izozýmy, alebo izoenzýmy- to viaceré formy enzýmu ktoré katalyzujú rovnakú reakciu, ale líšia sa od seba fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami, najmä afinitou k substrátu, maximálnou rýchlosťou katalyzovanej reakcie (aktivitou), elektroforetickou pohyblivosťou alebo regulačnými vlastnosťami.

V živej prírode existujú enzýmy, ktorých molekuly pozostávajú z dvoch alebo viacerých podjednotiek s rovnakou alebo odlišnou primárnou, sekundárnou alebo terciárnou štruktúrou. Podjednotky sa často nazývajú protoméry a kombinovaná oligomérna molekula sa nazýva multimér(obr. 14.8 a-d).

Predpokladá sa, že proces oligomerizácie dáva proteínovým podjednotkám zvýšenú stabilitu a odolnosť voči pôsobeniu denaturačných činidiel vrátane zahrievania, účinku proteináz atď. V súčasnom štádiu poznania však nie je možné jednoznačne odpovedať na otázku Dôležitosť kvartérnej štruktúry pre katalytickú aktivitu enzýmov, pretože neexistujú žiadne metódy, ktoré by za "mäkkých" podmienok umožňovali deštrukciu iba kvartérnej štruktúry. Bežne používané metódy náročného spracovania (extrémne hodnoty pH, vysoké koncentrácie guanidínchloridu alebo močoviny) vedú k deštrukcii nielen kvartérnych, ale aj sekundárnych a terciárnych štruktúr stabilného oligomérneho enzýmu, ktorého protoméry sú denaturované a v dôsledku toho postráda biologickú aktivitu.

Ryža. 14.8. Modely štruktúry niektorých oligomérnych enzýmov: a - molekula glutamátdehydrogenázy, pozostávajúca zo 6 protomérov (336 kDa); b - molekula RNA polymerázy; c - polovica molekuly katalázy; d - molekulárny komplex pyruvátdehydrogenázy

Treba poznamenať, že medzi podjednotkami nie sú žiadne kovalentné, hlavné-valentné väzby. Väzby sú väčšinou nekovalentné, preto takéto enzýmy pomerne ľahko disociujú na protoméry. Prekvapivou vlastnosťou takýchto enzýmov je závislosť aktivity celého komplexu od spôsobu balenia jednotlivých podjednotiek. Ak geneticky odlišné podjednotky môže existovať vo viac ako jednej forme, potom môže enzým vytvorený z dvoch alebo viacerých typov podjednotiek, kombinovaných v rôznych kvantitatívnych pomeroch, existovať v niekoľkých podobných, ale nie identických formách. Podobné odrody enzýmu sa nazývajú izozýmy (izoenzýmy alebo, menej často, izozýmy).

Jedným z najviac študovaných enzýmov, ktorých množstvo foriem je podrobne študované metódou gélovej elektroforézy, je laktátdehydrogenáza (LDH), ktorá katalyzuje reverzibilnú premenu kyseliny pyrohroznovej na kyselinu mliečnu. Môže pozostávať zo štyroch podjednotiek dvoch rôznych typov H ​​a M (srdcový a svalový). Aktívnym enzýmom je jedna z nasledujúcich kombinácií: HHHH, HHHM, HHMM, HMMM, MMMM alebo H 4, H 3 M, H 2 M 2, HM 3, M 4. Zodpovedajú izoenzýmom LDH 1, LDH 2, LDH 3, LDH 4 a LDH 5. V tomto prípade sa syntéza H- a M-typov uskutočňuje rôznymi génmi a v rôznych orgánoch sa prejavuje odlišne.

Pretože H-protoméry pri pH 7,0-9,0 nesú výraznejší záporný náboj ako M-protoméry, izoenzým H4 bude počas elektroforézy migrovať najvyššou rýchlosťou v elektrickom poli ku kladnej elektróde (anóde). Pri najnižšej rýchlosti sa izozým M 4 presunie k anóde, zatiaľ čo zvyšné izozýmy zaujmú medzipolohy (obr. 14.9).

Ryža. 14.9. Distribúcia a relatívne množstvo izoenzýmov LDH v rôznych orgánoch

Každé tkanivo má normálne svoj vlastný pomer foriem (izozýmové spektrum) LDH. Napríklad v srdcovom svale prevláda typ H 4, teda LDH 1 a v kostrovom svalstve a pečeni typ M 4, t.j. LDH 5.

Tieto okolnosti sú široko používané v klinickej praxi, pretože štúdium výskytu izoenzýmov LDH (a mnohých ďalších enzýmov) v krvnom sére môže byť zaujímavé pre diferenciálnu diagnostiku organických a funkčných lézií orgánov a tkanív. Podľa zmeny obsahu izoenzýmov v krvnom sére je možné posúdiť topografiu patologického procesu a stupeň poškodenia orgánu alebo tkaniva.

V niektorých prípadoch majú podjednotky takmer identickú štruktúru a každá obsahuje katalyticky aktívne miesto (napríklad -galaktozidáza, pozostávajúca zo štyroch podjednotiek). V iných prípadoch nie sú podjednotky totožné. Príkladom toho druhého je tryptofánsyntáza, ktorá pozostáva z dvoch podjednotiek, z ktorých každá je vybavená vlastnou (ale nie hlavnou) enzymatickou aktivitou, avšak iba pri spojení do makromolekulárnej štruktúry obe podjednotky vykazujú aktivitu tryptofánsyntázy.

Termín " viaceré formy enzýmu»Je použiteľné pre proteíny, ktoré katalyzujú rovnakú reakciu a vyskytujú sa prirodzene v organizmoch rovnakého druhu. Termín " izozým»Vzťahuje sa len na tie viaceré formy enzýmov, ktoré sa objavujú v dôsledku geneticky podmienené rozdiely v primárnej štruktúre proteínu (ale nie vo formách vyplývajúcich z modifikácie jednej primárnej sekvencie).

Maximálna rýchlosť katalyzovaných (), elektroforetickej mobility alebo regulačných vlastností.

Ryža. 4.5.Štrukturálne modely niektorých oligomérnych.

Treba poznamenať, že medzi podjednotkami nie sú žiadne kovalentné, hlavné-valentné väzby. Väzby sú väčšinou nekovalentné, takže sa celkom ľahko disociujú na protoméry. Ich úžasnou vlastnosťou je závislosť celého komplexu od spôsobu balenia jednotlivých podjednotiek medzi sebou. Ak geneticky odlíšiteľné podjednotky môžu existovať vo viac ako jednej forme, potom môžu, vytvorené z dvoch alebo viacerých typov podjednotiek, kombinovaných v rôznych kvantitatívnych pomeroch, existovať v niekoľkých podobných, ale nie identických formách. Takéto odrody sa nazývajú (izoenzýmy alebo menej často izoenzýmy). Najmä ak pozostáva zo 4 podjednotiek dvoch rôznych typov - H a M (srdcová a svalová), potom aktívna môže byť jedna z nasledujúcich kombinácií: HHHH, HHHM, HHMM, HMMM, MMMM, alebo H 4, H 3 M, H2M2, NM3, M4 zodpovedajúce LDG 1, LDG 2, LDG 3, LDG 4 a LDG 5. Súčasne sa syntéza H- a M-typov uskutočňuje rôznymi spôsobmi a prejavuje sa rôznymi spôsobmi v rôznych orgánoch.

V niektorých prípadoch majú podjednotky takmer identickú štruktúru a každá obsahuje katalyticky aktívne miesto (napríklad β-galaktozidáza, pozostávajúca zo 4 podjednotiek). V iných prípadoch nie sú podjednotky totožné. Príkladom toho druhého je tryptofánsyntáza, pozostávajúca z 2 podjednotiek, z ktorých každá má svoju vlastnú (ale nie hlavnú) enzymatickú, avšak iba pri spojení do makromolekulárnej štruktúry obe podjednotky vykazujú tryptofánsyntázu.

Termín "viaceré formy" sa vzťahuje na katalyzovanie toho istého a prirodzene sa vyskytujúceho u toho istého druhu. Výraz "" sa vzťahuje len na tie množné čísla, ktoré sa objavujú v dôsledku geneticky podmienených rozdielov v (ale nie na formy vyplývajúce z modifikácie jednej primárnej sekvencie).

Jednou z najviac študovaných 4, ktorej množstvo foriem je podrobne študované metódou gélovej elektroforézy, je LDH, ktorá katalyzuje reverzibilnú premenu na mlieko. Päť LDH je vytvorených zo 4 podjednotiek približne rovnakej veľkosti, ale dvoch rôznych typov. Pretože H-protoméry nesú výraznejší záporný náboj pri pH 7,0-9,0 ako M-protoméry, ktoré pozostávajú zo 4 podjednotiek typu H (H 4), migrujú podľa vôle s najväčšou rýchlosťou v elektrickom poli do kladného ( ). Najpomalšou rýchlosťou sa bude pohybovať k M 4, zatiaľ čo zvyšok izoenzýmov bude obsadzovať medzipolohy. Treba zdôrazniť, že

Warburg zistil, že kvasinkové aldolázy z rôznych živočíšnych tkanív sa líšia v množstve St. 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 podrobili ich elektroforéze. V dôsledku elektroforézy sa enzým spravidla rozdelil 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 LDG1, LDG2, LDG3. LDG4, LDG5. (LDH je skratka pre laktátdehydrogenázu) a číslo 1 označuje zložku s najvyššou elektroforetickou pohyblivosťou.

Štúdie enzýmov laktátdehydrogenázy izolovaných z rôznych zvieracích orgánov ukázali, že sa líšia tak elektroforetickými a chromatografickými vlastnosťami, ako aj chemickým zložením, tepelnou stabilitou, citlivosťou na pôsobenie inhibítorov, Km a ďalšími vlastnosťami. Analýzy laktátdehydrogenázy rôznych živočíšnych druhov odhalili veľmi veľké medzidruhové rozdiely, avšak v rámci tohto druhu sa distribúcia izoenzýmov vyznačuje veľkou stálosťou.

Laktátdehydrogenáza bola prvým enzýmom, ktorého jednotlivé zložky boli podrobne študované. 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. Komisia pre enzýmy Medzinárodnej biochemickej únie oficiálne odporučila tento termín na označenie mnohých foriem enzýmov rovnakého biologického druhu.

tak, izozýmy - je to skupina enzýmov z rovnakého zdroja, ktoré majú rovnaký typ substrátovej špecifickosti, katalyzujú rovnakú chemickú reakciu, ale líšia sa množstvom fyzikálno-chemických vlastností.

Prítomnosť viacerých foriem enzýmov alebo izoenzýmov bola preukázaná viac ako pre100 enzýmy izolované z rôznych druhov zvierat, rastlín a mikroorganizmov. Izozýmy nie sú vždy zložené z dvoch alebo viacerých podjednotiek. V mnohých enzýmoch sú jednotlivé izofermzáty proteíny rôznej chemickej štruktúry, ktoré majú rovnakú katalytickú aktivitu, ale pozostávajú iba z jednej podjednotky.

V súčasnosti je hlavným kritériom nomenklatúry izoenzýmov ich elektroforetická mobilita. Je to spôsobené tým, 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 viacerých formách. Poďme sa pozrieť na niektoré z týchto enzýmov.

Malatdegidrogenáza (1.1.1.37) má pomerne zložité zloženie izofermestu. 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 až po pšenicu, 4-5 izoenzýmov v koreňoch kukurice a 9-12 izoenzýmov malátdehydrogenázy sa našlo v rôznych orgánoch pohoria (koreň, kotyledón, hypokotyledónne a nadočnicové koleno) a počet izoenzýmov sa líšil v závislosti od fázy vývoja rastliny.

Zistilo sa, že molekulové hmotnosti izoenzýmu malátdehydrogenázy sa niekedy výrazne líšili. Napríklad bavlníkové listy obsahujú 7 izozýmov malátdehydrogenázy, z toho 4 izoformy sú izoformy s rôznym elektrickým nábojom, ale rovnakou molekulovou hmotnosťou, rovnajúcou sa asi 60 tis.. Piaty izozým mal molekulovú hmotnosť asi 500 tis. a bol oligomér aspoň jednej 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 izoenzýmových podjednotiek s molekulovou hmotnosťou 60 tis.

Odolnosť a náchylnosť rastlín k chorobám je často spojená s reguláciou syntézy izoenzýmov. V reakcii na zavlečenie infekcie do rastlín sa zvyšuje intenzita metabolizmu, predovšetkým redoxného. Preto sa pri poškodení rastlín zvyšuje aktivita OM 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 v počte izoenzýmov peroxidázy a ich aktivitu pri napadnutí rajčiakov plesňou. Ak listy zdravých rastlín obsahovali štyri izoenzýmy peroxidázy, potom sa ich počet v postihnutých listoch zvýšil na deväť a aktivita všetkých enzýmov sa výrazne zvýšila.

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

Glutamátdehydrogenáza

esteráza

Sacharase

Biologická úloha izoenzýmov v rastlinách.

IF svedčí o veľkej labilite enzymatického aparátu rastlín, umožňuje vykonávať potrebné procesy výmeny storočí. v bunke pri zmene podmienok vonkajšieho prostredia, poskytuje špecifiká výmeny storočí. pre daný rastlinný orgán alebo tkanivo. Podporuje prispôsobivosť rastlín meniacim sa podmienkam vo vnútri. streda.

Súčasná prítomnosť viacerých foriem toho istého enzýmu v bunkách spolu s ďalšími regulačnými mechanizmami prispieva ku koherencii procesov metabolizmu. v bunke a rýchlej adaptácii rastlín na meniace sa podmienky prostredia.

Skutočne sme zaznamenali, že jednotlivé izoenzýmy sa líšia v teplotnom optimálnom, pH optimálnom, vo vzťahu k inhibítorom a v iných vlastnostiach. Z toho vyplýva, že ak sa napríklad prudko zmenia teplotné podmienky, ktoré sa stanú nepriaznivými pre prejav katalytickej aktivity niektorých izozýmov, potom je ich aktivita utlmená. Tento enzymatický proces v rastlinách sa však úplne nezastaví, pretože iné izozýmy toho istého enzýmu začínajú vykazovať katalytickú aktivitu, pre ktorú je táto teplota priaznivá. Ak sa z nejakého dôvodu zmení pH reakčného prostredia, potom sa aktivita niektorých izoenzýmov tiež oslabí, ale namiesto nich začnú katalytickú aktivitu vykazovať izoenzýmy s iným optimom pH. Vysoké koncentrácie solí potláčajú aktivitu mnohých enzýmov, čo je jednou z príčin zhoršenia rastu rastlín na zasolených pôdach. Avšak ani pri vysokých koncentráciách solí v bunkách sa enzymatické procesy úplne nezastavia, pretože jednotlivé izoenzýmy sa líšia v postoji k zvýšeniu koncentrácie solí: aktivita niektorých izoenzýmov klesá, zatiaľ čo iné sa zvyšujú.

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 daný druh, t.j. sa prejavuje druhová špecifickosť izozýmového zloženia.

Rôzne orgány tej istej rastliny sa líšia v IF. Štúdium vlastností izoenzýmov laktátdehydrogenázy izolovaných z rôznych živočíšnych tkanív ukázalo, že všetky izofermeutae majú približne rovnakú molekulovú hmotnosť (asi 140 tisíc) za podmienok, napríklad pri pôsobení liečby s 42M močovinou sa každý z izoenzýmov disociuje na 4 podjednotky s molekulovou hmotnosťou asi 35 tis.. Každý z piatich izoenzýmov laktátdehydrogenázy 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 izozýmy laktátdehydrogenázy majú striktne usporiadanú štruktúru a jednotlivé podjednotky v molekule tohto enzýmového proteínu sú spojené vodíkovými väzbami, ktoré je možné rozbiť pôsobením koncentrovaného roztoku močoviny.

Vynára sa otázka, čím sa od seba jednotlivé podjednotky laktátdehydrogeázy líšia a aká je súvislosť s rozdielnou elektroforetickou pohyblivosťou jednotlivých izoenzýmov? Na túto otázku sme teraz dostali celkom jednoznačné odpovede. Ukázalo sa, že podjednotky A a B sú ts aminokyselín. Podjednotka B obsahuje väčšie množstvo malých kyslých aminokyselín v porovnaní s podjednotkou A. V tomto smere sa všetky izoenzýmy laktátdehydrogenázy (LDH1 - LDH2) líšia množstvom týchto aminokyselín, ich molekuly majú rozdielne hodnoty elektrického náboja a rozdielne elektroforetická mobilita. Izozýmy laktátdehydrogeázy sa líšia aj mnohými ďalšími vlastnosťami, najmä Michaelisovými Km konštantami vo vzťahu k množstvu inhibítorov a tepelnou stabilitou.

Enzýmy, ktoré katalyzujú rovnakú chemickú reakciu, ale líšia sa primárnou štruktúrou proteínu, sa nazývajú izoenzýmy alebo izoenzýmy. Katalyzujú rovnaký typ reakcie s v podstate rovnakým mechanizmom, líšia sa však navzájom kinetickými parametrami, podmienkami aktivácie a zvláštnosťami spojenia medzi apoenzýmom a koenzýmom.

Povaha vzhľadu izoenzýmov je rôznorodá, ale najčastejšie je to spôsobené rozdielmi v štruktúre génov kódujúcich tieto izoenzýmy. V dôsledku toho sa izozýmy líšia v primárnej štruktúre molekuly proteínu, a teda vo fyzikálno-chemických vlastnostiach. Metódy stanovenia izoenzýmov sú založené na rozdieloch fyzikálnych a chemických vlastností.

Izozýmy sú svojou štruktúrou prevažne oligomérne proteíny. Navyše to alebo ono tkanivo prevažne syntetizuje určité typy protomérov. V dôsledku určitej kombinácie týchto protomérov vznikajú enzýmy s rôznou štruktúrou – izomérne formy. Detekcia určitých izoenzýmových foriem enzýmov umožňuje ich využitie na diagnostiku chorôb.

Izoformy laktátdehydrogenázy. Enzým laktátdehydrogenáza (LDH) katalyzuje reverzibilnú oxidáciu laktátu (kyselina mliečna) na pyruvát (kyselina pyrohroznová) (pozri časť 7).

Laktátdehydrogenáza- oligomérny proteín s molekulovou hmotnosťou 134 000 D, pozostávajúci zo 4 podjednotiek 2 typov: M (z angl. sval - sval) a H (z angl. srdce - srdce). Kombinácia týchto podjednotiek je základom tvorby 5 izoforiem laktátdehydrogenázy (obr. 2-35, A). LDH 1 a LDH 2 sú najaktívnejšie v srdcovom svale a obličkách, LDH4 a LDH5 sú najaktívnejšie v kostrovom svale a pečeni. Zvyšok tkanív obsahuje rôzne formy tohto enzýmu.

Izoformy LDH sa vyznačujú elektroforetickou pohyblivosťou, ktorá umožňuje stanoviť tkanivovú identitu izoforiem LDH (obr. 2-35, B).

Izoformy kreatínkinázy. Kreatínkináza (CK) katalyzuje reakciu tvorby kreatínfosfátu:

Molekula CK je dimér pozostávajúci z dvoch typov podjednotiek: M (z angličtiny sval - sval) a B (z angličtiny mozog - mozog). Z týchto podjednotiek vznikajú 3 izoenzýmy – BB, MB, MM. Izoenzým BB sa nachádza najmä v mozgu, MM - v kostrovom svale a MB - v srdcovom svale. Izoformy CK majú rozdielnu elektroforetickú pohyblivosť (obr. 2-36).

Normálne by aktivita CC nemala presiahnuť 90 IU / l. Stanovenie aktivity CC v krvnej plazme má diagnostickú hodnotu pri infarkte myokardu (dochádza k zvýšeniu hladiny izoformy MB). Množstvo izoformy MM sa môže zvýšiť s traumou a poškodením kostrového svalstva. Izoforma BB nemôže preniknúť cez hematoencefalickú bariéru, preto sa prakticky nezistí v krvi ani pri mŕtvici a nemá žiadnu diagnostickú hodnotu.

izozýmy- sú to enzýmy, ktorých syntéza je kódovaná rôznymi génmi, majú inú primárnu štruktúru a iné vlastnosti, ale katalyzujú rovnakú reakciu. Druhy izoenzýmov:

Orgán - enzýmy glykolýzy v pečeni a svaloch.

Bunková - cytoplazmatická a mitochondriálna malátdehydrogenáza (enzýmy sú rôzne, ale katalyzujú rovnakú reakciu).

Hybridné - enzýmy s kvartérnou štruktúrou, ktoré vznikajú v dôsledku nekovalentnej väzby jednotlivých podjednotiek (laktátdehydrogenáza - 4 podjednotky 2 typov).

Mutant – vznikajú ako výsledok mutácie jediného génu.

Aloenzýmy sú kódované rôznymi alelami toho istého génu.

10. I. Použitie enzýmov na terapeutické účely sa zase delí na dva typy: 1) použitie na účely substitučná terapia a 2) za účelom ovplyvnenia enzýmu v ohnisku ochorenia.

Na účely substitučnej terapie sa najčastejšie používa tráviace enzýmy, keď sa zistí, že pacient trpí nedostatkom. Príklady zahŕňajú prípravky zo žalúdočnej šťavy alebo čisté pepsín alebo acidín-pepsín, ktorý je nevyhnutný pri gastritíde so sekrečnou insuficienciou, pri dyspepsii u detí. Pankreatín - liek, ktorý je zmesou pankreatických enzýmov, sa používa pri pankreatitíde prevažne chronického charakteru. Známe drogy majú rovnaký význam. cholenzým, panzinorm atď.

Ďalšou oblasťou použitia substitučnej terapie je liečba ochorení spojených s tzv enzymopatie... Ide o vrodené alebo dedičné ochorenia, pri ktorých je narušená syntéza akýchkoľvek enzýmov. Tieto ochorenia bývajú mimoriadne ťažké, deti s dedičnou absenciou akéhokoľvek enzýmu sa nedožívajú dlho, trpia ťažkými psychickými poruchami, telesnou a mentálnou retardáciou. Substitučná terapia môže niekedy pomôcť prekonať tieto poruchy.

Používa sa množstvo enzýmových prípravkov chirurgické prax na čistenie povrchu rany od hnisu, mikróbov, prebytočného granulačného tkaniva; v ambulancii vnútorných chorôb sa používajú: na riedenie viskóznych sekrétov, exsudátov, krvných zrazenín, napríklad pri ťažkých zápalových ochoreniach pľúc a priedušiek. ide najmä o enzýmy - hydrolázy, schopné štiepiť prírodné biopolyméry - proteíny, NA, polysacharidy. Pre svoj protizápalový účinok sa používajú aj pri tromboflebitíde, zápalovo-dystrofických formách para O dontosa, osteomyelitída, sinusitída, zápal stredného ucha a iné zápalové ochorenia.

Sú medzi nimi enzýmy ako napr trypsín, chymotrypsín, RNA-za, DNA-áza, fibrinolyzín. fibirinolyzín tiež sa používa na odstránenie intravaskulárnych krvných zrazenín. RNáza a DNAáza sa úspešne používajú na liečbu niektorých vírusových infekcií, napríklad na ničenie herpes vírus.

Enzýmy ako napr hyaluronidáza, kolagenáza, lidáza, sa používajú na boj proti nepotrebným jazvovité útvary.

asparagináza- enzým produkovaný niektorými kmeňmi Escherichia coli. Má liečivý účinok pri niektorých formách nádorov. Terapeutický účinok je spojený s vlastnosťou enzýmu narúšať výmenu aminokyseliny asparagínu, ktorá je potrebná pre rast nádorových buniek.

Využitie enzýmových prípravkov na terapeutické účely je v lekárskej vede stále veľmi mladým smerom. Obmedzením je tu pracnosť technológií a vysoké náklady na získanie čistých enzýmových prípravkov v kryštalickej forme, vhodných na skladovanie a použitie u ľudí. Okrem toho pri použití enzýmových prípravkov je potrebné vziať do úvahy aj ďalšie okolnosti:

1) Enzýmy sú bielkoviny, a preto môžu v niektorých prípadoch vyvolať nežiaducu alergickú reakciu.

2) Rýchly rozklad zavedených enzýmov (proteínový prípravok je preto okamžite zachytený „scavengerovými“ bunkami – makrofágmi, fibroblastmi atď. Na dosiahnutie požadovaného účinku sú preto potrebné veľké koncentrácie liečiv.

3) So zvýšením koncentrácie však môžu byť enzýmové prípravky toxické.

A predsa v tých prípadoch, keď je možné tieto prekážky prekonať, majú enzýmové prípravky vynikajúci terapeutický účinok.

Tieto nevýhody sú napríklad čiastočne eliminované premenou enzýmov do takzvanej „imobilizovanej“ formy.

Viac o metódach imobilizácie enzýmov a ich využití si môžete prečítať vo svojich učebných pomôckach.

izozýmy Sú to izofunkčné proteíny. Katalyzujú rovnakú reakciu, ale líšia sa v niektorých funkčných vlastnostiach v dôsledku rozdielov v:

zloženie aminokyselín;

Elektroforetická mobilita;

Molekulová hmotnosť;

Kinetika enzymatických reakcií;

Spôsob regulácie;

Stabilita atď.

Izozýmy sú molekulárne formy enzýmu; rozdiely v zložení aminokyselín sú spôsobené genetickými faktormi.

Príklady izoenzýmov: glukokináza a hexokináza.

Hexokináza môže fosforylovať akýkoľvek šesťčlenný cyklus, hexokináza - iba premena glukózy. Po zjedení potravy bohatej na glukózu začne pôsobiť glukokináza. Hexokináza je stacionárny enzým. Katalyzuje rozklad glukózy v nízkych koncentráciách, ktoré vstupujú do tela. Líšia sa lokalizáciou (glukokináza - v pečeni, hexokináza - vo svaloch a pečeni), fyziologickou hodnotou, Michaelovou konštantou.

Ak je enzým oligomérny proteín, potom izoformy môžu byť výsledkom rôznych kombinácií protomérov. Napríklad laktátdehydrogenáza pozostáva zo 4 podjednotiek. H - podjednotky srdcového typu, M - sval. Môže existovať 5 kombinácií týchto podjednotiek, a teda 5 izoenzýmov: HHHN (LDH 1 - v srdcovom svale), HHNM (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 viacerých foriem enzýmov. Viaceré formy enzýmov Sú to enzýmy, ktoré sa po syntéze modifikujú, napríklad 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:

Tweetujte

Všetky témy v tejto sekcii:

Proteíny a ich biologická úloha
Proteín (proteíny) - protos - predchodca všetkého, primárny, najdôležitejší, určujúci všetko ostatné. Proteíny sú organické látky s vysokou molekulovou hmotnosťou obsahujúce dusík, pozostávajúce z

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
Pre nich je protetická časť natretá (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 je tvorená rôznymi lipidovými zložkami. Medzi tieto zložky patria: 1.limitné a nenasýtené B

Nukleoproteíny
Nukleoproteíny sú komplexné bielkoviny obsahujúce ako malú časť nukleové kyseliny (do 65 %). NP pozostáva 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 sacharidmi

Fosfoproteíny
Proteíny, kde protetickou skupinou je kyselina fosforečná. Pripojenie kyseliny fosforečnej k polypeptidovému reťazcu prebieha tvorbou esterovej väzby s AK CEP alebo TPE.

Štruktúra koenzýmu
Koenzýmy v katalytických reakciách transportujú rôzne skupiny atómov, elektrónov alebo protónov. Koenzýmy sa viažu s enzýmami: - kovalentné väzby; - iónový

Vlastnosti enzýmov
Spoločné znaky enzýmov a nebiologických katalyzátorov: 1) oba katalyzujú iba energeticky možné reakcie; 2) zvýšiť rýchlosť reakcie; 3) n

Nomenklatúra enzýmov
1) Existuje triviálna nomenklatúra - názvy sú náhodné, bez systému a bázy, napríklad trypsín, pepsín, chymotrypsín. 2) Pracovné názvoslovie – názov enzýmu je zložený z názvu

Moderné koncepty enzymatickej katalýzy
Prvú teóriu enzymatickej katalýzy predložili na začiatku 20. storočia Warburg a Beilis. Táto teória naznačuje, že enzým adsorbuje substrát na seba a nazýva sa adsorpčný, ale

Molekulárne účinky 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 centrum enzýmu obsahuje kyslé aj zásadité funkčné skupiny. Výsledkom je, že enzým počas katalýzy vykazuje acidobázické vlastnosti, t.j. hrá rolu d

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

Trávenie a vstrebávanie bielkovín
Funkcie proteínov sú rôznorodé, ale rozlišujú sa najmä štrukturálne, katalytické a energetické funkcie. Energetická hodnota bielkovín je asi 4,1 kcal / g. Medzi všetkými vstupujúcimi látkami

Transformácia bielkovín v tráviacich orgánoch
Všetky proteíny sú vystavené hydrolázam (tretia trieda enzýmov), menovite peptidázam - 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. Chromoproteín obsahujúci hem

Hnijúce bielkoviny a detoxikácia jej produktov
Proteínový rozpad je bakteriálny rozpad proteínových látok a AA vplyvom črevnej mikroflóry. Ide v hrubom čreve, ale možno to pozorovať aj v žalúdku - s poklesom kyslosti

Metabolizmus aminokyselín
AK fond tela sa dopĺňa prostredníctvom procesov: 1) hydrolýza potravinových bielkovín, 2) hydrolýza tkanivových bielkovín (pôsobením lyzozomálnych katepsínov). Na tento proces sa vynakladá fond AK

Všeobecné metabolické cesty
1. Reaminácia (objavená v roku 1937 Braunsteinom a Kritsmom).

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

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

Syntéza a rozpad nukleotidov
Vlastnosti výmeny nukleotidov: 1. Samotné nukleotidy ani dusíkaté bázy dodávané potravou nie sú zahrnuté v syntéze nukleových kyselín a nukleotidov organizmu. Teda nukleotidy potravy

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

DC fungovanie
Substrát H2 → NAD → FMN → KoQ → 2b → 2c1 → 2c → 2a → 2a3 → O

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

Transkripcia (prenos informácií z DNA do RNA) alebo biosyntéza RNA
Pri transkripcii sa na rozdiel od replikácie prenáša informácia z malého kúsku DNA. Elementárnou jednotkou transkripcie je operón (transkriptón) - časť DNA, ktorá prechádza trans

Regulácia biosyntézy bielkovín
Bunky mnohobunkového organizmu obsahujú rovnakú sadu DNA, ale syntetizujú sa rôzne proteíny. Napríklad spojivové tkanivo aktívne syntetizuje kolagén, ale svalové bunky takýto proteín nemajú. V

Mechanizmy rozvoja rakoviny
Rakovina je genetické ochorenie, t.j. poškodenie génov. Typy poškodenia génov: 1) strata génu, 2) samotné poškodenie génu, 3) aktivácia génu,

Trávenie lipidov
Lipidy v ústnej dutine, ktoré vstupujú s jedlom, sa spracúvajú iba mechanicky. V ústnej dutine sa netvoria lipolytické enzýmy. V týchto oddeleniach dôjde k tráveniu lipidov

Mechanizmus resyntézy tuku
Resyntéza tuku v črevnej stene prebieha nasledovne: 1. Najprv sa pomocou ATP aktivujú produkty hydrolýzy (glycerol, HFA). Potom nastáva 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. Týmito transportnými formami sú plazmatické lipoproteíny

Konverzia lipidov v tkanivách
V tkanivách neustále prebiehajú procesy rozpadu 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 IVA v tkanivách
Biosyntéza glycerolu v tkanivách úzko súvisí s metabolizmom glukózy, ktorá v dôsledku katabolizmu prechádza štádiami tvorby triózy. Glyceraldehyd-3-fosfát v cytoplazme tým

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

Ióny Ca2+
Vytvorte spojenie s proteínom - kalmodulínom. Komplex Ca2 + -kalmodulínu aktivuje enzýmy (adenylátcykláza, fosfodiesteráza, Ca2 + -dependentná proteínkináza). Existuje skupina

Paratyroidné hormóny
Parath-hormón, pozostávajúci z 84 AA, reguluje hladinu Ca2 +, stimuluje uvoľňovanie vápnika (a fosforu) z kostí do krvi; Zvyšujú reabsorpciu vápnika v obličkách, ale stimuluje sa uvoľňovanie fosforu; S

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

Pojem hypovitaminóza, nedostatok vitamínov 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) znížená chuť do jedla; b) zvýšená spotreba vitamínov; c) poruchy absorpcie a využitia, napríklad entero

Vitamín A
Vitaméry: A1 - retinol a A2 - retinal. Klinický názov: anticeroftalmický vitamín. Chemickou povahou: cyklický nenasýtený jednosýtny alkohol na báze b-kruhu

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

vitamín E
Zastarané: antisterilný vitamín, antioxidačný enzým. Chemicky ide o alfa, beta, gama a delta-tokoferoly, ale prevláda alfa-tokoferol. Odolný voči vitamínu E

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

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

Vitamín B1
Tiamín, vitamín proti neuritom. Tiamín je stabilný v kyslom prostredí (do 140°C) a v alkalickom by bol stabilný

Vitamín B2
Riboflavín Stabilný v kyslom prostredí, ale degraduje sa v neutrálnom a zásaditom prostredí. Ľahko oxiduje po dvoch

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. Na svetle sa rozkladá. Úlohou kobalamínu v metabolizme je transport metylových skupín; - zúčastňuje sa

Vitamín B3
Kyselina pantoténová. [ryža. vzorec 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 + О2 + NADPH2® (hydroxyláza, cytochróm P450) fenol + NADP + Н2О] 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.hém

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 ako výsledok meta

Rozpad hemu
Väčšina hemchromogénnych pigmentov v ľudskom tele vzniká pri rozklade hému. 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. Bilirubín, ktorý sa hromadí v centrálnom nervovom systéme, spôsobuje

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

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

Celkový proteín
Normálna celková hladina bielkovín v krvi je 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, niektoré ďalšie krvné proteázy. Pôsobí protizápalovo

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

Metabolizmus uhľohydrátov
Glykémia kapilárnej krvi nalačno 3,3-5,5 mmol / l. 1. Hyperglykémia (zvýšená glukóza): 1.1. hyperglykémia pankreasu - pri absencii mŕtvice

Metabolizmus lipidov
Cholesterol je v norme 3-5,2 mmol / l. V plazme je v zložení LDL, VLDL (aterogénna frakcia) a HDL (antiaterogénna frakcia). 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
Sú klasifikované: 1. Funkčné enzýmy (v skutočnosti 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 sa zvyšuje phi

Ukazovatele chemického zloženia moču
Celkový dusík je súčet dusíka všetkých látok obsahujúcich dusík v moči. Normálne - 10-16 g / deň. Pri patológiách môže celkový dusík: ü zvýšiť - hyperazotúria

Vlastnosti metabolizmu v nervovom tkanive
Výmena energie. V mozgovom tkanive je zvýšené bunkové dýchanie (prevládajú aeróbne procesy). Mozog spotrebuje viac kyslíka ako neustále pracujúci ser

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