Izozimi, ili izoenzimi- ovo je više oblika enzima koji katalizuju istu reakciju, ali se međusobno razlikuju po fizičkim i hemijskim svojstvima, posebno po afinitetu za supstrat, maksimalnoj brzini katalizirane reakcije (aktivnosti), elektroforetskoj pokretljivosti ili regulatornim svojstvima.

U živoj prirodi postoje enzimi čiji se molekuli sastoje od dvije ili više podjedinica sa istom ili različitom primarnom, sekundarnom ili tercijarnom strukturom. Podjedinice se često nazivaju protomeri, a kombinovani oligomerni molekuli su multimer(Slika 14.8 a-d).

Smatra se da proces oligomerizacije daje proteinskim podjedinicama povećanu stabilnost i otpornost na djelovanje denaturirajućih agenasa, uključujući zagrijavanje, djelovanje proteinaza itd. Međutim, u sadašnjoj fazi saznanja, nemoguće je nedvosmisleno odgovoriti na pitanje važnost kvartarne strukture za katalitičku aktivnost enzima, jer ne postoje metode koje bi u "mekim" uslovima dozvoljavale uništavanje samo kvartarne strukture. Uobičajene metode teške obrade (ekstremne pH vrijednosti, visoke koncentracije gvanidin hlorida ili uree) dovode do razaranja ne samo kvartarne, već i sekundarne i tercijarne strukture stabilnog oligomernog enzima, čiji su protomeri denaturirani i , kao posljedica toga, lišen biološke aktivnosti.

Rice. 14.8. Modeli strukture nekih oligomernih enzima: a - molekul glutamat dehidrogenaze, koji se sastoji od 6 protomera (336 kDa); b - molekula RNK polimeraze; c - polovina molekula katalaze; d - molekularni kompleks piruvat dehidrogenaze

Treba napomenuti da ne postoje kovalentne, glavno-valentne veze između podjedinica. Veze su uglavnom nekovalentne; stoga se takvi enzimi prilično lako disociraju u protomere. Iznenađujuća karakteristika takvih enzima je zavisnost aktivnosti čitavog kompleksa o načinu pakovanja pojedinih podjedinica. Ako genetski različite podjedinice može postojati u više od jednog oblika, onda, shodno tome, enzim formiran od dvije ili više tipova podjedinica, kombiniranih u različitim kvantitativnim omjerima, može postojati u nekoliko sličnih, ali ne i identičnih oblika. Slične varijante enzima se nazivaju izozimi (izoenzimi ili, rjeđe, izozimi).

Jedan od najviše proučavanih enzima, čiji je mnoštvo oblika detaljno proučavano gel elektroforezom, je laktat dehidrogenaza (LDH), koja katalizira reverzibilnu konverziju pirogrožđane kiseline u mliječnu kiselinu. Može se sastojati od četiri podjedinice dva različita H- i M-tipa (srčana i mišićna). Aktivni enzim je jedna od sljedećih kombinacija: HHHH, HHHM, HHMM, HMMM, MMMM ili H 4, H 3 M, H 2 M 2, HM 3, M 4. Oni odgovaraju izoenzimima LDH 1, LDH 2, LDH 3, LDH 4 i LDH 5. U ovom slučaju, sintezu H- i M-tipova provode različiti geni i različito se izražava u različitim organima.

Budući da H-protomeri pri pH 7,0-9,0 nose izraženiji negativni naboj od M-protomera, izoenzim H 4 tokom elektroforeze će migrirati najvećom brzinom u električnom polju do pozitivne elektrode (anode). Najnižom brzinom, M 4 izozim će se pomeriti do anode, dok će preostali izozimi zauzeti međupozicije (slika 14.9).

Rice. 14.9. Distribucija i relativna količina LDH izoenzima u različitim organima

Svako tkivo normalno ima svoj omjer oblika (izozimski spektar) LDH. Na primjer, u srčanom mišiću prevladava tip H 4, tj. LDH 1, au skeletnim mišićima i jetri tip M 4, tj. LDH 5.

Ove okolnosti imaju široku primjenu u kliničkoj praksi, budući da proučavanje pojave LDH izoenzima (i niza drugih enzima) u krvnom serumu može biti od interesa za diferencijalnu dijagnozu organskih i funkcionalnih lezija organa i tkiva. Po promjeni sadržaja izoenzima u krvnom serumu može se suditi kako o topografiji patološkog procesa, tako io stupnju oštećenja organa ili tkiva.

U nekim slučajevima, podjedinice imaju gotovo identičnu strukturu i svaka sadrži katalitički aktivno mjesto (na primjer, β-galaktozidazu, koja se sastoji od četiri podjedinice). U drugim slučajevima, podjedinice nisu identične. Primjer potonjeg je triptofan sintaza, koja se sastoji od dvije podjedinice, od kojih je svaka obdarena vlastitom (ali ne glavnom) enzimskom aktivnošću, međutim, samo kada se kombiniraju u makromolekularnu strukturu, obje podjedinice pokazuju aktivnost triptofan sintaze.

Pojam " više oblika enzima»Primjenjivo na proteine ​​koji kataliziraju istu reakciju i koji se prirodno javljaju u organizmima iste vrste. Pojam " izozim»Odnosi se samo na one višestruke oblike enzima koji se pojavljuju zbog genetski determinisano razlike u primarnoj strukturi proteina (ali ne u oblicima koji su rezultat modifikacije jedne primarne sekvence).

Maksimalna stopa katalizirane (), elektroforetske mobilnosti ili regulatornih svojstava.

Rice. 4.5. Strukturni modeli nekih oligomera.

Treba napomenuti da ne postoje kovalentne, glavno-valentne veze između podjedinica. Veze su uglavnom nekovalentne, pa se prilično lako rastavljaju u protomere. Nevjerojatna karakteristika njih je ovisnost cijelog kompleksa o načinu pakovanja pojedinačnih podjedinica među sobom. Ako genetski prepoznatljive podjedinice mogu postojati u više od jednog oblika, onda, prema tome, i formirane od dva ili više tipova podjedinica, kombinovanih u različitim kvantitativnim omjerima, mogu postojati u nekoliko sličnih, ali ne i identičnih oblika. Takve varijante se nazivaju (izoenzimi ili, rjeđe, izozimi). Konkretno, ako se sastoji od 4 podjedinice dva različita tipa - H i M (srčana i mišićna), tada aktivna može biti jedna od sljedećih kombinacija: HHHH, HHHM, HHMM, HMMM, MMMM ili H 4, H 3 M, H 2 M 2, NM 3, M 4 koji odgovaraju LDG 1, LDG 2, LDG 3, LDG 4 i LDG 5. Istovremeno, sinteza H- i M-tipova odvija se na različite načine i izražava se na različite načine u različitim organima.

U nekim slučajevima, podjedinice imaju gotovo identičnu strukturu i svaka sadrži katalitički aktivno mjesto (na primjer, β-galaktozidazu, koja se sastoji od 4 podjedinice). U drugim slučajevima, podjedinice nisu identične. Primjer potonjeg je triptofan sintaza, koja se sastoji od 2 podjedinice, od kojih je svaka obdarena vlastitom (ali ne glavnom) enzimskom, međutim, samo kada se kombiniraju u makromolekularnu strukturu, obje podjedinice pokazuju triptofan sintazu.

Izraz "više oblika" odnosi se na kataliziranje istih i prirodno prisutnih u istoj vrsti. Izraz "" odnosi se samo na one oblike množine koji se pojavljuju zbog genetski određenih razlika u (ali ne i na oblike nastale kao rezultat modifikacije jednog primarnog niza).

Jedan od najproučavanijih 4, čija je raznovrsnost oblika detaljno proučavana metodom gel elektroforeze, je LDH, koji katalizira reverzibilnu transformaciju u mlijeko. Pet LDH se formira od 4 podjedinice približno iste veličine, ali dva različita tipa. Budući da H-protomeri nose izraženiji negativni naboj pri pH 7,0-9,0 od M-protomera, koji se sastoje od 4 podjedinice H-tipa (H 4), po volji migriraju najvećom brzinom u električnom polju u pozitivno ( ). Najsporijom brzinom će se kretati do M 4, dok će ostali izo-enzimi zauzeti međupozicije. Treba naglasiti da

Warburg je otkrio da se aldolaze kvasca iz različitih životinjskih tkiva razlikuju u broju St. Pepsin, tripsin, himotripsin takođe su se razlikovali u rastvorljivosti, pH, temperaturnom optimumu.

Krajem pedesetih, biohemičari Wieland i Pfleiderer, kao i drugi istraživači, izolovali su čiste kristalne preparate enzima iz životinjskog tkiva. laktat dehidrogenaza i podvrgnuti ih elektroforezi. Kao rezultat elektroforeze, enzim se po pravilu razdvajao na 5 frakcije imaju različitu elektroforetsku pokretljivost. Sve ove frakcije su imale aktivnost laktat dehidrogenaze. Tako je utvrđeno da je enzim laktat dehidrogenaza prisutan u tkivima u nekoliko oblika. Ovi oblici su, u skladu sa svojom elektroforetskom pokretljivošću, označeni LDG1, LDG2, LDG3. LDG4, LDG5. (LDH je skraćenica za laktat dehidrogenazu), a broj 1 označava komponentu s najvećom elektroforetskom pokretljivošću.

Istraživanja enzima laktat dehidrogenaze izolovanih iz različitih životinjskih organa pokazala su da se razlikuju kako po elektroforetskim i hromatografskim svojstvima, tako i po hemijskom sastavu, termičkoj stabilnosti, osetljivosti na dejstvo inhibitora, K m i drugim svojstvima. Analize laktat dehidrogenaze različitih životinjskih vrsta otkrile su vrlo velike međuvrstne razlike, međutim, unutar ove vrste distribucija izoenzima karakteriše velika konstantnost.

Laktat dehidrogenaza je prvi enzim čije su pojedinačne komponente detaljno proučavane. Nešto kasnije dobijeni su podaci o višestrukim oblicima i molekularnoj heterogenosti niza drugih fermeata, a 1959. godine predloženo je da se takvi oblici nazovu izoenzimima ili izoenzimima. Komisija za enzime Međunarodne biohemijske unije zvanično je preporučila ovaj termin za označavanje mnogih oblika enzima, iste biološke vrste.

tako, izozimi - to je grupa enzima iz istog izvora, koji poseduju jednu vrstu specifičnosti supstrata, katalizuju istu hemijsku reakciju, ali se razlikuju po nizu fizičko-hemijskih svojstava.

Prisustvo više oblika enzima, ili izoenzima, utvrđeno je više od za100 enzimi izolovani iz raznih vrsta životinja, biljaka i mikroorganizama. Izozimi se ne sastoje uvijek od dvije ili više podjedinica. U nizu enzima pojedinačni izofermati su proteini različite hemijske strukture, koji imaju istu katalitičku aktivnost, ali se sastoje od samo jedne podjedinice.

Trenutno je glavni kriterij za nomenklaturu izoenzima njihova elektroforetska mobilnost. To je zbog činjenice da, u poređenju s drugim metodama karakterizacije enzima, elektroforeza daje najveću rezoluciju.

Do danas, kao rezultat proučavanja biljnih izoenzima, ustanovljeno je da su mnogi enzimi prisutni u biljkama u više oblika. Pogledajmo neke od ovih enzima.

Malatdehidrogenaza (1.1.1.37) ima prilično složen sastav izofermeza. U sjemenkama pamuka i listovima spanaća pronađena su 4 izoenzima malat dehidrogenaze, koja se razlikuju po elektroforetskoj pokretljivosti, a molekularna težina svakog od četiri izoenzima spanaća iznosila je približno 60 hiljada. Različite biljke sadrže nejednak broj izoenzima malat dehidrogenaze. Na primjer, 7-10 izoenzima pronađeno je u sjemenu različitih sorti pšenice, 4-5 izoenzima u korijenu kukuruza, a 9-12 izoenzima malat dehidrogenaze pronađeno je u različitim organima planine (korijen, kotiledon, hipokotiledon i supracotyledonous knee), a broj izoenzima je varirao u zavisnosti od faze razvoja biljke.

Uočeno je da su molekularne težine izoenzima malat dehidrogenaze ponekad značajno varirale. Na primjer, listovi pamuka sadrže 7 izoenzima malat dehidrogenaze, od kojih su 4 izoforme izoforme sa različitim električnim nabojem, ali iste molekulske težine, jednake oko 60 hiljada. Peti izozim je imao molekulsku težinu od oko 500 hiljada i bio je oligomer najmanje jednog od izo oblika malat dehidrogenaze sa molekulskom masom od 60 hiljada.S obzirom da su u ovim istraživanjima molekularne mase određene približno, može se pretpostaviti da se ovaj izoenzim sastoji od 8 podjedinica izoenzima molekulske mase 60 hiljada.

Otpornost i podložnost biljaka bolestima često se povezuje sa regulacijom sinteze izoenzima. Kao odgovor na unošenje infekcije u biljke, pojačava se intenzitet metabolizma, prvenstveno redoks. Stoga se aktivnost OM enzima i broj njihovih izoenzima povećava kada su biljke oštećene.

Povećanje aktivnosti i povećanje broja izoenzima peroksidaze i o-difenol oksidaze uočava se kod raznih bolesti kukuruza, graha, duhana, djeteline, krompira, lana, zobi i drugih biljaka. Slika 22. shematski prikazuje promjenu broja izoenzima peroksidaze i njihovu aktivnost u zarazi paradajza kasnom paležom. Ako su listovi zdravih biljaka sadržavali četiri izozima peroksidaze, tada se u oboljelim listovima njihov broj povećao na devet, a aktivnost svih enzima značajno porasla.

Proučavanjem promjena u izoenzimskom sastavu mitohondrijalne polifenol oksidaze peroksidaze tokom virusne patogeneze vrsta duhana otpornih i otpornih na virus mozaika duhana, ustanovljeno je da virusna infekcija uzrokuje kvalitativno različite promjene u izoenzimatskom sastavu duhanskih vrsta različite rezistencije. Kod rezistentnih vrsta aktivnost brojnih izozima raste u većoj mjeri nego kod osjetljivih vrsta. Dakle, u zavisnosti od potencijalne sposobnosti biljke da biosintetizuje zozime, menja se i osetljivost biljke na zarazne bolesti.

Glutamat dehidrogenaza

Esteraza

Sacharase

Biološka uloga izoenzima u biljkama.

IF svedoči o velikoj labilnosti enzimskog aparata biljaka, omogućava izvođenje neophodnih procesa razmene vekova. u ćeliji kada se menjaju uslovi spoljašnje sredine, daje specifičnosti razmene vekova. za dati biljni organ ili tkivo. Promoviše prilagodljivost biljaka promjenjivim uvjetima u unutrašnjosti. srijeda.

Istovremeno prisustvo u ćelijama više oblika istog enzima, zajedno sa drugim regulatornim mehanizmima, doprinosi koherentnosti procesa metabolizma. u ćeliji i brzom prilagođavanju biljaka promjenjivim uvjetima okoline.

Zaista, primijetili smo da se pojedinačni izozimi razlikuju po temperaturnim optimima, pH optimima, odnosu prema inhibitorima i drugim svojstvima. Otuda slijedi da ako se, na primjer, naglo promijene temperaturni uvjeti, koji postaju nepovoljni za ispoljavanje katalitičke aktivnosti nekih izozima, onda je njihova aktivnost potisnuta. Međutim, ovaj enzimski proces u biljkama ne prestaje u potpunosti, jer drugi izozimi istog enzima počinju pokazivati ​​katalitičku aktivnost, za što je ova temperatura povoljna. Ako se iz nekog razloga promijeni pH reakcionog medija, tada je i aktivnost nekih izoenzima oslabljena, ali umjesto njih katalitičku aktivnost počinju pokazivati ​​izozimi s drugačijim pH optimumom. Visoke koncentracije soli potiskuju aktivnost mnogih enzima, što je jedan od razloga pogoršanja rasta biljaka na zaslanjenim tlima. Međutim, čak i pri visokim koncentracijama soli u stanicama, enzimski procesi se ne zaustavljaju u potpunosti, jer se pojedini izozimi razlikuju po svom stavu prema povećanju koncentracije soli: aktivnost nekih izoenzima se smanjuje, dok se drugi povećavaju.

Otpornost i podložnost bolestima često se zasniva na regulaciji sinteze IF.

Biosintezu izoenzima određuju genetski faktori, a svaku biljnu vrstu karakteriše specifičan skup izoenzima za datu vrstu, tj. manifestuje se specifičnost vrste izoenzima.

Različiti organi iste biljke razlikuju se po IF. Proučavanje svojstava izozima laktat dehidrogenaze izolovanih iz različitih životinjskih tkiva pokazalo je da sve izofermeute imaju približno istu molekulsku masu (oko 140 hiljada) u uslovima, na primer, pod dejstvom tretmana. sa 42M uree, svaki od izoenzima se disocira u 4 podjedinice molekulske mase oko 35 hiljada. Dakle, svaki od pet izoenzima laktat dehidrogenaze je tetramer. Utvrđeno je da su svi izoenzimi laktat dehidrogenaze moguće kombinacije samo dva tipa podjedinica, konvencionalno označenih slovima A i B. Različite kombinacije ovih tipova podjedinica formiraju svih pet izoenzima laktat dehidrogenaze (Sl. 18). Ovo pokazuje da izozimi laktat dehidrogenaze imaju striktno uređenu strukturu, a pojedinačne podjedinice u molekuli ovog enzimskog proteina povezane su vodikovim vezama, koje se mogu razbiti pod djelovanjem koncentrirane otopine uree.

Postavlja se pitanje po čemu se pojedine podjedinice laktat dehidrogeaze razlikuju jedna od druge i kakva je veza s različitom elektroforetskom mobilnošću pojedinih izoenzima? Sada su na ovo pitanje dobijeni sasvim određeni odgovori. Ispostavilo se da su podjedinice A i B ts aminokiselina. Podjedinica B sadrži veću količinu malih kiselih aminokiselina u odnosu na podjedinicu A. S tim u vezi, svi izoenzimi laktat dehidrogenaze (LDH1 - LDH2) se razlikuju po broju ovih aminokiselina, njihove molekule imaju različite vrijednosti električnog naboja i različitu elektroforetsku pokretljivost. Izozimi laktat dehidrogeaze se razlikuju i po nizu drugih svojstava, posebno po Michaelisovim Km konstantama, u odnosu na niz inhibitora i termičku stabilnost.

Enzimi koji katalizuju istu hemijsku reakciju, ali se razlikuju po primarnoj strukturi proteina, nazivaju se izoenzimi ili izoenzimi. Oni katalizuju istu vrstu reakcije sa suštinski istim mehanizmom, ali se međusobno razlikuju po kinetičkim parametrima, uslovima aktivacije i posebnostima veze između apoenzima i koenzima.

Priroda pojave izoenzima je raznolika, ali najčešće je to zbog razlika u strukturi gena koji kodiraju ove izozime. Shodno tome, izozimi se razlikuju po primarnoj strukturi proteinske molekule i, shodno tome, po fizičko-hemijskim svojstvima. Metode za određivanje izoenzima zasnovane su na razlikama u fizičkim i hemijskim svojstvima.

Izozimi su po svojoj strukturi uglavnom oligomerni proteini. Štaviše, ovo ili ono tkivo pretežno sintetizira određene vrste protomera. Kao rezultat određene kombinacije ovih protomera nastaju enzimi različite strukture - izomerni oblici. Detekcija određenih izoenzimskih oblika enzima omogućava njihovu upotrebu u dijagnostici bolesti.

Izoforme laktat dehidrogenaze. Enzim laktat dehidrogenaza (LDH) katalizira reverzibilnu oksidaciju laktata (mliječne kiseline) u piruvat (pirogrožđanu kiselinu) (vidjeti dio 7).

Laktat dehidrogenaza- oligomerni protein molekulske težine 134.000 D, koji se sastoji od 4 podjedinice 2 tipa: M (od engleskog, mišić - mišić) i H (od engleskog, srce - srce). Kombinacija ovih podjedinica je u osnovi formiranja 5 izoformi laktat dehidrogenaze (Sl. 2-35, A). LDH 1 i LDH 2 su najaktivniji u srčanom mišiću i bubrezima, LDH4 i LDH5 su najaktivniji u skeletnim mišićima i jetri. Ostala tkiva sadrže različite oblike ovog enzima.

LDH izoforme se razlikuju po elektroforetskoj pokretljivosti, što omogućava utvrđivanje tkivnog identiteta LDH izoforma (Sl. 2-35, B).

Izoforme kreatin kinaze. Kreatin kinaza (CK) katalizira reakciju stvaranja kreatin fosfata:

Molekul CK je dimer koji se sastoji od dvije vrste podjedinica: M (od engleskog, mišić - mišić) i B (od engleskog, mozak - mozak). Od ovih podjedinica formiraju se 3 izoenzima - BB, MB, MM. BB izoenzim se nalazi uglavnom u mozgu, MM - u skeletnim mišićima i MB - u srčanom mišiću. Izoforme CK imaju različitu elektroforetsku pokretljivost (slika 2-36).

Normalno, aktivnost CC ne bi trebala prelaziti 90 IU / L. Određivanje aktivnosti CC u krvnoj plazmi ima dijagnostičku vrijednost kod infarkta miokarda (dolazi do povećanja nivoa izoforme MB). Količina MM izoforme može se povećati s traumom i oštećenjem skeletnih mišića. BB izoforma ne može prodrijeti kroz krvno-moždanu barijeru, stoga se praktički ne otkriva u krvi čak ni kod moždanog udara i nema dijagnostičku vrijednost.

Izozimi- to su enzimi čiju sintezu kodiraju različiti geni, imaju različitu primarnu strukturu i različita svojstva, ali kataliziraju istu reakciju. Vrste izoenzima:

Organ - enzimi glikolize u jetri i mišićima.

Stanična - citoplazmatska i mitohondrijska malat dehidrogenaza (enzimi su različiti, ali kataliziraju istu reakciju).

Hibrid - enzimi s kvaternarnom strukturom, nastali kao rezultat nekovalentnog vezivanja pojedinačnih podjedinica (laktat dehidrogenaza - 4 podjedinice 2 tipa).

Mutant - nastaju kao rezultat mutacije jednog gena.

Aloenzimi su kodirani različitim alelima istog gena.

10. I. Upotreba enzima u terapeutske svrhe zauzvrat se dijeli na dva tipa: 1) korištenje u svrhe supstituciona terapija i 2) u cilju uticaja enzima na žarište bolesti.

U svrhu supstitucijske terapije, najčešće se koristi probavni enzimi, kada se utvrdi da pacijent ima nedostatak. Primjeri uključuju pripravke od želučanog soka ili čistog soka pepsin ili acidin-pepsin, koji je neophodan za gastritis sa sekretornom insuficijencijom, za dispepsiju kod djece. pankreatin - lijek, koji je mješavina enzima pankreasa, koristi se za pankreatitis, uglavnom kronične prirode. Poznate droge imaju isto značenje. holenzim, panzinorm itd.

Drugo područje primjene supstitucijske terapije je liječenje bolesti povezanih sa tzv enzimopatije... To su urođene ili nasljedne bolesti kod kojih je poremećena sinteza bilo kojeg enzima. Ove bolesti su obično izuzetno teške, djeca s nasljednim odsustvom bilo kojeg enzima ne žive dugo, pate od teških psihičkih poremećaja, fizičke i mentalne retardacije. Supstituciona terapija ponekad može pomoći u prevladavanju ovih poremećaja.

Upotrebljavaju se brojni enzimski preparati hirurški praksa za čišćenje površine rane od gnoja, mikroba, viška granulacionog tkiva; u klinici unutrašnjih bolesti koriste se: za razrjeđivanje viskoznih sekreta, eksudata, krvnih ugrušaka, na primjer, kod teških upalnih bolesti pluća i bronha. to su uglavnom enzimi - hidrolaze, sposobni da cijepaju prirodne biopolimere - proteine, NA, polisaharide. Zbog svog protuupalnog djelovanja koriste se i kod tromboflebitisa, inflamatorno-distrofičnih oblika pare O dontosa, osteomijelitis, sinusitis, upala srednjeg uha i druge upalne bolesti.

Među njima su i enzimi kao npr tripsin, himotripsin, RNA-za, DNK-aza, fibrinolizin. Fibirinolizin također se koristi za uklanjanje intravaskularnih krvnih ugrušaka. RNK-aza i DNK-aza se uspješno koriste za liječenje nekih virusnih infekcija, na primjer, za uništavanje herpes virus.

Enzimi kao npr hijaluronidaza, kolagenaza, lidaza, koriste se za borbu protiv nepotrebnih cicatricial formacije.

Asparaginaza- enzim koji proizvode neki sojevi Escherichia coli. Ima ljekovito djelovanje kod nekih oblika tumora. Terapeutski učinak je povezan sa svojstvom enzima da poremeti razmjenu aminokiseline asparagin, koja je neophodna za rast tumorskih stanica.

Upotreba enzimskih preparata u terapijske svrhe još je vrlo mlad pravac u medicinskoj nauci. Ograničenje je mukotrpnost tehnologije i visoka cijena dobivanja čistih enzimskih preparata u kristalnom obliku, pogodnih za skladištenje i upotrebu kod ljudi. Osim toga, kada se koriste enzimski preparati, moraju se uzeti u obzir i druge okolnosti:

1) Enzimi su proteini, pa stoga u nekim slučajevima mogu izazvati neželjenu alergijsku reakciju.

2) Brza razgradnja uvedenih enzima (preparat proteina, dakle, odmah biva hvatan od strane ćelija "čišćenja" - makrofaga, fibroblasta itd. Zbog toga su potrebne velike koncentracije lekova da bi se postigao željeni efekat.

3) Međutim, s povećanjem koncentracije, enzimski preparati mogu biti toksični.

Pa ipak, u onim slučajevima kada je moguće savladati ove prepreke, enzimski preparati imaju odličan terapeutski učinak.

Na primjer, ovi nedostaci se djelomično uklanjaju pretvaranjem enzima u takozvani "imobilizirani" oblik.

Možete pročitati više o metodama imobilizacije enzima i kako ih koristiti u svojim nastavnim sredstvima.

Izozimi To su izofunkcionalni proteini. Oni kataliziraju istu reakciju, ali se razlikuju po nekim funkcionalnim svojstvima zbog razlika u:

Sastav aminokiselina;

Elektroforetska mobilnost;

Molekularna težina;

Kinetika enzimskih reakcija;

Način regulacije;

Stabilnost itd.

Izozimi su molekularni oblici enzima; razlike u sastavu aminokiselina uzrokovane su genetskim faktorima.

Primjeri izoenzima: glukokinaza i heksokinaza.

Heksokinaza može fosforilirati bilo koji šestočlani ciklus, heksokinaza - samo konverziju glukoze. Nakon konzumiranja hrane bogate glukozom, glukokinaza počinje djelovati. Heksokinaza je stacionarni enzim. On katalizuje razgradnju glukoze u niskim koncentracijama koje ulaze u tijelo. Razlikuju se po lokalizaciji (glukokinaza - u jetri, heksokinaza - u mišićima i jetri), fiziološkoj vrijednosti, Michaelovoj konstanti.

Ako je enzim oligomerni protein, tada izoforme mogu nastati iz različitih kombinacija protomera. Na primjer, laktat dehidrogenaza se sastoji od 4 podjedinice. H - podjedinice srčanog tipa, M - mišić. Može postojati 5 kombinacija ovih podjedinica, a samim tim i 5 izoenzima: HHHN (LDH 1 - u srčanom mišiću), HHNM (LDH 2), HHMM (LDH 3), HMMM (LDH 4), MMMM (LDH 5 - u jetri i mišićima). [pirinač. ova 4 slova u krugovima.

Potrebno je razlikovati izozime od više oblika enzima. Višestruki oblici enzima Jesu li enzimi koji su modificirani nakon njihove sinteze, na primjer fosforilaza A i B.

Šta ćemo sa primljenim materijalom:

Ako vam se ovaj materijal pokazao korisnim, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:

Tweet

Sve teme u ovoj sekciji:

Proteini i njihova biološka uloga
Protein (proteini) - protos - prethodnik svemu, primarni, najvažniji, koji određuje sve ostalo. Proteini su organske tvari visoke molekularne težine koje sadrže dušik, a sastoje se od

Karakterizacija jednostavnih proteina
Klasifikacija (napravljena 1908.) zasniva se na rastvorljivosti proteina. Na osnovu toga postoje: I. histoni i protamini, rastvorljivi u fiziološkim rastvorima. O

Hromoproteini
Za njih se farba protetski dio (hromos - boja). Kromoproteini uključuju hemoglobin, mioglobin, katalazu, peroksidazu, brojne enzime koji sadrže flavin (sukcinat dehidrogenaza, aldehidoksi

Lipidno-proteinski kompleksi
Lipidno-proteinski kompleksi su složeni proteini čiji se protetski dio sastoji od različitih lipidnih komponenti. Ove komponente uključuju: 1.granične i nezasićene B

Nukleoproteini
Nukleoproteini su složeni proteini koji sadrže nukleinske kiseline kao mali dio (do 65%). NP se sastoji od 2 dijela: proteina (sadrži histone i protamine, koji

Ugljikohidratno-proteinski kompleksi
Ugljikohidrati djeluju kao protetska grupa. Svi ugljikohidratno-proteinski kompleksi dijele se na glikoproteine ​​i proteoglikane. Glikoproteini (GP) - kompleks proteina sa ugljikohidratima

Fosfoproteini
Proteini, gdje je fosforna kiselina prostetska grupa. Vezanje fosforne kiseline za polipeptidni lanac nastavlja se formiranjem esterske veze sa AK CEP ili TPE.

Struktura koenzima
Koenzimi u katalitičkim reakcijama prenose različite grupe atoma, elektrona ili protona. Koenzimi se vezuju za enzime: - kovalentne veze; - jonski

Svojstva enzima
Zajedničke karakteristike enzima i nebioloških katalizatora: 1) oba katalizuju samo energetski moguće reakcije; 2) povećati brzinu reakcije; 3) n

Nomenklatura enzima
1) Postoji trivijalna nomenklatura - imena su nasumična, bez sistema i baze, na primjer, tripsin, pepsin, himotripsin. 2) Radna nomenklatura - naziv enzima se sastoji od naziva

Moderni koncepti enzimske katalize
Prvu teoriju enzimske katalize izneli su početkom 20. veka Warburg i Beilis. Ova teorija je sugerirala da enzim adsorbira supstrat na sebe i nazvana je adsorptivnim, ali

Molekularni efekti enzima
1) Efekat koncentracije je adsorpcija molekula reaktanata na površini molekula enzima, tj. supstrata, što dovodi do njihove bolje interakcije. Npr.: elektrostatička privlačnost

Teorija kiselinsko-bazne katalize
Aktivni centar enzima sadrži i kisele i bazične funkcionalne grupe. Kao rezultat toga, enzim pokazuje acidobazna svojstva tokom katalize, tj. igra ulogu d

Regulacija aktivnosti enzima
Enzimi su regulirani katalizatori. Metaboliti i otrovi mogu djelovati kao regulatori. Razlikovati: - aktivatore - supstance koje povećavaju brzinu reakcije;

Varenje i apsorpcija proteina
Funkcije proteina su raznolike, ali se posebno izdvajaju strukturne, katalitičke i energetske. Energetska vrijednost proteina je oko 4,1 kcal/g. Među svim supstancama koje ulaze

Transformacija proteina u probavnim organima
Svi proteini su izloženi hidrolazama (treća klasa enzima), odnosno peptidazama – obično se proizvode u neaktivnom obliku, a zatim se aktiviraju djelomičnom proteolizom.

Probava složenih proteina i njihov katabolizam
1. Glikoproteine ​​hidroliziraju glikozidaze (amilolitički enzimi). 2. Lipoproteini - uz pomoć lipolitičkih enzima. 3. Hromoprotein koji sadrži hem

Truljenje proteina i detoksikacija njegovih proizvoda
Proteinski raspad je bakterijsko raspadanje proteinskih supstanci i AA pod uticajem crevne mikroflore. Ide u debelo crijevo, ali se može primijetiti i u želucu - uz smanjenje kiselosti

Metabolizam aminokiselina
Organski AK fond se popunjava procesima: 1) hidrolizom proteina hrane, 2) hidrolizom tkivnih proteina (pod dejstvom lizozomalnih katepsina). Sredstva AK se troše na proces

Opšti metabolički putevi
1. Reaminacija (otkrili su 1937. Braunstein i Kritsm).

Privremena neutralizacija amonijaka
Amonijak je toksičan (50 mg amonijaka ubija zeca, dok je = 0,4-0,7 mg/l). Stoga se u tkivima amonijak čini bezopasnim na privremene načine: 1) uglavnom - slike

Ciklus ornitin uree
Urea sadrži 80-90% ukupnog azota u urinu. Dnevno se formira 25-30 g uree NH2-CO-NH2. 1. NH3 + CO

Sinteza i raspad nukleotida
Osobine nukleotidne razmene: 1. Ni sami nukleotidi, ni azotne baze koje se snabdevaju hranom, nisu uključeni u sintezu nukleinskih kiselina i nukleotida organizma. Odnosno, nukleotidi hrane

Oksidacija purinskih nukleozida
Adenozin® (adenozin deaminaza, + H2O, –NH4 +) inozin® (purin nukleozid fosforilaza, + Fn – ribozil-1-F) hipoksantin (6-oksopurin) ® (ksantinoksi

DC funkcioniranje
Podloga H2 → NAD → FMN → KoQ → 2b → 2c1 → 2c → 2a → 2a3 → O

Replikacija (samo-udvostručavanje, biosinteza) DNK
Godine 1953. Watson i Crick su otkrili princip komplementarnosti (komplementarnosti). Dakle, A = T, i GºTs. Uslovi potrebni za replikaciju: 1. strana

Transkripcija (prijenos informacija sa DNK na RNK) ili biosinteza RNK
U transkripciji, za razliku od replikacije, informacija se prenosi iz malog dijela DNK. Osnovna jedinica transkripcije je operon (transkripton) - dio DNK koji prolazi kroz transkripciju.

Regulacija biosinteze proteina
Ćelije višećelijskog organizma sadrže isti skup DNK, ali se sintetiziraju različiti proteini. Na primjer, vezivno tkivo aktivno sintetizira kolagen, ali mišićne stanice nemaju takav protein. V

Mehanizmi razvoja raka
Rak je genetska bolest, tj. oštećenje gena. Vrste oštećenja gena: 1) gubitak gena, 2) samo oštećenje gena, 3) aktivacija gena,

Varenje lipida
Ulazeći s hranom, lipidi u usnoj šupljini se samo mehanički obrađuju. Lipolitički enzimi se ne stvaraju u usnoj šupljini. U tim odjeljenjima će se dogoditi varenje lipida

Mehanizam resinteze masti
Resinteza masti u crijevnom zidu odvija se na sljedeći način: 1. Prvo se aktiviraju proizvodi hidrolize (glicerol, HFA) pomoću ATP-a. Zatim dolazi do sekvencijalne acilacije

Transportni oblici lipida u tijelu
Lipidi su jedinjenja netopiva u vodi, pa su za njihov transport u krvi potrebni posebni vodotopivi nosači. Ovi transportni oblici su lipoproteini plazme

Konverzija lipida u tkivima
U tkivima se neprestano odvijaju procesi propadanja i sinteze lipida. Najveći dio lipida ljudskog tijela su TG, koji su prisutni u ćeliji u obliku inkluzija. Period obnove TG u različitim tkivima

Biosinteza glicerola i IVA u tkivima
Biosinteza glicerola u tkivima usko je povezana s metabolizmom glukoze, koja kao rezultat katabolizma prolazi kroz faze formiranja trioze. Gliceraldehid-3-fosfat u citoplazmi po

Patologija metabolizma lipida
U fazi uzimanja sa hranom. Obilna masna hrana u pozadini fizičke neaktivnosti dovodi do razvoja alimentarne pretilosti. Metabolički poremećaji mogu biti povezani sa nedovoljnim unosom masti

Joni Ca2+
Formirajte vezu sa proteinom - kalmodulinom. Ca2+-kalmodulinski kompleks aktivira enzime (adenilat ciklazu, fosfodiesterazu, Ca2+-zavisnu protein kinazu). Postoji grupa

Paratiroidni hormoni
Parath-hormon, koji se sastoji od 84 AA, reguliše nivo Ca2+, stimuliše oslobađanje kalcijuma (i fosfora) iz kostiju u krv; Oni povećavaju reapsorpciju kalcija u bubrezima, ali se stimulira oslobađanje fosfora; WITH

Uloga vitamina u metabolizmu
1. (!) Vitamini su prekursori koenzima i prostetičke grupe enzima. Na primjer, B1 - tiamin - dio je koenzima dekarboksilaze keto kiselina u obliku TPP (TDF), B2 - riboflavina -

Koncept hipovitaminoze, nedostatka vitamina i hipervitaminoze
Hipovitaminoza je patološko stanje povezano s nedostatkom vitamina u tijelu. Avitaminoza je patološko stanje uzrokovano nedostatkom vitamina u tijelu.

Uzroci hipovitaminoze
1. Primarni: nedostatak vitamina u hrani. 2. Sekundarni: a) smanjen apetit; b) povećana potrošnja vitamina; c) poremećaji apsorpcije i upotrebe, na primjer entero

vitamin A
Vitameri: A1 - retinol i A2 - retinal. Klinički naziv: anticeroftalmički vitamin. Po hemijskoj prirodi: ciklički nezasićeni monohidroksilni alkohol na bazi b- prstena

vitamin D
Antirahitičan vitamin. Postoje dva vitamera: D2 - ergokalciferol i D3 - holekalciferol. Vitamin D2 se nalazi u gljivama. Vitamin D3 se sintetiše u org

vitamin E
Zastarjeli: antisterilni vitamin, antioksidativni enzim. Hemijski, to su alfa, beta, gama i delta-tokoferoli, ali je alfa-tokoferol dominantan. Otporna na vitamin E

vitamin K
Antihemoragični vitamin. Vitameri: K1 - filohinon i K2 - menakinon. Uloga vitamina K u metabolizmu. On je kofaktor za karboksilaciju glutamina

vitamin C
Askorbinska kiselina, antiskorbutski vitamin (scorbut = skorbut). To je lakton. Lako se oksidira: O = C─┐ O = C─┐ | │ | │ NE-S

Vitamin B1
Tiamin, vitamin protiv neurita. Tiamin je stabilan u kiseloj sredini (do 140°C), au alkalnoj sredini bi

Vitamin B2
Riboflavin Stabilan u kiseloj sredini, ali se razgrađuje u neutralnom i alkalnom. Lako oksidira za dva

Vitamin PP
Antipelagrički vitamin. Vitameri: nikotinska kiselina, nikotinamid, niacin.

Vitamin B6
Vitamin protiv dermatitisa. Piridoksin → piridoksal → piridoksamin [nacrtaj formule]

Vitamin B12
Kobalamin. Antianemični vitamin. Ima crvenu boju. Raspada se na svetlosti. Uloga kobalamina u metabolizmu je transport metilnih grupa; - učestvuje u

Vitamin B3
Pantotenska kiselina. [pirinač. formula HOCH2-C ((CH3) 2) -CH (OH) -CO-NH-CH2-CH2-COOH] Sastoji se od butirne kiseline sa b-alaninom.

Hidroksilacija ksenobiotika uz učešće mikrosomalnog monooksigenaznog sistema
1. benzen: [sl. benzen + O2 + NADPH2® (hidroksilaza, citokrom P450) fenol + NADP + N2O] 2. indol: [Sl. indol + O2 + H

Uloga jetre u metabolizmu pigmenta
Metabolizam pigmenta je skup složenih međukonverzija obojenih supstanci u tkivima i tekućinama ljudskog tijela. Pigmenti obuhvataju 4 grupe supstanci: 1.heme

Biosinteza hema
Biosinteza hema se odvija u većini tkiva, sa izuzetkom eritrocita, koji nemaju mitohondrije. U ljudskom tijelu, hem se sintetizira iz glicina i sukcinil-CoA koji nastaje kao rezultat meta

Raspad hema
Većina hemhromogenih pigmenata u ljudskom tijelu nastaje tokom razgradnje hema. Glavni izvor hema je hemoglobin. U eritrocitima sadržaj hemoglobina je 80%, životni vijek

Patologija metabolizma pigmenta
U pravilu je povezan s kršenjem procesa katabolizma hema i izražava se hiperbilirubinemijom i manifestira se žuticom kože i vidljivih sluznica. Akumulirajući u centralnom nervnom sistemu, bilirubin izaziva

Vrste promjena u biohemijskom sastavu krvi
I. Apsolutno i relativno. Apsolutni su posljedica kršenja sinteze, raspadanja, eliminacije određenog spoja. Relativno zbog promjene volumena c

Proteinski sastav krvi
Funkcije proteina krvi: 1. održavaju onkotski pritisak (uglavnom zbog albumina); 2. odrediti viskoznost krvne plazme (uglavnom zbog albumina);

Ukupni proteini
Normalan ukupni protein u krvi je 65-85 g/l. Ukupni proteini su zbir svih proteina u krvi. Hipoproteinemija - smanjenje albumina. Uzroci:

Globulini su normalni 20-30 g/l
I. α1 -globulini α-antitripsin - inhibira tripsin, pepsin, elastazu, neke druge krvne proteaze. Djeluje protuupalno

Rezidualni azot
Rezidualni dušik je zbir dušika svih tvari koje ne sadrže bjelančevine u krvi. Norma je 14-28 mmol / l. 1. Metaboliti: 1.1. aminokiseline (25%); 1.2. stvorenje

Metabolizam ugljikohidrata
Glukoza u kapilarnoj krvi natašte 3,3-5,5 mmol / l. 1. Hiperglikemija (povišena glukoza): 1.1. hiperglikemija pankreasa - u odsustvu moždanog udara

Metabolizam lipida
Holesterol je normalan 3-5,2 mmol/l. U plazmi je u sastavu LDL, VLDL (aterogena frakcija) i HDL (antiaterogena frakcija). Vjerojatnost razvoja ateroskleroze

Razmjena minerala
Natrijum je glavni ekstracelularni jon. Na nivo Na+ u krvi utiču mineralokortikoidi (aldosteron zadržava natrijum u bubrezima). Nivo natrijuma povećava hem

Enzimi plazme
Oni su klasifikovani: 1. Funkcionalni enzimi (zapravo plazma). Na primjer, renin (povećava krvni tlak putem angiotenzina II), holinesteraza (razgrađuje acetilholin). Njihova aktivnost je veća u

Fizička svojstva urina zdrave osobe, njihove promjene u patologiji
I. Količina urina je normalna 1,2-1,5 litara. Poliurija - povećanje količine urina zbog: 1) povećanja filtracije (pod djelovanjem adrenalina, phi se povećava

Pokazatelji hemijskog sastava urina
Ukupni dušik je zbir dušika svih tvari koje sadrže dušik u urinu. Normalno - 10-16 g / dan. U patologijama, ukupni dušik može: ü porasti - hiperazoturija

Osobine metabolizma u nervnom tkivu
Razmjena energije. U moždanom tkivu pojačano je ćelijsko disanje (prevladavaju aerobni procesi). Mozak troši više kiseonika nego ser koji stalno radi

Hemijski prijenos nervnog uzbuđenja
Prenos ekscitacije sa jedne ćelije na drugu odvija se uz pomoć neurotransmitera: - neuropeptida; - AK; - acetilholin; - biogeni amini (adrenalin,