzime a apărut după ce s-a descoperit că serul uman conține mai multe izoenzime lactat dehidrogenază și că conținutul lor relativ variază semnificativ în anumite condiții patologice. Ulterior, au fost identificate multe alte cazuri de modificări ale conținutului relativ de izoenzime în diferite boli.

Izozimele lactat dehidrogenazei serice sunt detectate după electroforeză pe geluri de amidon, agar sau poliacrilamidă. La valoarea indicată, izoenzimele poartă o sarcină diferită și sunt distribuite pe electroforegramă în cinci locuri diferite. Mai mult, izoenzimele pot fi detectate prin capacitatea lor de a cataliza reducerea coloranților incolori la o formă colorată insolubilă.

Un set tipic de reactivi pentru detectarea izoenzimelor dehidrogenazei include:

1) substrat redus (de exemplu, lactat);

2) coenzima;

3) colorant în formă oxidată (de exemplu, sare albastră de nitrotetrazoliu);

4) un purtător de electroni de la NADH la colorant [de exemplu metasulfat de fenazină (PMS)];

5) tampon; ioni de activare (dacă este necesar).

Lactat dehidrogenaza catalizează transferul a doi electroni și a unui ion de la lactat la

Orez. 7.8. Reacție catalizată de α-lactat dehidrogenază.

(Fig. 7.8). Dacă electroforegrama este pulverizată cu amestecul de mai sus și apoi incubată, atunci reacția de transfer de electroni cuplati va avea loc numai în acele locuri în care este prezentă lactat dehidrogenaza (Fig. 7.9). Densitate relativa culorile benzilor pot fi cuantificate suplimentar folosind un fotometru de scanare (Figura 7.10). Izozime cu cea mai mare sarcina negativa denota .

Natura fizică a izoenzimelor

Enzimele oligomerice formate din diferiți protomeri pot fi reprezentate sub mai multe forme. Adesea, un anumit țesut produce predominant unul dintre protomeri. Dacă o enzimă oligomerică activă (de exemplu, un tetramer) poate fi construită din astfel de protomeri în diferite combinații, atunci se formează izoenzime.

Izoenzimele lactat dehidrogenazei diferă la nivel structura cuaternară. Molecula de lactat dehidrogenază oligomerică (greutate moleculară 130.000) este formată din patru protomeri de două tipuri, H și M (amândoi cu o greutate moleculară de aproximativ 34.000). Numai molecula tetramerică are activitate catalitică.

Orez. 7.9. Localizarea lactat dehidrogenazei pe electroforegrame folosind un sistem de reacții cuplate.

Dacă ordinea în care sunt conectați protomerii nu contează, atunci protomerii pot fi aranjați în cinci moduri:

Markert a ales condițiile pentru distrugerea și reconstrucția structurii cuaternare și a reușit să elucideze relația dintre izoenzimele lactat dehidrogenazei. Scindarea și reconstrucția lactat dehidrogenazelor I și 15 nu duc la formarea de noi izoenzime. Prin urmare, aceste două izoenzime conțin un singur tip de protomer. Când un amestec de lactat dehidrogenaze 1 și 15 a fost supus aceleiași proceduri, au apărut și formele 12, 13 și 14. Raportul de izoenzime corespunde următoarei compoziții de subunități:

Sinteza subunităților H și M este determinată de diferiți loci genetici și sunt exprimate diferit în diferite țesuturi (de exemplu, în mușchii cardiaci și scheletici).