Izofermentai, arba izofermentai- tai yra įvairių formų fermentų kurios katalizuoja tą pačią reakciją, bet skiriasi viena nuo kitos fizinėmis ir cheminėmis savybėmis, ypač afinitetu substratui, didžiausiu katalizuojamos reakcijos greičiu (aktyvumu), elektroforeziniu judumu arba reguliavimo savybėmis.

Gyvojoje gamtoje yra fermentų, kurių molekulės susideda iš dviejų ar daugiau subvienetų, turinčių vienodą arba skirtingą pirminę, antrinę ar tretinę struktūrą. Subvienetai dažnai vadinami protomerais, o kombinuota oligomerinė molekulė multimeris(14.8 pav. a-d).

Manoma, kad oligomerizacijos procesas padidina baltymų subvienetų stabilumą ir atsparumą denatūruojančių medžiagų poveikiui, įskaitant kaitinimą, proteinazių poveikį ir kt. Tačiau dabartiniame žinių etape vienareikšmiškai atsakyti į klausimą ketvirtinės struktūros svarba kataliziniam fermentų aktyvumui, nes nėra metodų, leidžiančių "minkštomis" sąlygomis sunaikinti tik ketvirtinę struktūrą. Dažniausiai naudojami sunkaus apdorojimo metodai (ekstremalios pH vertės, didelės guanidino chlorido ar karbamido koncentracijos) sunaikina ne tik ketvirtinę, bet ir antrinę bei tretinę stabilaus oligomerinio fermento struktūras, kurių protomerai denatūruojami ir , todėl neturi biologinio aktyvumo.

Ryžiai. 14.8. Kai kurių oligomerinių fermentų struktūros modeliai: a - glutamato dehidrogenazės molekulė, susidedanti iš 6 protomerų (336 kDa); b - RNR polimerazės molekulė; c - pusė katalazės molekulės; d – piruvatdehidrogenazės molekulinis kompleksas

Reikėtų pažymėti, kad tarp subvienetų nėra kovalentinių, pagrindinio-valentinių ryšių. Ryšiai dažniausiai yra nekovalentiniai, todėl tokie fermentai gana lengvai disocijuoja į protomerus. Stebėtina tokių fermentų savybė yra viso komplekso aktyvumo priklausomybė nuo atskirų subvienetų pakavimo būdo. Jeigu genetiškai skirtingi subvienetai gali egzistuoti daugiau nei viena forma, tada, atitinkamai, fermentas, sudarytas iš dviejų ar daugiau tipų subvienetų, sujungtų skirtingomis kiekybinėmis proporcijomis, gali egzistuoti keliomis panašiomis, bet ne identiškomis formomis. Šie fermentų tipai vadinami izofermentai (izofermentai arba, rečiau, izofermentai).

Vienas iš labiausiai ištirtų fermentų, kurio formų įvairovė detaliai ištirta gelio elektroforezės metodu, yra laktato dehidrogenazė (LDH), kuri katalizuoja grįžtamąjį piruvo rūgšties pavertimą pieno rūgštimi. Jį gali sudaryti keturi dviejų skirtingų H ir M tipų (širdies ir raumenų) subvienetai. Aktyvus fermentas yra vienas iš šių derinių: HHHH, HHHM, HHMM, HMMM, MMMM arba H 4, H 3 M, H 2 M 2, HM 3, M 4. Jie atitinka izofermentus LDH 1, LDH 2, LDH 3, LDH 4 ir LDH 5. Šiuo atveju H ir M tipų sintezę vykdo skirtingi genai ir ji skirtingai išreiškiama skirtinguose organuose.

Kadangi H-protomerai, kurių pH yra 7,0-9,0, turi ryškesnį neigiamą krūvį nei M-protomerai, elektroforezės metu izofermentas H4 migruos didžiausiu greičiu elektriniame lauke iki teigiamo elektrodo (anodo). Mažiausiu greičiu M 4 izofermentas pajudės prie anodo, o likę izofermentai užims tarpines pozicijas (14.9 pav.).

Ryžiai. 14.9. LDH izofermentų pasiskirstymas ir santykinis kiekis įvairiuose organuose

Kiekvienas audinys paprastai turi savo LDH formų (izocimų spektro) santykį. Pavyzdžiui, širdies raumenyje vyrauja H 4 tipas, t.y. LDH 1, o skeleto raumenyse ir kepenyse vyrauja M 4 tipas, t.y. LDH 5.

Šios aplinkybės plačiai naudojamos klinikinėje praktikoje, nes LDH izofermentų (ir daugelio kitų fermentų) atsiradimo kraujo serume tyrimas gali būti įdomus organinių ir funkcinių organų ir audinių pakitimų diferencinei diagnostikai. Keičiant izofermentų kiekį kraujo serume, galima spręsti ir apie patologinio proceso topografiją, ir apie organo ar audinio pažeidimo laipsnį.

Kai kuriais atvejais subvienetai turi beveik identišką struktūrą ir kiekviename yra kataliziškai aktyvi vieta (pavyzdžiui, β-galaktozidazė, susidedanti iš keturių subvienetų). Kitais atvejais subvienetai nėra identiški. Pastarosios pavyzdys yra triptofano sintazė, susidedanti iš dviejų subvienetų, kurių kiekvienas turi savo (bet ne pagrindinį) fermentinį aktyvumą, tačiau tik sujungti į makromolekulinę struktūrą abu subvienetai pasižymi triptofano sintazės aktyvumu.

Terminas " įvairių formų fermentų»Taikoma baltymams, kurie katalizuoja tą pačią reakciją ir natūraliai atsiranda tos pačios rūšies organizmuose. Terminas " izofermentas»Taikoma tik toms kelioms fermentų formoms, kurios atsiranda dėl genetiškai nulemtas pirminės baltymo struktūros skirtumai (bet ne formų, atsirandančių dėl vienos pirminės sekos modifikacijos).

Didžiausias katalizuojamo (), elektroforezinio mobilumo arba reguliavimo savybių greitis.

Ryžiai. 4.5. Kai kurių oligomerų struktūriniai modeliai.

Reikėtų pažymėti, kad tarp subvienetų nėra kovalentinių, pagrindinio-valentinių ryšių. Ryšiai dažniausiai yra nekovalentiniai, todėl gana lengvai disocijuoja į protomerus. Nuostabi jų savybė yra viso komplekso priklausomybė nuo atskirų subvienetų pakavimo būdo tarpusavyje. Jei genetiškai atskiriami subvienetai gali egzistuoti daugiau nei viena forma, tai atitinkamai ir, sudaryti iš dviejų ar daugiau subvienetų tipų, sujungtų skirtingomis kiekybinėmis proporcijomis, gali egzistuoti keliomis panašiomis, bet ne identiškomis formomis. Tokios veislės vadinamos (izofermentais arba, rečiau, izofermentais). Visų pirma, jei jis susideda iš 4 dviejų skirtingų tipų subvienetų - H ir M (širdies ir raumenų), tada aktyvusis gali būti vienas iš šių derinių: HHHH, HHHM, HHMM, HMMM, MMMM arba H 4, H 3 M, H 2 M 2, NM 3, M 4, atitinkantys LDG 1, LDG 2, LDG 3, LDG 4 ir LDG 5. Tuo pačiu metu H ir M tipų sintezė atliekama įvairiais būdais ir skirtingai išreiškiama skirtinguose organuose.

Kai kuriais atvejais subvienetai turi beveik identišką struktūrą ir kiekviename yra kataliziškai aktyvi vieta (pavyzdžiui, β-galaktozidazė, susidedanti iš 4 subvienetų). Kitais atvejais subvienetai nėra identiški. Pastarosios pavyzdys yra triptofano sintazė, susidedanti iš 2 subvienetų, kurių kiekvienas turi savo (bet ne pagrindinį) fermentinį, tačiau tik sujungus į makromolekulinę struktūrą, abu subvienetai turi triptofano sintazę.

Sąvoka „kelios formos“ taikoma tos pačios rūšies ir natūraliai pasitaikančių tos pačios rūšies katalizavimui. Sąvoka „“ taikoma tik toms daugiskaitos formoms, kurios atsiranda dėl genetiškai nulemtų skirtumų (bet ne formoms, susidariusioms dėl vienos pirminės sekos modifikavimo).

Vienas iš labiausiai tirtų 4, kurio formų įvairovė detaliai ištirta gelio elektroforezės metodu, yra LDH, katalizuojantis grįžtamąjį virsmą pienu. Penki LDH susidaro iš 4 maždaug tokio paties dydžio, bet dviejų skirtingų tipų subvienetų. Kadangi H-protomerai turi ryškesnį neigiamą krūvį, kai pH 7,0–9,0, nei M-protomerai, susidedantys iš 4 H tipo subvienetų (H 4), jie migruoja didžiausiu greičiu elektriniame lauke į teigiamą ( ). Jis lėčiausiu greičiu judės į M 4, o likusieji izofermentai užims tarpines pozicijas. Reikėtų pabrėžti, kad

Warburgas nustatė, kad mielių aldolazės iš įvairių gyvūnų audinių skiriasi daugeliu Šv. Pepsinas, tripsinas, chimotripsinas skyrėsi ir tirpumu, pH, temperatūros optimalumu.

Šeštojo dešimtmečio pabaigoje biochemikai Wieland ir Pfleiderer, taip pat kiti tyrinėtojai iš gyvūnų audinių išskyrė grynus kristalinius fermento preparatus. laktato dehidrogenazė ir jiems buvo atlikta elektroforezė. Dėl elektroforezės fermentas, kaip taisyklė, buvo atskirtas į 5 frakcijos turintys skirtingą elektroforezinį mobilumą. Visos šios frakcijos turėjo laktato dehidrogenazės aktyvumą. Taigi buvo nustatyta, kad fermentas laktatdehidrogenazė audiniuose yra kelių formų. Šios formos, atsižvelgiant į jų elektroforezinį mobilumą, buvo žymimos LDG1, LDG2, LDG3. LDG4, LDG5. (LDH yra laktato dehidrogenazės santrumpa), o skaičius 1 reiškia komponentą, turintį didžiausią elektroforezinį mobilumą.

Iš įvairių gyvūnų organų išskirtų laktato dehidrogenazės fermentų tyrimai parodė, kad jie skiriasi tiek elektroforetinėmis, tiek chromatografinėmis savybėmis, tiek chemine sudėtimi, terminiu stabilumu, jautrumu inhibitoriams, K m ir kitomis savybėmis. Įvairių gyvūnų rūšių laktatdehidrogenazės analizės atskleidė labai didelius tarprūšinius skirtumus, tačiau šios rūšies viduje izofermentų pasiskirstymas pasižymi dideliu pastovumu.

Laktato dehidrogenazė buvo pirmasis fermentas, kurio atskiri komponentai buvo išsamiai ištirti. Kiek vėliau buvo gauta duomenų apie daugelio kitų fermeatų daugialypį pavidalą ir molekulinį heterogeniškumą, o 1959 metais tokias formas buvo pasiūlyta vadinti izofermentais arba izofermentais. Tarptautinės biochemijos sąjungos fermentų komisija oficialiai rekomendavo šį terminą žymėti daugybę tų pačių biologinių rūšių fermentų formų.

taip, izofermentai - tai to paties šaltinio fermentų grupė, turinti tokio paties tipo substrato specifiškumą, katalizuojanti tą pačią cheminę reakciją, tačiau skiriasi daugybe fizikinių ir cheminių savybių..

Daugelio formų fermentų arba izofermentų buvimą nustatė daugiau nei dėl100 fermentai izoliuoti nuo įvairių rūšių gyvūnų, augalų ir mikroorganizmų. Izofermentai ne visada susideda iš dviejų ar daugiau subvienetų. Daugelyje fermentų atskiri izofermmatai yra skirtingos cheminės struktūros baltymai, turintys tą patį katalizinį aktyvumą, bet susidedantys tik iš vieno subvieneto.

Šiuo metu pagrindinis izofermentų nomenklatūros kriterijus yra jų elektroforezinis mobilumas. Taip yra dėl to, kad, palyginti su kitais fermentų apibūdinimo metodais, elektroforezė suteikia didžiausią skiriamąją gebą.

Iki šiol, atlikus augalų izofermentų tyrimą, buvo nustatyta, kad daug fermentų augaluose yra įvairių formų. Pažvelkime į kai kuriuos iš šių fermentų.

Malatdegidrogenazė (1.1.1.37) turi gana sudėtingą izofermo sudėtį. Medvilnės sėklose ir špinatų lapuose rasti 4 malato dehidrogenazės izofermentai, besiskiriantys elektroforetiniu judrumu, o kiekvieno iš keturių špinatų izofermentų molekulinė masė siekė apie 60 tūkst.. Skirtinguose augaluose yra nevienodas skaičius malato dehidrogenazės izofermentų. Pavyzdžiui, įvairių veislių kviečių sėklose aptikta 7-10 izofermentų, kukurūzų šaknyse – 4-5 izofermentai, o įvairiuose kalno organuose (šaknies, skilčialapių, hiposkilčių ir. supracotyledonous knee), o izofermentų skaičius skyrėsi priklausomai nuo augalo vystymosi fazės.

Pastebėta, kad izofermento malato dehidrogenazės molekulinės masės kartais labai skyrėsi. Pavyzdžiui, medvilnės lapuose yra 7 malato dehidrogenazės izofermentai, iš kurių 4 izoformos yra skirtingų elektros krūvių, bet vienodos molekulinės masės izoformos, lygios apie 60 tūkst.. Penktasis izofermentas turėjo apie 500 tūkstančių molekulinę masę ir buvo oligomeras. bent vienos iš izoformų malatdehidrogenazės, kurios molekulinė masė 60 tūkst.. Kadangi šiuose tyrimuose molekulinės masės buvo nustatytos apytiksliai, galima daryti prielaidą, kad šis izocimas susideda iš 8 izocimo subvienetų, kurių molekulinė masė 60 tūkst.

Augalų atsparumas ir jautrumas ligoms dažnai siejamas su izofermentų sintezės reguliavimu. Kaip atsakas į augalų patekimą į infekciją, padidėja medžiagų apykaitos, pirmiausia redokso, intensyvumas. Todėl pažeidžiant augalus didėja OM fermentų aktyvumas ir jų izofermentų skaičius.

Peroksidazės ir o-difenoloksidazės izofermentų aktyvumo padidėjimas ir skaičiaus padidėjimas stebimas sergant įvairiomis kukurūzų, pupelių, tabako, dobilų, bulvių, linų, avižų ir kitų augalų ligomis. 22 paveiksle schematiškai parodytas peroksidazės izofermentų skaičiaus pokytis ir jų aktyvumas sergant pomidorų užkrėtimu vėlyvuoju pūtimu. Jei sveikų augalų lapuose buvo keturi peroksidazės izofermentai, tai pažeistuose lapuose jų skaičius išaugo iki devynių, o visų fermentų aktyvumas žymiai padidėjo.

Tiriant mitochondrijų polifenoloksidazės peroksidazės izofermentinės sudėties pokyčius tabako mozaikos virusui atsparių ir neatsparių tabako rūšių virusinės patogenezės metu, nustatyta, kad virusinė infekcija sukelia kokybiškai skirtingus skirtingo atsparumo tabako rūšių izofermentinės sudėties pokyčius. Atsparioms rūšims daugelio izofermentų aktyvumas padidėja labiau nei jautrių rūšių. Taigi, priklausomai nuo galimo augalo gebėjimo biosintetinti zozimus, keičiasi augalo jautrumas infekcinėms ligoms.

Glutamato dehidrogenazė

Esterazė

Suharase

Biologinis izofermentų vaidmuo augaluose.

IF liudija didelį augalų fermentinio aparato labilumą, leidžia vykdyti būtinus šimtmečių mainų procesus. ląstelėje pasikeitus išorinės aplinkos sąlygoms, suteikia šimtmečių kaitos specifiką. tam tikram augalo organui ar audiniui. Skatina augalų prisitaikymą prie kintančių sąlygų viduje. trečiadienį.

Vienu metu daugelio to paties fermento formų buvimas ląstelėse kartu su kitais reguliavimo mechanizmais prisideda prie medžiagų apykaitos procesų darnos. ląstelėje ir greitas augalų prisitaikymas prie kintančių aplinkos sąlygų.

Iš tiesų, mes pastebėjome, kad atskiri izofermentai skiriasi temperatūros optimalumu, pH optimalumu, ryšiu su inhibitoriais ir kitomis savybėmis. Iš to išplaukia, kad jei, pavyzdžiui, smarkiai pasikeičia temperatūros sąlygos, kurios tampa nepalankios kai kurių izofermentų kataliziniam aktyvumui pasireikšti, tada jų aktyvumas yra slopinamas. Tačiau šis fermentinis procesas augaluose visiškai nesibaigia, nes kiti to paties fermento izofermentai pradeda rodyti katalizinį aktyvumą, kuriam ši temperatūra yra palanki. Jei dėl kokių nors priežasčių pasikeičia reakcijos terpės pH, tuomet susilpnėja ir kai kurių izofermentų aktyvumas, tačiau vietoj jų katalizinį aktyvumą pradeda rodyti izofermentai, kurių pH optimalus yra skirtingas. Didelės druskų koncentracijos slopina daugelio fermentų aktyvumą, o tai yra viena iš augalų augimo pablogėjimo druskingose ​​dirvose priežasčių. Tačiau net ir esant didelėms druskų koncentracijoms ląstelėse, fermentiniai procesai visiškai nesustoja, nes atskiri izofermentai skiriasi savo požiūriu į druskos koncentracijos padidėjimą: vienų izofermentų aktyvumas sumažėja, o kitų padidėja.

Atsparumas ir jautrumas ligoms dažnai grindžiami IF sintezės reguliavimu.

Izofermentų biosintezę lemia genetiniai faktoriai, o kiekvienai augalų rūšiai būdingas tam tikrai rūšiai būdingas izofermentų rinkinys, t.y. pasireiškia izocimo kompozicijos rūšinis specifiškumas.

Skirtingi vieno augalo organai skiriasi IF.Iš įvairių gyvūnų audinių išskirtų laktatdehidrogenazės izofermentų savybių tyrimas parodė, kad visų izofermeutų molekulinė masė yra maždaug vienoda (apie 140 tūkst.) sąlygomis, pavyzdžiui, veikiant 42M karbamidui. Gydymo metu kiekvienas iš izofermentų disocijuoja į 4 subvienetus, kurių molekulinė masė yra apie 35 tūkst.. Taigi kiekvienas iš penkių laktatdehidrogenazės izofermentų yra tetrameras. Nustatyta, kad visi laktatdehidrogenazės izofermentai yra galimi tik dviejų tipų subvienetų, sutartinai žymimų raidėmis A ir B, deriniai. Skirtingi šių tipų subvienetų deriniai sudaro visus penkis laktatdehidrogenazės izofermentus (18 pav.). Tai rodo, kad laktatdehidrogenazės izofermentai turi griežtai sutvarkytą struktūrą, o atskirus subvienetus šio fermento baltymo molekulėje jungia vandeniliniai ryšiai, kurie gali nutrūkti veikiant koncentruotam karbamido tirpalui.

Kyla klausimas, kuo atskiri laktatdehidrogeazės subvienetai skiriasi vienas nuo kito ir koks yra ryšys tarp skirtingo atskirų izofermentų elektroforetinio judrumo? Dabar į šį klausimą gauti gana aiškūs atsakymai. Paaiškėjo, kad A ir B subvienetai yra aminorūgščių ts. Subvienete B yra daugiau mažų rūgščių aminorūgščių, palyginti su subvienetu A. Šiuo atžvilgiu visi laktatdehidrogenazės (LDH1 - LDH2) izofermentai skiriasi šių aminorūgščių skaičiumi, jų molekulės turi skirtingas elektros krūvio reikšmes ir Skirtingas elektroforezinis mobilumas. Laktato dehidrogeazės izofermentai taip pat skiriasi daugybe kitų savybių, ypač Michaelis Km konstantų, palyginti su daugybe inhibitorių, ir terminiu stabilumu.

Fermentai, kurie katalizuoja tą pačią cheminę reakciją, bet skiriasi pirmine baltymo struktūra, vadinami izofermentais arba izofermentais. Jie katalizuoja to paties tipo reakciją iš esmės tuo pačiu mechanizmu, tačiau skiriasi viena nuo kitos kinetiniais parametrais, aktyvacijos sąlygomis ir apofermento ir kofermento ryšio ypatumais.

Izofermentų atsiradimo pobūdis yra įvairus, tačiau dažniausiai tai lemia šiuos izofermentus koduojančių genų struktūros skirtumai. Vadinasi, izofermentai skiriasi pirmine baltymo molekulės struktūra ir atitinkamai fizikinėmis bei cheminėmis savybėmis. Izofermentų nustatymo metodai yra pagrįsti fizikinių ir cheminių savybių skirtumais.

Pagal savo struktūrą izofermentai daugiausia yra oligomeriniai baltymai. Be to, tas ar kitas audinys daugiausia sintetina tam tikrų tipų protomerus. Dėl tam tikro šių protomerų derinio susidaro skirtingos struktūros fermentai – izomerinės formos. Nustačius tam tikras izofermentines fermentų formas, jas galima panaudoti ligų diagnostikai.

Laktato dehidrogenazės izoformos. Fermentas laktatdehidrogenazė (LDH) katalizuoja grįžtamąjį laktato (pieno rūgšties) oksidaciją į piruvatą (piruvo rūgštį) (žr. 7 skyrių).

Laktato dehidrogenazė- oligomerinis baltymas, kurio molekulinė masė 134 000 D, susidedanti iš 4 2 tipų subvienetų: M (iš anglų kalbos, raumuo - raumuo) ir H (iš anglų kalbos, širdis - širdis). Šių subvienetų derinys lemia 5 laktatdehidrogenazės izoformų susidarymą (2-35 pav., A). LDH 1 ir LDH 2 aktyviausi širdies raumenyje ir inkstuose, LDH4 ir LDH5 – skeleto raumenyse ir kepenyse. Kituose audiniuose yra įvairių šio fermento formų.

LDH izoformos išsiskiria elektroforeziniu judrumu, leidžiančiu nustatyti LDH izoformų audinių tapatumą (2-35 pav., B).

Kreatino kinazės izoformos. Kreatino kinazė (CK) katalizuoja kreatino fosfato susidarymo reakciją:

CK molekulė yra dimeras, susidedantis iš dviejų tipų subvienetų: M (iš anglų kalbos, raumuo - raumuo) ir B (iš anglų kalbos, smegenys - smegenys). Iš šių subvienetų susidaro 3 izofermentai – BB, MB, MM. BB izofermentas daugiausia randamas smegenyse, MM – griaučių raumenyse, o MB – širdies raumenyse. CK izoformos turi skirtingą elektroforezinį mobilumą (2-36 pav.).

CC aktyvumas paprastai neturi viršyti 90 TV/l. CK aktyvumo nustatymas kraujo plazmoje turi diagnostinę reikšmę sergant miokardo infarktu (padidėja MB izoformos kiekis). MM izoformos kiekis gali padidėti traumos ir griaučių raumenų pažeidimo atveju. BB izoforma negali prasiskverbti per kraujo-smegenų barjerą, todėl praktiškai neaptinkama kraujyje net ir insulto metu ir neturi diagnostinės vertės.

Izofermentai– tai fermentai, kurių sintezę koduoja skirtingi genai, jie turi skirtingą pirminę struktūrą ir skirtingas savybes, tačiau katalizuoja tą pačią reakciją. Izofermentų tipai:

Organas – glikolizės fermentai kepenyse ir raumenyse.

Ląstelinė – citoplazminė ir mitochondrinė malato dehidrogenazė (fermentai skirtingi, bet katalizuoja tą pačią reakciją).

Hibridas - fermentai, turintys ketvirtinę struktūrą, susidarę dėl nekovalentinio atskirų subvienetų surišimo (laktato dehidrogenazė - 4 subvienetai iš 2 tipų).

Mutantas - susidaro dėl vienos geno mutacijos.

Alofermentus koduoja skirtingi to paties geno aleliai.

10. I. Fermentų naudojimas gydymo tikslais savo ruožtu skirstomas į du tipus: 1) naudojimas pagal paskirtį pakaitinė terapija ir 2) siekiant paveikti fermentą ligos židinyje.

Pakaitinės terapijos tikslais plačiausiai naudojamas virškinimo fermentai, kai nustatomas paciento trūkumas. Pavyzdžiui, skrandžio sulčių preparatai arba gryni pepsinas arba acidin-pepsin, kuris yra būtinas gastritui su sekrecijos nepakankamumu, vaikams nuo dispepsijos. Pankreatinas - vaistas, kuris yra kasos fermentų mišinys, vartojamas pankreatitui, daugiausia lėtiniam, gydyti. Žinomi vaistai turi tą pačią reikšmę. cholenzimas, panzinormas ir kt.

Kita pakaitinės terapijos taikymo sritis yra ligų, susijusių su vadinamuoju, gydymas fermentopatijos... Tai įgimtos arba paveldimos ligos, kurių metu sutrinka bet kokių fermentų sintezė. Šios ligos dažniausiai būna itin sunkios, vaikai, kuriems paveldėtas kurio nors fermento trūkumas, neilgai gyvena, kenčia nuo sunkių psichikos sutrikimų, fizinio ir protinio atsilikimo. Pakaitinė terapija kartais gali padėti įveikti šiuos sutrikimus.

Naudojama daugybė fermentų preparatų chirurginis žaizdos paviršiaus valymo nuo pūlių, mikrobų, granuliacinio audinio pertekliaus praktika; vidaus ligų klinikoje naudojami: klampių sekretų, eksudatų, kraujo krešulių skystinimui, pavyzdžiui, sergant sunkiomis plaučių ir bronchų uždegiminėmis ligomis. Tai daugiausia fermentai – hidrolazės, gebančios skaidyti natūralius biopolimerus – baltymus, NA, polisacharidus. Dėl priešuždegiminio poveikio jie taip pat vartojami esant tromboflebitui, uždegiminėms-distrofinėms formoms. garai O dontosa, osteomielitas, sinusitas, vidurinės ausies uždegimas ir kitos uždegiminės ligos.

Tarp jų yra tokių fermentų kaip tripsinas, chimotripsinas, RNR-za, DNR-azė, fibrinolizinas. Fibirinolizinas taip pat naudojamas intravaskuliniams kraujo krešuliams pašalinti. RNRazė ir DNRazė sėkmingai naudojamos kai kurioms virusinėms infekcijoms gydyti, pavyzdžiui, sunaikinti herpes virusas.

Fermentai, tokie kaip hialuronidazė, kolagenazė, lidazė, naudojami kovojant su nereikalingais cicatricial dariniai.

Asparaginazė- fermentas, gaminamas kai kurių Escherichia coli padermių. Turi gydomąjį poveikį kai kurioms navikų formoms. Terapinis poveikis siejamas su fermento savybe sutrikdyti aminorūgšties asparagino mainus, kurie yra būtini auglio ląstelėms augti.

Fermentinių preparatų panaudojimas gydymo tikslais – dar labai jauna medicinos mokslo kryptis. Apribojimas yra technologijų sudėtingumas ir didelės grynų fermentų preparatų, tinkamų laikyti ir naudoti žmonėms, gavimo kristalinės formos kaštai. Be to, naudojant fermentų preparatus, reikia atsižvelgti ir į kitas aplinkybes:

1) Fermentai yra baltymai, todėl kai kuriais atvejais jie gali sukelti nepageidaujamą alerginę reakciją.

2) Spartus įvestų fermentų skaidymas (todėl baltymų preparatą iš karto sugauna gaudančios ląstelės – makrofagai, fibroblastai ir kt. Vadinasi, norint pasiekti norimą efektą, reikalingos didelės vaistų koncentracijos.

3) Tačiau didėjant koncentracijai fermentų preparatai gali būti toksiški.

Ir vis dėlto tais atvejais, kai įmanoma šias kliūtis įveikti, fermentų preparatai turi puikų gydomąjį poveikį.

Pavyzdžiui, šie trūkumai iš dalies pašalinami paverčiant fermentus į vadinamąją „imobilizuotą“ formą.

Daugiau apie fermentų imobilizacijos būdus ir jų panaudojimą galite pasiskaityti savo mokymo priemonėse.

Izofermentai Ar izofunkciniai baltymai. Jie katalizuoja tą pačią reakciją, tačiau skiriasi kai kuriomis funkcinėmis savybėmis dėl skirtumų:

aminorūgščių sudėtis;

Elektroforezinis mobilumas;

Molekulinė masė;

Fermentinių reakcijų kinetika;

Reguliavimo būdas;

Stabilumas ir kt.

Izofermentai yra molekulinės fermento formos; aminorūgščių sudėties skirtumus lemia genetiniai veiksniai.

Izofermentų pavyzdžiai: gliukokinazė ir heksokinazė.

Heksokinazė gali fosforilinti bet kurį šešių narių ciklą, heksokinazė – tik gliukozės konversiją. Suvalgius maistą, kuriame gausu gliukozės, gliukokinazė pradeda veikti. Heksokinazė yra stacionarus fermentas. Jis katalizuoja į organizmą patenkančios mažos koncentracijos gliukozės skilimą. Jie skiriasi lokalizacija (gliukokinazė – kepenyse, heksokinazė – raumenyse ir kepenyse), fiziologine verte, Mykolo konstanta.

Jei fermentas yra oligomerinis baltymas, izoformos gali atsirasti dėl skirtingų protomerų derinių. Pavyzdžiui, laktato dehidrogenazė susideda iš 4 subvienetų. H - širdies tipo subvienetai, M - raumuo. Gali būti 5 šių subvienetų deriniai, taigi ir 5 izofermentai: HHHN (LDH 1 – širdies raumenyje), HHNM (LDH 2), HHMM (LDH 3), HMMM (LDH 4), MMMM (LDH 5 – kepenyse ir raumenyse). [ryžiai. šios 4 raidės apskritimais.

Būtina atskirti izocimus nuo daugelio fermentų formų. Įvairios fermentų formos Tai fermentai, kurie modifikuojami po jų sintezės, pavyzdžiui, fosforilazė A ir B.

Ką darysime su gauta medžiaga:

Jei ši medžiaga jums pasirodė naudinga, galite ją išsaugoti savo puslapyje socialiniuose tinkluose:

Tviteryje

Visos temos šiame skyriuje:

Baltymai ir jų biologinis vaidmuo
Baltymai (baltymai) – protos – visa ko pirmtakas, pirminis, svarbiausias, visa kita lemiantis. Baltymai yra didelės molekulinės masės azoto turinčios organinės medžiagos, susidedančios iš

Paprastų baltymų apibūdinimas
Klasifikacija (sukurta 1908 m.) pagrįsta baltymų tirpumu. Šiuo pagrindu yra: I. histonai ir protaminai, tirpūs druskos tirpaluose. O

Chromoproteinai
Jiems protezinė dalis yra dažoma (chromos - dažai). Chromoproteinai apima hemoglobiną, mioglobiną, katalazę, peroksidazę, daugybę flavino turinčių fermentų (sukcinato dehidrogenazę, aldehidą).

Lipidų-baltymų kompleksai
Lipidų ir baltymų kompleksai yra sudėtingi baltymai, kurių protezinė dalis sudaryta iš įvairių lipidų komponentų. Šie komponentai apima: 1.ribinį ir nesotųjį B

Nukleoproteinai
Nukleoproteinai yra sudėtingi baltymai, kuriuose yra nedidelė dalis (iki 65%) nukleorūgščių. NP susideda iš 2 dalių: baltymų (yra histonų ir protaminų, kurie

Angliavandenių-baltymų kompleksai
Angliavandeniai veikia kaip protezų grupė. Visi angliavandenių-baltymų kompleksai skirstomi į glikoproteinus ir proteoglikanus. Glikoproteinai (GP) – baltymų kompleksas su angliavandeniais

Fosfoproteinai
Baltymai, kur fosforo rūgštis yra protezų grupė. Fosforo rūgšties prijungimas prie polipeptidinės grandinės vyksta formuojant esterio ryšį su AK CEP arba TPE.

Kofermento struktūra
Kofermentai katalizinėse reakcijose perneša įvairias atomų, elektronų ar protonų grupes. Kofermentai jungiasi su fermentais: - kovalentiniais ryšiais; - joninis

Fermentų savybės
Bendri fermentų ir nebiologinių katalizatorių bruožai: 1) abu katalizuoja tik energetiškai įmanomas reakcijas; 2) padidinti reakcijos greitį; 3) n

Fermentų nomenklatūra
1) Yra triviali nomenklatūra - pavadinimai atsitiktiniai, be sistemos ir pagrindo, pavyzdžiui, tripsinas, pepsinas, chimotripsinas. 2) Darbinė nomenklatūra – fermento pavadinimas susideda iš pavadinimo

Šiuolaikinės fermentinės katalizės koncepcijos
Pirmąją fermentinės katalizės teoriją XX amžiaus pradžioje iškėlė Warburgas ir Beilis. Ši teorija teigė, kad fermentas adsorbuoja substratą ant savęs ir buvo vadinamas adsorbciniu, bet

Molekulinis fermentų poveikis
1) Koncentracijos poveikis – tai reaguojančių medžiagų molekulių adsorbcija fermento molekulės paviršiuje, t.y. substratas, o tai lemia geresnę jų sąveiką. Pvz.: elektrostatinė trauka

Rūgščių-šarmų katalizės teorija
Aktyviame fermento centre yra ir rūgštinės, ir bazinės funkcinės grupės. Dėl to fermentas katalizės metu pasižymi rūgščių-šarmų savybėmis, t.y. vaidina vaidmenį d

Fermentų aktyvumo reguliavimas
Fermentai yra reguliuojami katalizatoriai. Metabolitai ir nuodai gali veikti kaip reguliatoriai. Išskirkite: - aktyvatorius - medžiagas, didinančias reakcijos greitį;

Baltymų virškinimas ir įsisavinimas
Baltymų funkcijos yra įvairios, tačiau ypač išsiskiria struktūrinės, katalizinės ir energetinės funkcijos. Baltymų energinė vertė yra apie 4,1 kcal/g. Tarp visų patenkančių medžiagų

Baltymų transformacija virškinimo organuose
Visi baltymai yra veikiami hidrolazėmis (trečios klasės fermentų), būtent peptidazėmis – jie dažniausiai gaminami neaktyvioje formoje, o vėliau aktyvuojami dalinės proteolizės būdu.

Sudėtingų baltymų virškinimas ir jų katabolizmas
1. Glikoproteinus hidrolizuoja glikozidazės (amiloliziniai fermentai). 2. Lipoproteinai – lipolitinių fermentų pagalba. 3. Hemo turintis chromoproteinas

Puvimo baltymai ir jo produktų detoksikacija
Baltymų irimas – tai baltyminių medžiagų ir AA bakterinis irimas, veikiamas žarnyno mikrofloros. Jis patenka į storąją žarną, bet gali būti stebimas ir skrandyje – sumažėjus rūgštingumui

Aminorūgščių metabolizmas
Organizmo AK fondas pasipildo dėl procesų: 1) maisto baltymų hidrolizės, 2) audinių baltymų hidrolizės (veikiant lizosominiams katepsiinams). Procesui išleidžiamas AK fondas

Bendrieji medžiagų apykaitos keliai
1. Reaminacija (1937 m. atrado Braunsteinas ir Kritsmas).

Laikinas amoniako neutralizavimas
Amoniakas yra toksiškas (50 mg amoniako užmuša triušį, o = 0,4-0,7 mg/l). Todėl audiniuose amoniakas nekenksmingas laikinais būdais: 1) daugiausia - vaizdais

Ornitino karbamido ciklas
Šlapime yra 80-90% viso šlapime esančio azoto. Per parą susidaro 25-30 g karbamido NH2-CO-NH2. 1. NH3 + CO

Nukleotidų sintezė ir skilimas
Nukleotidų mainų ypatumai: 1. Į organizmo nukleorūgščių ir nukleotidų sintezę neįeina nei patys nukleotidai, nei su maistu tiekiamos azoto bazės. Tai yra, maisto nukleotidai

Purino nukleozidų oksidacija
Adenosine® (adenozindeaminazė, + H2O, –NH4 +) inozinas® (purino nukleozido fosforilazė, + Fn – ribosil-1-F) hipoksantinas (6-oksopurinas) ® (ksantinoksi

DC veikimas
Substratas H2 → NAD → FMN → KoQ → 2b → 2c1 → 2c → 2a → 2a3 → O

Replikacija (savaiminis susidvejinimas, biosintezė) DNR
1953 metais Watsonas ir Crickas atrado komplementarumo (komplementarumo) principą. Taigi, A = T ir GºTs. Reikalingos dauginimo sąlygos: 1. psl

Transkripcija (informacijos perkėlimas iš DNR į RNR) arba RNR biosintezė
Transkripcijos metu, priešingai nei replikacija, informacija perduodama iš mažos DNR dalies. Elementarus transkripcijos vienetas yra operonas (transkriptonas) – DNR dalis, kuriai vyksta trans

Baltymų biosintezės reguliavimas
Daugialąsčio organizmo ląstelėse yra tas pats DNR rinkinys, tačiau sintetinami skirtingi baltymai. Pavyzdžiui, jungiamasis audinys aktyviai sintetina kolageną, tačiau raumenų ląstelės tokio baltymo neturi. V

Vėžio vystymosi mechanizmai
Vėžys yra genetinė liga, t.y. genų pažeidimas. Genų pažeidimo rūšys: 1) genų praradimas, 2) pats genų pažeidimas, 3) genų aktyvacija,

Lipidų virškinimas
Su maistu patekę lipidai burnos ertmėje yra apdorojami tik mechaniškai. Lipolitiniai fermentai burnos ertmėje nesusidaro. Tuose skyriuose vyks lipidų virškinimas

Riebalų resintezės mechanizmas
Riebalų resintezė žarnyno sienelėje vyksta taip: 1. Pirmiausia, naudojant ATP, aktyvuojami hidrolizės produktai (glicerolis, HFA). Tada vyksta nuoseklus acilinimas

Lipidų transportavimo formos organizme
Lipidai yra vandenyje netirpūs junginiai, todėl jų kraujui transportuoti reikalingi specialūs vandenyje tirpūs nešikliai. Šios transportavimo formos yra plazmos lipoproteinai

Lipidų konversija audiniuose
Audiniuose nuolat vyksta irimo ir lipidų sintezės procesai. Didžioji dalis žmogaus kūno lipidų yra TG, kurie ląstelėje yra inkliuzų pavidalu. TG atsinaujinimo periodas skirtinguose audiniuose

Glicerolio ir IVA biosintezė audiniuose
Glicerolio biosintezė audiniuose yra glaudžiai susijusi su gliukozės metabolizmu, kuri dėl katabolizmo pereina triozės formavimosi stadijas. Gliceraldehido-3-fosfatas citoplazmoje iki

Lipidų apykaitos patologija
Vartojimo su maistu stadijoje. Gausus riebus maistas fizinio neveiklumo fone sukelia virškinamąjį nutukimą. Metaboliniai sutrikimai gali būti susiję su nepakankamu riebalų suvartojimu

Jonai Ca2+
Suformuokite ryšį su baltymu – kalmodulinu. Ca2 + -kalmodulino kompleksas aktyvina fermentus (adenilatciklazę, fosfodiesterazę, nuo Ca2 + priklausomą proteinkinazę). Yra grupė

Parathormonai
Parath-hormonas, susidedantis iš 84 AA, reguliuoja Ca2+ lygį, skatina kalcio (ir fosforo) išsiskyrimą iš kaulų į kraują; Jie padidina kalcio reabsorbciją inkstuose, tačiau skatinamas fosforo išsiskyrimas; SU

Vitaminų vaidmuo metabolizme
1. (!) Vitaminai yra kofermentų pirmtakai ir protezuojamos fermentų grupės. Pavyzdžiui, B1 - tiaminas - yra keto rūgščių kofermentų dekarboksilazių dalis TPP (TDF) pavidalu, B2 - riboflavinas.

Hipovitaminozės, vitaminų trūkumo ir hipervitaminozės samprata
Hipovitaminozė yra patologinė būklė, susijusi su vitamino trūkumu organizme. Avitaminozė yra patologinė būklė, kurią sukelia vitaminų trūkumas organizme.

Hipovitaminozės priežastys
1. Pirminis: vitamino trūkumas maiste. 2. Antriniai: a) sumažėjęs apetitas; b) padidėjęs vitaminų vartojimas; c) absorbcijos ir panaudojimo sutrikimai, pavyzdžiui, entero

Vitaminas A
Vitamerai: A1 – retinolis ir A2 – tinklainė. Klinikinis pavadinimas: anticeroftalminis vitaminas. Pagal cheminę prigimtį: ciklinis nesotus monohidroksis alkoholis, pagrįstas b-žiedu

Vitaminas D
Antirachitinis vitaminas. Yra du vitaminai: D2 – ergokalciferolis ir D3 – cholekalciferolis. Vitamino D2 yra grybuose. Vitaminas D3 sintetinamas į org

Vitaminas E
Pasenęs: antisterilus vitaminas, antioksidantas fermentas. Chemiškai tai yra alfa, beta, gama ir delta-tokoferoliai, tačiau vyrauja alfa-tokoferolis. Atsparus vitaminui E

Vitaminas K
Antihemoraginis vitaminas. Vitamerai: K1 – filochinonas ir K2 – menachinonas. Vitamino K vaidmuo metabolizme Tai yra glutamino karboksilinimo kofaktorius

Vitamino C
Askorbo rūgštis, antiskorbutinis vitaminas (skorbutas = skorbutas). Tai laktonas. Lengvai oksiduojasi: O = C─┐ O = C─┐ | │ | │ NE-S

Vitaminas B1
Tiaminas, antineuritinis vitaminas. Tiaminas yra stabilus rūgščioje aplinkoje (iki 140 ° C), o šarminėje aplinkoje

Vitaminas B2
Riboflavinas Stabilus rūgščioje aplinkoje, bet suyra neutralioje ir šarminėje aplinkoje. Lengvai oksiduojasi dviem

Vitaminas PP
Antipelaginis vitaminas. Vitamerai: nikotino rūgštis, nikotinamidas, niacinas.

Vitaminas B6
Vitaminas nuo dermatito. Piridoksinas → piridoksalis → piridoksaminas [nubrėžkite formules]

Vitaminas B12
Kobalaminas. Antianeminis vitaminas. Turi raudoną spalvą. Šviesoje suyra. Kobalamino vaidmuo metabolizme yra metilo grupių pernešimas; - dalyvauja

Vitaminas B3
Pantoteno rūgštis. [ryžiai. formulė HOCH2-C ((CH3) 2) -CH (OH) -CO-NH-CH2-CH2-COOH] Susideda iš sviesto rūgšties su b-alaninu.

Ksenobiotikų hidroksilinimas dalyvaujant mikrosominei monooksigenazės sistemai
1. benzenas: [pav. benzenas + О2 + NADPH2® (hidroksilazė, citochromas P450) fenolis + NADP + Н2О] 2. indolas: [pav. indolas + O2 + H

Kepenų vaidmuo pigmento apykaitoje
Pigmentų apykaita yra sudėtingų spalvotų medžiagų tarpusavio konversijų rinkinys žmogaus kūno audiniuose ir skysčiuose. Pigmentams priklauso 4 medžiagų grupės: 1.hemas

Hemo biosintezė
Hemo biosintezė vyksta daugumoje audinių, išskyrus eritrocitus, kurie neturi mitochondrijų. Žmogaus kūne hemas sintetinamas iš glicino ir sukcinil-CoA, susidarančio dėl meta

Hemo skilimas
Dauguma hemchromogeninių pigmentų žmogaus organizme susidaro irstant hemo. Pagrindinis hemo šaltinis yra hemoglobinas. Eritrocituose hemoglobino kiekis yra 80%, gyvenimo trukmė

Pigmentų apykaitos patologija
Paprastai jis yra susijęs su hemo katabolizmo procesų pažeidimu ir yra išreiškiamas hiperbilirubinemija ir pasireiškia odos ir matomų gleivinių gelta. Centrinėje nervų sistemoje besikaupiantis bilirubinas sukelia

Kraujo biocheminės sudėties pokyčių tipai
I. Absoliutus ir santykinis. Absoliutus atsiranda dėl sintezės pažeidimo, skilimo, tam tikro junginio pašalinimo. Santykinės yra dėl c tūrio pasikeitimo

Baltymų sudėtis kraujyje
Kraujo baltymų funkcijos: 1. palaikyti onkotinį spaudimą (daugiausia dėl albumino); 2. nustatyti kraujo plazmos klampumą (daugiausia dėl albumino);

Bendras baltymas
Normalus bendras baltymų kiekis kraujyje yra 65-85 g/l. Bendras baltymas yra visų kraujyje esančių baltymų suma. Hipoproteinemija - albumino kiekio sumažėjimas. Priežastys:

Globulinai normalūs 20-30 g/l
I. α1 -globulinai α-antitripsinas - slopina tripsiną, pepsiną, elastazę ir kai kurias kitas kraujo proteazes. Atlieka priešuždegiminį

Likęs azotas
Likutis azotas – tai visų kraujyje esančių nebaltyminio azoto turinčių medžiagų azoto suma. Norma yra 14-28 mmol / l. 1. Metabolitai: 1.1. aminorūgštys (25%); 1.2. būtybė

Angliavandenių apykaita
Gliukozės kiekis kapiliariniame kraujyje nevalgius 3,3-5,5 mmol/l. 1. Hiperglikemija (padidėjęs gliukozės kiekis): 1.1. kasos hiperglikemija – nesant insulto

Lipidų apykaita
Cholesterolis yra normalus 3-5,2 mmol/l. Plazmoje jis yra MTL, VLDL (ateregeninės frakcijos) ir DTL (antiaterogeninės frakcijos) sudėtyje. Aterosklerozės išsivystymo tikimybė

Mineralų mainai
Natris yra pagrindinis tarpląstelinis jonas. Na + kiekiui kraujyje įtakos turi mineralokortikoidai (aldosteronas sulaiko natrį inkstuose). Hemas padidina natrio kiekį

Plazmos fermentai
Jie klasifikuojami: 1. Veikiantys fermentai (iš tikrųjų plazma). Pavyzdžiui, reninas (didina kraujospūdį dėl angiotenzino II), cholinesterazė (skaido acetilcholiną). Jų aktyvumas yra didesnis

Sveiko žmogaus šlapimo fizinės savybės, jų patologijos pokyčiai
I. Šlapimo kiekis normalus 1,2-1,5 litro. Poliurija – šlapimo kiekio padidėjimas dėl: 1) padidėjusio filtravimo (veikiant adrenalinui, phi padidėja

Šlapimo cheminės sudėties rodikliai
Bendrasis azotas – tai visų azoto turinčių medžiagų azoto kiekis šlapime. Įprastai - 10-16 g per dieną. Patologijose bendrasis azotas gali: ü padidėti – hiperazoturija

Metabolizmo ypatumai nerviniame audinyje
Energijos mainai. Smegenų audinyje sustiprėja ląstelių kvėpavimas (vyrauja aerobiniai procesai). Smegenys sunaudoja daugiau deguonies nei nuolat dirbantis ser

Cheminis nervinio susijaudinimo perdavimas
Sužadinimo perkėlimas iš vienos ląstelės į kitą vyksta neurotransmiterių pagalba: - neuropeptidai; - AK; - acetilcholinas; - biogeniniai aminai (adrenalinas,