izoenzýmy. Niektoré enzýmy sa neskladajú z jedného proteínového reťazca, ale z niekoľkých podjednotiek. Izoenzýmy sú rodinou enzýmov, ktoré katalyzujú rovnakú reakciu, ale líšia sa štruktúrou a fyziológiou. chemické vlastnosti.

Napríklad: laktátdehydrogenáza (LDH) pozostáva zo 4 podjednotiek 2 typov: podjednotka H izolovaná zo srdcového svalu (srdce - srdce), podjednotka M izolovaná z kostrových svalov (musculus - sval). Tieto podjednotky sú zakódované rôzne gény. Rôzne orgány majú rôzne formy LDH s inou sadou podjednotiek. Existuje 5 izoenzýmov LDH:
LDH1: LDH2: LDH3: LDH4: LDH5: (H4) (H3M) (H2M2) (HM3) (M4)
LDH1 je exprimovaný v srdcovom svale a mozgu, zatiaľ čo LDH5 je exprimovaný v kostrovom svale a pečeni. Iné formy v iných orgánoch. Výskyt LDH v krvi svedčí o poškodení orgánov (enzým zo zničených buniek sa dostáva do krvi - hyperenzýmia) Pri poškodení srdcového svalu (infarkt myokardu) sa pozoruje zvýšenie aktivity frakcie LDH1 v krvi. zvýšenie aktivity LDH5 v krvi sa pozoruje pri hepatitíde a poškodení kostrových svalov. To znamená, že vďaka izoenzýmom je možné určiť lokalizáciu poškodeného orgánu. Najcitlivejším testom na infarkt myokardu je zvýšenie srdcového izoenzýmu kreatínkinázy v krvi.

Enzymopatie dedičné (fenylketonúria) a získané (skorbut). Použitie enzýmov pri liečbe chorôb.

V srdci mnohých chorôb sú poruchy fungovania enzýmov v bunke - enzymopatie. Existujú primárne (dedičné) a sekundárne (získané) enzymopatie. Zdá sa, že získané enzymopatie, ako aj proteinopatie vo všeobecnosti, sa pozorujú pri všetkých ochoreniach.

Pri primárnych enzymopatiách sa defektné enzýmy dedia hlavne autozomálne recesívnym spôsobom. Heterozygoti najčastejšie nemajú fenotypové abnormality. Primárne enzymopatie sa zvyčajne označujú ako metabolické ochorenia, pretože dochádza k porušeniu niektorých metabolických dráh. V tomto prípade môže vývoj ochorenia prebiehať podľa jedného z nasledujúcich "scenárov". Zvážte podmienenú schému metabolická dráha:

Látka A ako výsledok postupných enzymatické reakcie sa mení na produkt P. Pri dedičnom deficite enzýmu, napríklad enzýmu E3, sú možné rôzne metabolické poruchy:

Porušenie tvorby konečných produktov. Nedostatok konečného produktu tejto metabolickej dráhy (P) (v neprítomnosti alternatívne spôsoby syntéza) môže viesť k rozvoju klinické príznaky, charakteristické pre túto chorobu:

Akumulácia prekurzorových substrátov. Ak je nedostatok enzýmu E3, hromadí sa látka C a v mnohých prípadoch aj predchádzajúce zlúčeniny. Zvýšenie prekurzorových substrátov defektného enzýmu je hlavným článkom vo vývoji mnohých chorôb:

Porušenie tvorby konečných produktov a akumulácia prekurzorových substrátov. Choroby sú zaznamenané vtedy, keď nedostatok produktu a akumulácia pôvodného substrátu spôsobujú klinické prejavy.

Enzýmové prípravky majú široké využitie v medicíne. Enzýmy v lekárska prax sa používajú ako diagnostické (enzymodiagnostika) a terapeutické (enzymoterapeutické) prostriedky. Okrem toho sa enzýmy používajú ako špecifické činidlá na stanovenie množstva látok. Používa sa napríklad glukózooxidáza kvantifikácia glukózy v moči a krvi. Enzým ureáza sa používa na stanovenie množstva močoviny v krvi a moči. Pomocou rôznych dehydrogenáz sa detegujú zodpovedajúce substráty, napríklad pyruvát, laktát, etanol atď.

A. Enzymodiagnostika

Enzymodiagnostika spočíva v stanovení diagnózy ochorenia (alebo syndrómu) na základe stanovenia aktivity enzýmov v biologické tekutiny osoba. Princípy enzymodiagnostiky sú založené na nasledujúcich pozíciách:

• keď sú bunky poškodené v krvi alebo iných biologických tekutinách (napríklad v moči), zvyšuje sa koncentrácia intracelulárnych enzýmov poškodených buniek;
• množstvo uvoľneného enzýmu je dostatočné na jeho detekciu;
• aktivita enzýmov v biologických tekutinách zistená pri poškodení buniek je stabilná dostatočne dlhý čas A líši sa od normálne hodnoty;
• množstvo enzýmov má prevládajúcu alebo absolútnu lokalizáciu v určitých orgánoch (orgánová špecifickosť);
• existujú rozdiely v intracelulárnej lokalizácii množstva enzýmov.

izoenzýmy sú izofunkčné proteíny. Katalyzujú rovnakú reakciu, ale v niektorých smeroch sa líšia. funkčné vlastnosti kvôli rozdielom v:

zloženie aminokyselín;

elektroforetická mobilita;

Molekulová hmotnosť;

Kinetika enzymatických reakcií;

Spôsob regulácie;

Stabilita atď.

Izoenzýmy sú molekulárne formy enzýmu, rozdiely v zložení aminokyselín sú spôsobené genetickými faktormi.

Príklady izoenzýmov: glukokináza a hexokináza.

Hexokináza môže fosforylovať akýkoľvek šesťčlenný cyklus, hexokináza môže premieňať iba glukózu. Po zjedení jedla bohatého na glukózu začne pôsobiť glukokináza. Hexokináza je stacionárny enzým. Katalyzuje rozklad glukózy v nízkych koncentráciách vstupujúcich do tela. Líšia sa lokalizáciou (glukokináza - v pečeni, hexokináza - vo svaloch a pečeni), fyziologický význam, Michaelsova konštanta.

Ak je enzým oligomérny proteín, potom je možné získať izoformy ako výsledok rôznych kombinácií protomérov. Napríklad laktátdehydrogenáza pozostáva zo 4 podjednotiek. H - podjednotky srdcového typu, M - sval. Môže existovať 5 kombinácií týchto podjednotiek a následne 5 izoenzýmov: HHHH (LDH 1 - v srdcovom svale), HHHM (LDH 2), HHMM (LDH 3), HMMM (LDH 4), MMMM (LDH 5 - v pečeni a svaloch). [ryža. tieto 4 písmená v kruhoch.

Je potrebné odlíšiť izoenzýmy od tvary množného čísla enzýmy. Viaceré formy enzýmov sú enzýmy, ktoré sú modifikované po ich syntéze, ako je fosforyláza A a B.

Čo urobíme s prijatým materiálom:

Ak sa tento materiál ukázal byť pre vás užitočný, môžete si ho uložiť na svoju stránku v sociálnych sieťach:

pípanie

Všetky témy v tejto sekcii:

Proteíny a ich biologická úloha
Proteín (proteíny) - protos - všetko predchádzajúce, primárne, najdôležitejšie, určujúce všetko ostatné. Proteíny obsahujú dusík s vysokou molekulovou hmotnosťou organickej hmoty, pozostávať

Charakterizácia jednoduchých bielkovín
Klasifikácia (vytvorená v roku 1908) je založená na rozpustnosti bielkovín. Na tomto základe existujú: I. históny a protamíny, rozpustné vo fyziologických roztokoch. O

Chromoproteíny
U nich je protetická časť farebná (chromos - farba). Medzi chromoproteíny patrí hemoglobín, myoglobín, kataláza, peroxidáza, množstvo enzýmov obsahujúcich flavín (sukcinátdehydrogenáza, aldehydox

Lipid-proteínové komplexy
Lipid-proteínové komplexy sú komplexné proteíny, ktorých protetická časť pozostáva z rôznych lipidových zložiek. Medzi tieto zložky patria: 1. obmedzujúce a neobmedzujúce B

Nukleoproteíny
Nukleoproteíny sú komplexné bielkoviny obsahujúce ako malú časť nukleové kyseliny (do 65 %). NP sa skladajú z 2 častí: proteín (obsahuje históny a protamíny, ktoré

Sacharidovo-proteínové komplexy
Sacharidy pôsobia ako protetická skupina. Všetky sacharidovo-proteínové komplexy sú rozdelené na glykoproteíny a proteoglykány. Glykoproteíny (GP) - komplex bielkovín so sacharidovými ko

Fosfoproteíny
Proteíny, kde prostetickou skupinou je kyselina fosforečná. pristúpenie kyselina fosforečná k polypeptidovému reťazcu prichádza s tvorbou esterovej väzby s AK SEP alebo TPE.

Štruktúra koenzýmov
Koenzýmy v katalytické reakcie dopravy rôzne skupiny atómy, elektróny alebo protóny. Koenzýmy sa viažu na enzýmy: Kovalentné väzby; - iónový

Vlastnosti enzýmu
Spoločné znaky enzýmy a nebiologické katalyzátory: 1) oba katalyzujú len energeticky možné reakcie; 2) zvýšiť rýchlosť reakcie; 3) n

Nomenklatúra enzýmov
1) Existuje triviálnej nomenklatúry- názvy sú náhodné, bez systému a bázy, napríklad trypsín, pepsín, chymotrypsín. 2) Pracovná nomenklatúra – názov enzýmu je zostavený z názvu

Moderné koncepty enzymatickej katalýzy
Prvá teória enzymatická katalýza bol predložený na začiatku 20. storočia Warburgom a Baylisom. Táto teória navrhovala uvažovať o tom, že enzým adsorbuje substrát na seba a nazýva sa adsorpcia, ale

Molekulárne účinky pôsobenia enzýmov
1) Účinok koncentrácie je adsorpcia molekúl reaktantov na povrchu molekuly enzýmu, t.j. substrátu, čo vedie k ich lepšej interakcii. Príklad: elektrostatická príťažlivosť

Teória acidobázickej katalýzy
Aktívne miesto enzýmu obsahuje kyslé aj zásadité funkčné skupiny. Výsledkom je, že enzým počas katalýzy vykazuje acidobázické vlastnosti; zohráva úlohu

Regulácia aktivity enzýmov
Enzýmy sú regulované katalyzátory. Metabolity, jedy môžu pôsobiť ako regulátory. Rozlišujte: - aktivátory - látky, ktoré zvyšujú rýchlosť reakcie;

Trávenie a vstrebávanie bielkovín
Funkcie bielkovín sú rôznorodé, ale štrukturálne, katalytické a energetická funkcia. Energetická hodnota bielkoviny asi 4,1 kcal/g. Medzi všetkými vstupujúcimi látkami

Transformácia bielkovín v tráviacich orgánoch
Všetky proteíny podliehajú pôsobeniu hydroláz (tretia trieda enzýmov), menovite peptidáz - zvyčajne sa vyrábajú v neaktívnej forme a potom sa aktivujú čiastočnou proteolýzou.

Trávenie komplexných bielkovín a ich katabolizmus
1. Glykoproteíny sú hydrolyzované glykozidázami (amylolytické enzýmy). 2. Lipoproteíny – za pomoci lipolytických enzýmov. 3. Hém obsahujúci chromoprote

Hnitie bielkovín a neutralizácia ich produktov
Hnitie bielkovín je bakteriálne štiepenie bielkovín a AA pôsobením črevnej mikroflóry. Prechádza v hrubom čreve, ale možno ho pozorovať aj v žalúdku - s poklesom kyslosti

Metabolizmus aminokyselín
AA fond tela sa dopĺňa v dôsledku nasledujúcich procesov: 1) hydrolýza potravinových bielkovín, 2) hydrolýza tkanivových bielkovín (pôsobením lyzozómových katepsínov). Na tento proces sa vynakladá AK-fond

Bežné metabolické cesty
1. Transaminácia (objavená v roku 1937 Braunsteinom a Kritzmom).

Dočasná neutralizácia amoniaku
Amoniak je toxický (50 mg amoniaku zabíja králika, pričom = 0,4-0,7 mg / l). Preto sa v tkanivách neutralizuje amoniak dočasnými spôsobmi: 1) hlavne - obrazy

Ornitínový močovinový cyklus
Močovina obsahuje 80-90% všetkého dusíka v moči. Za deň sa vytvorí 25-30 g močoviny NH2-CO-NH2. 1. NH3 + CO

Syntéza a rozklad nukleotidov
Vlastnosti výmeny nukleotidov: 1. Ani samotné nukleotidy, ani dusíkaté zásady, pochádzajúce z potravy, nie sú zahrnuté do syntézy nukleových kyselín a telesné nukleotidy. potravinové nukleotidy

Oxidácia purínových nukleozidov
Adenozín® (adenozíndeamináza, +H2O, -NH4+) inozín® (purín nukleozid fosforyláza, + Fn -ribozyl-1-P) hypoxantín (6-oxopurín) ® (xantínoxy

DC prevádzka
Substrát H2 → NAD → FMN → CoQ → 2b → 2c1 → 2c → 2a → 2a3 → O

Replikácia (vlastné zdvojenie, biosyntéza) DNA
V roku 1953 Watson a Crick objavili princíp komplementarity (komplementarity). Takže, A \u003d T a GºC. Podmienky potrebné na replikáciu: 1. strana

Transkripcia (prenos informácií z DNA do RNA) alebo biosyntéza RNA
Transkripcia, na rozdiel od replikácie, prenáša informácie z malej časti DNA. elementárna jednotka transkripcia je operón (transkriptón) – úsek DNA, ktorý prechádza trans

Regulácia biosyntézy bielkovín
Bunky mnohobunkový organizmus obsahujú rovnakú sadu DNA, ale syntetizujú sa rôzne proteíny. Napríklad, spojivové tkanivo aktívne syntetizuje kolagén, ale vo svalových bunkách takýto proteín nie je. AT

Mechanizmy vývoja rakovinového nádoru
rakovina - genetické ochorenie, t.j. poškodenie génov. Typy poškodenia génov: 1) strata génu, 2) samotné poškodenie génu, 3) aktivácia génu,

Trávenie lipidov
Keď sa užíva s jedlom, lipidy v ústna dutina sú spracované iba mechanicky. V ústnej dutine sa netvoria lipolytické enzýmy. V týchto oddeleniach bude prebiehať trávenie lipidov

Mechanizmus resyntézy tuku
Resyntéza tuku v črevnej stene prebieha nasledovne: 1. najprv sa aktivujú produkty hydrolýzy (glycerol, HFA) s pomocou ATP. Nasleduje sekvenčná acylácia

Transportné formy lipidov v tele
Lipidy sú vo vode nerozpustné zlúčeniny, preto sú na ich transport v krvi potrebné špeciálne vo vode rozpustné nosiče. Takéto prepravné formuláre sú plazmatické lipoproteíny

Transformácia lipidov v tkanivách
V tkanivách neustále prebiehajú procesy dezintegrácie a syntézy lipidov. Prevažná časť lipidov ľudského tela sú TG, ktoré sú prítomné v bunke vo forme inklúzií. Obdobie obnovy TG v rôznych tkanivách

Biosyntéza glycerolu a mastných kyselín v tkanivách
Biosyntéza glycerolu v tkanivách úzko súvisí s metabolizmom glukózy, ktorá v dôsledku katabolizmu prechádza štádiami tvorby triózy. Glyceraldehyd-3-fosfát v cytoplazme

Patológia metabolizmu lipidov
V štádiu príjmu s jedlom. Bohaté tučné jedlá na pozadí fyzickej nečinnosti vedú k rozvoju alimentárnej obezity. Metabolické poruchy môžu byť spojené s nedostatočným príjmom tukov

Ca2+ ióny
Tvoria zlúčeninu s proteínom – kalmodulínom. Komplex Ca2+-kalmodulínu aktivuje enzýmy (adenylátcykláza, fosfodiesteráza, Ca2+-dependentná proteínkináza). Existuje skupina

Paratyroidné hormóny
Parathormón, pozostáva z 84 AA, reguluje hladinu Ca2 +, stimuluje uvoľňovanie vápnika (a fosforu) z kostí do krvi; Zvýšte reabsorpciu vápnika v obličkách, ale stimulujte uvoľňovanie fosforu; S

Úloha vitamínov v metabolizme
1.(!) vitamíny sú prekurzory koenzýmov a prostetických skupín enzýmov. Napríklad B1 - tiamín - je súčasťou koenzýmu dekarboxyláz ketokyselín vo forme TPP (TDF), B2 - riboflavín -

Pojem hypovitaminóza, avitaminóza a hypervitaminóza
Hypovitaminóza je patologický stav spojený s nedostatkom vitamínu v tele. Avitaminóza je patologický stav spôsobený nedostatkom vitamínu v tele.

Príčiny hypovitaminózy
1. Primárne: nedostatok vitamínu v potravinách. 2. Sekundárne: a) strata chuti do jedla; b) zvýšená spotreba vitamínov; c) poruchy absorpcie a likvidácie, napr. entero

Vitamín A
Vitaméry: A1 - retinol a A2 - retinal. Klinický názov: antixeroftalmický vitamín. Autor: chemickej povahy: cyklický neobmedzený jednosýtny alkohol na základe prsteňa b-

vitamín D
Antirachitický vitamín. Existujú dva vitaméry: D2 - ergokalciferol a D3 - cholekalciferol. Vitamín D2 sa nachádza v hubách. Vitamín D3 sa syntetizuje v tele

vitamín E
Zastarané: antisterilný vitamín, antioxidačný enzým. AT chemické termíny sú to alfa, beta, gama a delta tokoferoly, ale prevláda alfa tokoferol. Stabilný vitamín E

Vitamín K
Antihemoragický vitamín. Vitaméry: K1 - fylochinón a K2 - menachinón. Úloha vitamínu K v metabolizme Je kofaktorom karboxylácie glutamínu

Vitamín C
Kyselina askorbová, vitamín proti skorbutu (scorbut = skorbut). Je to laktón. Ľahko oxiduje: O=C─┐ O=C─┐ | │ | │ NIE-S

Vitamín B1
Tiamín, anti-neuritický vitamín. Tiamín je stabilný kyslé prostredie(do 140ºС) a v alkalickom prostredí by

Vitamín B2
Riboflavín je stabilný v kyslom prostredí, ale ničí sa v neutrálnom a zásaditom prostredí. Ľahko oxidovaný dvoma

Vitamín PP
Antipellagrický vitamín. Vitamíny: kyselina nikotínová, nikotínamid, niacín.

Vitamín B6
Vitamín proti dermatitíde. Pyridoxín → pyridoxal → pyridoxamín [nakreslite vzorce]

Vitamín B12
kobalamín. Antianemický vitamín. Má červenú farbu. Vo svete sa rozkladá. Úloha kobalamínu v metabolizme - transport metylových skupín; - zúčastňuje sa

Vitamín B3
kyselina pantoténová. [ryža. vzorce HOCH2-C((CH3)2)-CH(OH)-CO-NH-CH2-CH2-COOH] Pozostáva z kyseliny maslovej s b-alanínom.

Hydroxylácia xenobiotík za účasti mikrozomálneho monooxygenázového systému
1. benzén: [obr. benzén + O2 + NADPH2® (hydroxyláza, cytochróm P450) fenol + NADP + H2O] 2. indol: [obr. indol + O2 + H

Úloha pečene v metabolizme pigmentu
Metabolizmus pigmentov je súbor zložitých vzájomných premien farebných látok v tkanivách a tekutinách ľudského tela. K pigmentom patria 4 skupiny látok: 1. hem

Biosyntéza hemu
Biosyntéza hemu prebieha vo väčšine tkanív, s výnimkou erytrocytov, ktoré nemajú mitochondrie. V ľudskom tele sa hem syntetizuje z glycínu a sukcinyl-CoA vznikajúceho v dôsledku

Rozpad hemu
Väčšina z gemchromogénne pigmenty v ľudskom tele vznikajú pri rozklade hemu. Hlavným zdrojom hemu je hemoglobín. V erytrocytoch je obsah hemoglobínu 80%, životnosť

Patológia metabolizmu pigmentov
Spravidla je spojená s porušením procesov katabolizmu hemu a prejavuje sa hyperbilirubinémiou a prejavuje sa žltačkou kože a viditeľných slizníc. Akumuluje sa v CNS, spôsobuje bilirubín

Typy zmien v biochemickom zložení krvi
I. Absolútne a relatívne. Absolútne sú spôsobené porušením syntézy, rozpadu, vylučovania konkrétnej zlúčeniny. Relatívne sú v dôsledku zmeny objemu c

Proteínové zloženie krvi
Funkcie krvných bielkovín: 1. podporujú onkotický tlak (najmä vďaka albumínom); 2. určiť viskozitu krvnej plazmy (hlavne kvôli albumínu);

celkový proteín
Normálne je celkový obsah bielkovín v krvi 65-85 g/l. Celková bielkovina je súčet všetkých bielkovín v krvi. Hypoproteinémia - zníženie albumínu. Príčiny:

Globulíny sú normálne 20-30 g/l
I. α1-globulíny α-antitrypsín - inhibuje trypsín, pepsín, elastázu a niektoré ďalšie krvné proteázy. Pôsobí protizápalovo

Zvyškový dusík
Zvyškový dusík je súčet dusíka všetkých nebielkovinových látok obsahujúcich dusík v krvi. Normálne 14-28 mmol / l. 1. Metabolity: 1.1. aminokyseliny (25 %); 1.2. vytvoriť

metabolizmus uhľohydrátov
Glukóza v kapilárnej krvi nalačno 3,3-5,5 mmol / l. 1. Hyperglykémia (zvýšená glukóza): 1.1. hyperglykémia pankreasu - pri nedostatku inzulínu

metabolizmus lipidov
Cholesterol je v norme 3-5,2 mmol / l. V plazme je súčasťou LDL, VLDL (aterogénne frakcie) a HDL (antiaterogénne frakcie). Pravdepodobnosť rozvoja aterosklerózy

Výmena minerálov
Sodík je hlavným extracelulárnym iónom. Hladinu Na + v krvi ovplyvňujú mineralokortikoidy (aldosterón zadržiava sodík v obličkách). Hladinu sodíka zvyšuje hém

Plazmatické enzýmy
Klasifikované: 1. Funkčné enzýmy (aktuálna plazma). Napríklad renín (zvyšuje krvný tlak prostredníctvom angiotenzínu II), cholínesteráza (odbúrava acetylcholín). Ich aktivita je vyššia v

Fyzikálne vlastnosti moču zdravého človeka, ich zmeny v patológii
I. Množstvo moču je normálne 1,2-1,5 litra. Polyúria - zvýšenie množstva moču v dôsledku: 1) zvýšenej filtrácie (pri pôsobení adrenalínu, fi

Ukazovatele chemického zloženia moču
Celkový dusík je celkový dusík všetkých látok obsahujúcich dusík v moči. Normálne - 10-16 g / deň. S patológiami celkový dusík môže: ü zvýšenie - hyperazotúria

Vlastnosti metabolizmu v nervovom tkanive
Výmena energie. Zvýšené v mozgovom tkanive bunkové dýchanie(prevládajú aeróbne procesy). Mozog spotrebuje viac kyslíka ako neustále pracujúci mozog.

Chemický prenos nervového vzruchu
K prenosu vzruchu z jednej bunky do druhej dochádza pomocou neurotransmiterov: - neuropeptidov; - AK; - acetylcholín; - biogénne amíny (adrenalín,

Warburg zistil, že kvasinkové aldolázy z rôznych živočíšnych tkanív sa líšia v množstve vlastností. Pepsín, trypsín, chymotrypsín sa tiež líšili rozpustnosťou, pH, teplotným optimom.

Koncom päťdesiatych rokov biochemici Wieland a Pfleiderer, ako aj ďalší výskumníci izolovali čisté kryštalické preparáty enzýmu zo živočíšnych tkanív. laktátdehydrogenáza a podrobí sa elektroforéze. V dôsledku elektroforézy sa enzým rozdelil spravidla na 5 frakcie s rôznou elektroforetickou pohyblivosťou. Všetky tieto frakcie mali aktivitu laktátdehydrogenázy. Zistilo sa teda, že enzým laktátdehydrogenáza je prítomný v tkanivách vo viacerých formách. Tieto formy boli v súlade s ich elektroforetickou pohyblivosťou označené ako LDH1, LDH2 a LDH3. LDG4, LDG5. (LDH - skratka pre laktátdehydrogenázu), pričom číslo 1 označuje zložku s najvyššou elektroforetickou pohyblivosťou.

Štúdie laktátdehydrogenázových ioenzýmov izolovaných z rôzne orgány zvieratá ukázali, že sa líšia tak elektroforetickými a chromatografickými vlastnosťami, ako aj chemickým zložením, tepelnou stabilitou, citlivosťou na pôsobenie inhibítorov, Km a ďalšími vlastnosťami. Pri analýze laktátdehydrogenázy z rôznych živočíšnych druhov boli odhalené veľmi veľké medzidruhové rozdiely, avšak v rámci daného druhu sa distribúcia izoenzýmov vyznačuje veľkou stálosťou.

Laktátdehydrogenáza bola prvým enzýmom, ktorého jednotlivé zložky boli podrobené podrobnému štúdiu. O niečo neskôr sa získali údaje o mnohonásobných formách a molekulárnej heterogenite mnohých ďalších fermeátov a v roku 1959 sa navrhlo nazývať takéto formy izoenzýmy alebo izoenzýmy. Enzýmová komisia Medzinárodnej biochemickej únie oficiálne odporučila tento termín na označenie viacerých foriem enzýmov z rovnakého biologického druhu.

Takže, izoenzýmy - je skupina enzýmov z rovnakého zdroja, s rovnakým typom substrátovej špecifickosti, ktoré to isté katalyzujú chemická reakcia, ale líšia sa množstvom fyzikálno-chemických vlastností.

Prítomnosť viacerých foriem enzýmov alebo izoenzýmov bola preukázaná viac ako pre100 enzýmy, extrahované z rôzne druhy zvierat, rastlín a mikroorganizmov. Izoenzýmy nie vždy pozostávajú z dvoch alebo viacerých podjednotiek. V rade enzýmov sa jednotlivé izoenzýmy líšia v chemická štruktúra proteíny, ktoré majú rovnakú katalytickú aktivitu, ale pozostávajú len z jednej podjednotky.

V súčasnosti je hlavným kritériom nomenklatúry izoenzýmov ich elektroforetická mobilita. Vysvetľuje to skutočnosť, že v porovnaní s inými metódami charakterizácie enzýmov poskytuje elektroforéza najvyššie rozlíšenie.

Doteraz sa ako výsledok štúdia rastlinných izoenzýmov zistilo, že mnohé enzýmy sú v rastlinách prítomné vo forme viacerých foriem. Poďme sa pozrieť na niektoré z týchto enzýmov.

Malátdehydrogenáza (1.1.1.37) má pomerne zložité izoenzýmové zloženie. V bavlníkových semenách a listoch špenátu boli nájdené 4 izoenzýmy malátdehydrogenázy líšiace sa elektroforetickou pohyblivosťou a molekulová hmotnosť každého zo štyroch izoenzýmov špenátu bola približne 60 000. Rôzne rastliny obsahujú nerovnaký počet izoenzýmov malátdehydrogenázy. Napríklad 7–10 izoenzýmov sa našlo v semenách rôznych odrôd pšenice, 4–5 v koreňoch kukurice a 9–12 izoenzýmov malátdehydrogenázy sa našlo v rôznych orgánoch hory (koreň, klíčne listy, podklíčnolistové a nadklíčnolistové kolienko), a počet izoenzýmov sa menil v závislosti od fázy vývoja rastliny.

Zistilo sa, že molekulové hmotnosti izoenzýmu malátdehydrogenázy sa niekedy výrazne líšili. Napríklad listy bavlny obsahujú 7 izoenzýmov malátdehydrogenázy, z ktorých 4 izoenzýmy sú izoformy s rôznymi elektrickými nábojmi, ale rovnakými molekulová hmotnosť, rovných približne 60 tis.. Piaty izoenzým mal molekulovú hmotnosť približne 500 tis. a bol oligomérom podľa najmenej jedna z izoforiem malátdehydrogenázy s molekulovou hmotnosťou 60 tis.. Keďže v týchto štúdiách boli molekulové hmotnosti stanovené približne, možno predpokladať, že tento izoenzým pozostáva z 8 podjednotiek izoenzýmu s molekulovou hmotnosťou 60 tis.

Odolnosť a náchylnosť rastlín k chorobám je často spojená s reguláciou syntézy izoenzýmov. V reakcii na zavedenie infekcie do rastlín sa zvyšuje intenzita výmeny storočí, predovšetkým redoxná. Preto sa pri poškodení rastlín zvyšuje aktivita OB enzýmov a počet ich izoenzýmov.

Zvýšenie aktivity a zvýšenie počtu izoenzýmov peroxidázy a o-difenoloxidázy sa pozoruje pri rôznych chorobách kukurice, fazule, tabaku, ďateliny, zemiakov, ľanu, ovsa a iných rastlín. Obrázok 22 schematicky znázorňuje zmenu počtu peroxidázových izoenzýmov a ich aktivitu pri poškodení paradajok phytophthora. Ak listy zdravých rastlín obsahovali štyri izoenzýmy peroxidázy, potom sa ich počet v postihnutých listoch zvýšil na deväť a aktivita všetkých izoenzýmov sa výrazne zvýšila.

Pri štúdiu zmien v izoenzýmovom zložení mitochondriálnej peroxidázy a polyfenoloxidázy počas vírusovej patogenézy druhov tabaku rezistentných a rezistentných na vírus tabakovej mozaiky sa zistilo, že vírusová infekcia spôsobuje kvalitatívne odlišné zmeny v izoenzýmovom zložení druhov tabaku rôznej rezistencie. U rezistentného druhu sa aktivita viacerých izoenzýmov zvyšuje vo väčšej miere ako u citlivého. V závislosti od potenciálnej schopnosti rastliny biosyntézy izoenzýmov sa teda mení náchylnosť rastliny na infekčné choroby.

Glutamátdehydrogenáza

Esterasy

sacharóza

Biologická úloha izoenzýmov v rastlinách.

IF svedčí o veľkej labilite enzymatického aparátu rastlín, umožňuje uskutočňovať potrebné metabolické procesy v stáročiach. v bunke pri zmene podmienok prostredia, poskytuje špecifiká výmeny storočí. pre daný rastlinný orgán alebo tkanivo. Podporuje adaptabilitu rastlín na meniace sa podmienky. životné prostredie.

Súčasná prítomnosť viacerých foriem toho istého enzýmu v bunkách spolu s ďalšími mechanizmami regulácie prispieva k konzistentnosti metabolických procesov v priebehu storočí. v bunke a rýchlej adaptácii rastlín na meniace sa podmienky prostredia.

Skutočne sme zaznamenali, že jednotlivé izoenzýmy sa líšia v teplotnom optimálnom, pH optimálnom, postoji k inhibítorom a v iných vlastnostiach. Z toho vyplýva, že ak sa napríklad prudko zmenia teplotné pomery, ktoré sa stanú nepriaznivými pre prejav katalytickej aktivity niektorých izoenzýmov, potom je ich aktivita utlmená. Tento enzymatický proces v rastlinách sa však úplne nezastaví, pretože iné izoenzýmy toho istého enzýmu, pre ktoré je táto teplota priaznivá, začnú vykazovať katalytickú aktivitu. Ak sa z akéhokoľvek dôvodu zmení pH reakčného prostredia, potom sa oslabí aj aktivita niektorých izoenzýmov, no namiesto nich začnú katalytickú aktivitu vykazovať izoenzýmy s iným optimom pH. Vysoké koncentrácie soli inhibujú aktivitu mnohých enzýmov, čo je jedným z dôvodov zhoršenia rastu rastlín na zasolených pôdach. Avšak ani pri vysokých koncentráciách solí v bunkách sa enzymatické procesy úplne nezastavia, pretože jednotlivé izoenzýmy nesúvisia rovnako so zvýšením koncentrácie soli: aktivita niektorých izoenzýmov klesá, zatiaľ čo iných sa zvyšuje.

Odolnosť a náchylnosť k ochoreniu je často založená na regulácii syntézy IF.

Biosyntézu izoenzýmov určujú genetické faktory a každý rastlinný druh sa vyznačuje špecifickým súborom izoenzýmov pre tento druh, t.j. druhová špecifickosť sa prejavuje v izoenzýmovom zložení.

Rôzne orgány tej istej rastliny sa líšia v IF. Štúdium vlastností izoenzýmov laktátdehydrogenázy izolovaných z rôznych živočíšnych tkanív ukázalo, že všetky izoenzýmy majú približne rovnakú molekulovú hmotnosť (asi 140 tisíc) za podmienok, napríklad pri pôsobení liečby s 42 M močovinou sa každý z izoenzýmov disociuje na 4 podjednotky s molekulovou hmotnosťou asi 35 tis.. Každý z piatich izoenzýmov laktátdegttdrogenázy je teda tetramér. Zistilo sa, že všetky izoenzýmy laktátdehydrogenázy sú možnými kombináciami iba dvoch typov podjednotiek, bežne označovaných písmenami A a B. Rôzne kombinácie týchto typov podjednotiek tvoria všetkých päť izoenzýmov laktátdehydrogenázy (obr. 18). To ukazuje, že izoenzýmy laktátdehydrogenázy majú striktne usporiadanú štruktúru a jednotlivé podjednotky v molekule tohto enzýmového proteínu sú spojené. vodíkové väzby, ktorý je možné rozbiť pôsobením koncentrovaného roztoku močoviny.

Vynára sa otázka, čím sa od seba líšia jednotlivé podjednotky laktátdehydrogeázy a čo je dôvodom rozdielnej elektroforetickej pohyblivosti jednotlivých izoenzýmov? Táto otázka teraz dostala celkom jednoznačné odpovede. Ukázalo sa, že podjednotky A a B sú t-c aminokyseliny. Podjednotka B obsahuje kyslejšie malé aminokyseliny v porovnaní s podjednotkou A. V tomto smere sa všetky izoenzýmy laktátdehydrogenázy (LDH1 - LDH2) líšia počtom týchto aminokyselín, ich molekuly majú rôznu veľkosť nabíjačka a rozdielna elektroforetická pohyblivosť. Izoenzýmy laktátdehydrogeázy sa líšia aj radom ďalších vlastností, najmä Michaelisovými konštantami Km, vzťahom k množstvu inhibítorov a tepelnou stabilitou.

V srdci mnohých patologických a prepatologických stavov tela sú porušenia fungovania enzýmových systémov. Mnohé enzýmy sú lokalizované vo vnútri buniek, a preto je ich aktivita v krvnom sére (plazme) nízka alebo úplne chýba. To je dôvod, prečo je možné pomocou analýzy extracelulárnych tekutín (krv), aktivitou niektorých enzýmov, identifikovať zmeny vyskytujúce sa vo vnútri buniek. rôzne telá a telesné tkanivá. iné enzýmy sú neustále obsiahnuté v krvi, v známych množstvách a majú určitú funkciu(napríklad enzýmy systému zrážania krvi).

Aktivita enzýmov v krvnom sére odráža rovnováhu rýchlosti syntézy enzýmov vo vnútri buniek a ich uvoľňovania z buniek. Zvýšenie aktivity krvných enzýmov môže byť výsledkom zrýchlenia procesov syntézy, zníženia rýchlosti vylučovania, zvýšenia permeability bunkové membrány, pôsobenie aktivátorov, nekróza buniek. Zníženie aktivity enzýmov je spôsobené zvýšením rýchlosti vylučovania enzýmov, pôsobením inhibítorov a inhibíciou syntézy.

Zvýšenie aktivity jedného alebo druhého enzýmu v krvi je veľmi skorým diagnostickým testom. Dodatočné stanovenie izoenzýmového spektra umožňuje objasniť lokalizáciu patologického procesu, pretože každý orgán má svoje špecifické izoenzýmové spektrum.

V klinickej biochémii veľký význam má indikátor aktivity aspartátaminotraisferázy a alanínaminotransferázy. Tieto transaminázy sa nachádzajú v mitochondriách a v rozpustnej frakcii cytoplazmy buniek. Úloha transamináz sa redukuje na prenos aminoskupín aminokyselín na ketokyselinu. Koenzýmom transamináz je pyridoxalfosfát, derivát vitamínu B6. V krvi zvierat je aktivita oboch enzýmov veľmi nízka v porovnaní s ich aktivitou v iných tkanivách. Pri patológiách sprevádzaných deštrukciou buniek však transaminázy vystupujú cez bunkové membrány do krvi, kde je ich aktivita v porovnaní s normou výrazne zvýšená. Napriek nedostatku prísnej orgánovej špecifickosti týchto enzýmov sa zvýšenie ich aktivity pozoruje pri hepatitíde, svalovej dystrofii, traume a nadmernej fyzická aktivita na tele, najmä u športových koní.

Laktátdehydrogenáza (LDH), glykolytický enzým, ktorý katalyzuje reverzibilná reakcia redukcia kyseliny pyrohroznovej na kyselinu mliečnu. LdG pozostáva zo štyroch podjednotiek a zahŕňa päť izoenzýmov. Okrem toho izoenzým LdG5 prevláda vo svalovom tkanive, LdG1 a LdG2 v srdcovom svale. Pri akútnom infarkte myokardu u pacientov v krvnom sére sa zvyšuje aktivita izoenzýmov LDH1 a LDH2. Pri parenchymálnej hepatitíde sa v krvnom sére výrazne zvyšuje aktivita izoenzýmov LdG4 a LdG5, kým aktivita LdG1 a LdG2 klesá.Aktivita LdG v plnej krvi je výrazne vyššia ako aktivita enzýmu v krvnej plazme. Preto aj minimálna hemolýza krvi výrazne mení aktivitu enzýmu v plazme, čo treba brať do úvahy pri laboratórnej práci.

Kreatínfosfokináza (CPK), dôležitá úloha hrať v výmena energie. Kreatínfosfokináza je potrebná na resyntézu ATP transfosforyláciou AdP s kreatínfosfátom. Kreatínfosfát označuje energeticky bohaté fosfátové zlúčeniny, ktoré poskytujú kontrakciu svalových vlákien, relaxáciu a transport metabolitov do svalového tkaniva.

Kreatín-P + AdP CPK > Kreatín + ATP.

Kreatínfosfokináza pozostáva z dvoch podjednotiek – M a B, tvoriacich tri izoenzýmy: MM (svalový typ), MB (srdcový typ), BB (mozgový typ).

Ukazuje to analýza tkaniva významnú činnosť CPK sa vyskytuje v kostrovom svale, myokarde a mozgu. Srdcový sval obsahuje najmä izoenzým MM a MB Zvýšenie aktivity izoenzýmu MB v krvnom sére pacienta poukazuje na poškodenie srdcového svalu. Definícia izoenzýmov CPK je najlepšia metóda diagnostika dedičnej svalovej dystrofie u kurčiat, s nedostatkom selénu u hovädzieho dobytka, s paralytickou myoglobinúriou u koní.

Alkalická fosfatáza (AP) je hydrolytický enzým syntetizovaný hlavne v pečeni a vylučovaný z tela ako súčasť žlče. Optimum jeho aktivity je pri pH = 8-9. Je to nešpecifický enzým, ktorý katalyzuje hydrolýzu mnohých fosfátových esterov a je prítomný v plazme vo forme izoenzýmov. Hlavným zdrojom alkalickej fosfatázy u mladých rastúcich zvierat je kostné tkanivo. Aktivita alkalickej fosfatázy je výrazne zvýšená pri ochoreniach pečene a kostí, najmä pri osteomalácii. Hlavná úloha alkalickej fosfatázy je pravdepodobne spojená s ukladaním fosforečnanov vápenatých v kostnom tkanive. Zistilo sa zvýšenie aktivity alkalickej fosfatázy v krvnom sére pri kostných novotvaroch.

Cholinesteráza – enzým, ktorý sa podieľa na procese prenosu nervový impulz hydrolýza acetylcholínu na acetát a cholín. Sérová cholínesteráza zahŕňa dva typy telesných cholínesteráz, ktorých hlavným substrátom je acetylcholín. Acetylcholínesteráza (AChE), ktorá hydrolyzuje acetylcholín v synapsiách, sa nazýva pravá acetylcholínesteráza. Je prítomný v pečeni, erytrocytoch a len malé množstvo je lokalizované v plazme. Plazmatická cholínesteráza je pseudocholínesteráza, hydrolyzuje butyrylcholín 4-krát rýchlejšie ako acetylcholín. Tento enzým sa nachádza aj v pečeni, pankrease a črevnej sliznici. K syntéze AChE v krvnom sére dochádza v pečeni, a preto sa v patológii tohto orgánu pozoruje zníženie aktivity enzýmu.

Ireverzibilné inhibítory AChE sú toxické organofosforové zlúčeniny (OPs). Insekticídy FOS (chlorofos, fosfamid, karbofos, oktametyl) teda selektívne viažu aktívne centrá molekuly AChE a tým blokujú jej aktivitu. Vďaka vysokej lipotropii FOS sú schopné preniknúť do tela zvieraťa cez neporušenú kožu a sliznice. V prípade otravy FOS sa zaznamenáva úzkosť zvierat, pocit strachu, nepokoj, kŕče, ktoré sa vyvíjajú na pozadí astmatických záchvatov a kašeľ v dôsledku bronchospazmu. V tomto prípade sú charakteristické zmeny v očiach: žiak sa prudko zužuje, začína slzenie a je narušená akomodácia. často priama príčina Smrť zvieraťa otráveného FOS je paralýzou dýchacieho centra.

Produkuje sa amyláza slinné žľazy a v veľké množstvá pankreasu. Amyláza má špecifický účinok na c-1,4-glukozidové väzby polysacharidov. Zvýšenie aktivity sérovej amylázy naznačuje vývoj akútnej pankreatitídy. Pri zápale slinných žliaz je zaznamenané mierne zvýšenie aktivity enzýmov.

Keď hovoríme „malát dehydrogenáza“ alebo „glukóza-6-fosfatáza“, zvyčajne máme na mysli špecifický proteín s formatívnou aktivitou, ale v skutočnosti tieto názvy zahŕňajú všetky proteíny, ktoré katalyzujú oxidáciu malátu na oxaloacetát alebo hydrolýzu glukózy-6-. fosfátu s tvorbou glukózy a. Najmä po izolácii malátdehydrogenázy z rôzne zdroje(potkania pečeň, E. coli) sa zistilo, že enzýmy z pečene a enzým z E. coli, katalyzujúce rovnakú reakciu, sa v mnohých ohľadoch líšia svojimi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. Fyzicky odlíšiteľné formy enzýmov s rovnakým typom katalytickej aktivity môžu byť prítomné v rôznych tkanivách toho istého organizmu, napr. odlišné typy bunky jedného tkaniva a dokonca aj v prokaryotickom organizme, napríklad v E. coli. Tento objav sa uskutočnil pomocou elektroforetických metód na separáciu proteínov, v dôsledku ktorých bola elektroforetická rôzne formy určitú enzymatickú aktivitu.

Pojem „izoenzým“ („izozým“) zahŕňa všetky vyššie uvedené fyzikálne rozlíšiteľné proteíny s danou katalytickou aktivitou, avšak v praxi a najmä v klinickej medicíne sa používa vo viacerých úzky zmysel, čo znamená fyzikálne rozlíšiteľné a oddeliteľné formy enzýmu prítomného v rôzne druhy bunky daného eukaryotického organizmu, ako je človek. Izozýmy sa vždy nachádzajú v sére a tkanivách všetkých stavovcov, hmyzu a jednobunkové organizmy. Počet enzýmov a ich obsah sa značne líšia. Sú známe izozýmové formy dehydrogenáz, oxidáz, transamináz, fosfatáz, transfosforyláz a proteolytických enzýmov. Rôzne tkanivá môžu obsahovať rôzne izoenzýmy a tieto izoenzýmy môžu mať rôzne afinity k substrátom.

Diagnostická hodnota izoenzýmov

Medicínsky záujem o izozýmy vznikol po zistení, že ľudské sérum obsahuje niekoľko izoenzýmov laktátdehydrogenázy a že ich relatívny obsah sa za určitých patologických stavov výrazne líši. Následne boli identifikované mnohé ďalšie prípady zmien relatívneho obsahu izoenzýmov pri rôznych ochoreniach.

Izozýmy laktátdehydrogenázy v sére sa detegujú po elektroforéze na škrobových, agarových alebo polyakrylamidových géloch. Pri uvedenej hodnote nesú izozýmy iný náboj a sú rozložené na elektroforegrame na piatich rôznych miestach. Ďalej je možné izozýmy detegovať ich schopnosťou katalyzovať redukciu bezfarebných farbív na nerozpustnú farebnú formu.

Typický súbor činidiel na detekciu izoenzýmov dehydrogenázy zahŕňa:

1) redukovaný substrát (napríklad laktát);

2) koenzým;

3) farbivo v oxidovanej forme (napríklad modrá nitrotetrazóliová soľ);

4) nosič elektrónov z NADH do farbiva [napr. fenazínmetasulfát (PMS)];

5) vyrovnávacia pamäť; aktivačné ióny (ak je to potrebné).

Laktátdehydrogenáza katalyzuje prenos dvoch elektrónov a jedného iónu z laktátu na

Ryža. 7.8. Reakcia katalyzovaná α-laktátdehydrogenázou.

(obr. 7.8). Ak je elektroforegram postriekaný vyššie uvedenou zmesou a potom inkubovaný, potom bude reakcia prenosu viazaných elektrónov prebiehať len v tých miestach, kde je prítomná laktátdehydrogenáza (obr. 7.9). Relatívna hustota farby pruhov možno ďalej kvantifikovať pomocou skenovacieho fotometra (obrázok 7.10). Izozýmy s najvyš záporný náboj označovať .

Fyzikálna povaha izoenzýmov

Oligomérne enzýmy tvorené rôznymi protomérmi môžu byť zastúpené v niekoľkých formách. Konkrétne tkanivo často produkuje prevažne jeden z protomérov. Ak sa aktívny oligomérny enzým (napríklad tetramér) môže vytvoriť z takýchto protomérov v rôznych kombináciách, potom sa vytvoria izozýmy.

Izozýmy laktátdehydrogenázy sa líšia na úrovni kvartérna štruktúra. Molekula oligomérnej laktátdehydrogenázy (molekulová hmotnosť 130 000) pozostáva zo štyroch protomérov dvoch typov, H a M (oba s molekulovou hmotnosťou približne 34 000). Len tetramérna molekula má katalytickú aktivitu.

Ryža. 7.9. Lokalizácia laktátdehydrogenázy na elektroforegramoch pomocou systému spojených reakcií.

Ak nezáleží na poradí, v ktorom sú protoméry spojené, potom môžu byť protoméry usporiadané piatimi spôsobmi:

Markert zvolil podmienky na deštrukciu a rekonštrukciu kvartérnej štruktúry a dokázal objasniť vzťah medzi izozýmami laktátdehydrogenázy. Štiepenie a rekonštrukcia laktátdehydrogenáz I a 15 nevedie k tvorbe nových izozýmov. Preto tieto dva izozýmy obsahujú iba jeden typ protoméru. Keď bola zmes laktátdehydrogenáz 1 a 15 podrobená rovnakému postupu, objavili sa aj formy 12, 13 a 14. Pomer izoenzýmov zodpovedá nasledovnému zloženiu podjednotiek:

Syntéza podjednotiek H a M je určená rôznymi genetickými lokusmi a v rôznych tkanivách sa prejavujú odlišne (napríklad v srdcových a kostrových svaloch).