Izoencimi, oz izoencimi- to več oblik encima, ki katalizirajo isto reakcijo, vendar se med seboj razlikujejo po fizikalnih in kemijskih lastnostih, zlasti po afiniteti do substrata, najvišji hitrosti katalizirane reakcije (aktivnosti), elektroforetski mobilnosti ali regulacijskih lastnostih.

V živi naravi obstajajo encimi, katerih molekule so sestavljene iz dveh ali več podenot z enako ali različno primarno, sekundarno ali terciarno strukturo. Podenote se pogosto imenujejo protomeri, kombinirana oligomerna molekula pa je multimer(slika 14.8 a-d).

Verjame se, da proces oligomerizacije daje beljakovinskim podenotam povečano stabilnost in odpornost proti delovanju denaturirajočih sredstev, vključno s segrevanjem, učinkom proteinaz itd. , kar omogoča, da se v "mehkih" pogojih uniči samo kvartarna struktura. Običajno uporabljene hude metode zdravljenja (ekstremne vrednosti pH, visoke koncentracije gvanidin klorida ali sečnine) vodijo do uničenja ne le kvartarne, temveč tudi sekundarne in terciarne strukture stabilnega oligomernega encima, katerega protomeri so denaturirani in, posledično brez biološke aktivnosti.

riž. 14.8. Modeli zgradbe nekaterih oligomernih encimov: a – molekula glutamat dehidrogenaze, sestavljena iz 6 protomerov (336 kDa); b – molekula RNA polimeraze; (c) polovica molekule katalaze; d – molekularni kompleks piruvat dehidrogenaze

Opozoriti je treba na odsotnost kovalentnih, glavnih valentnih vezi med podenotami. Vezi so večinoma nekovalentne, zato se takšni encimi precej zlahka disociirajo v protomere. Presenetljiva značilnost teh encimov je odvisnost aktivnosti celotnega kompleksa od načina pakiranja posameznih podenot. Če genetsko različne podenote lahko obstaja v več kot eni obliki, torej lahko encim, tvorjen iz dveh ali več vrst podenot, združenih v različnih količinskih razmerjih, obstaja v več podobnih, vendar ne identičnih oblikah. Te vrste encimov se imenujejo izoencimi (izoencimi ali manj pogosto izoencimi).

Eden najbolj raziskanih encimov, katerih množica oblik je bila podrobno raziskana z gelsko elektroforezo, je laktat dehidrogenaza (LDH), ki katalizira reverzibilno pretvorbo pirovične kisline v mlečno kislino. Lahko je sestavljen iz štirih podenot dveh različnih H- in M-tipov (srčne in mišične). Aktivni encim je ena od naslednjih kombinacij: HHHH, HHHM, HHMM, HMMM, MMMM ali H 4 , H 3 M, H 2 M 2 , HM 3 , M 4 . Ustrezajo izoencimom LDH 1, LDH 2, LDH 3, LDH 4 in LDH 5. Hkrati sintezo H- in M-tipov izvajajo različni geni in se v različnih organih različno izraža.

Ker imajo H-protomeri pri pH 7,0-9,0 izrazitejši negativni naboj kot M-protomeri, bo izoencim H 4 med elektroforezo migriral z najvišjo hitrostjo v električnem polju na pozitivno elektrodo (anodo). Izoencim M 4 se bo z najmanjšo hitrostjo premikal proti anodi, medtem ko bodo preostali izoencimi zasedli vmesne položaje (slika 14.9).

riž. 14.9. Porazdelitev in relativna količina izoencimov LDH v različnih organih

Vsako tkivo ima običajno svoje razmerje med oblikami (izoencimski spekter) LDH. Na primer v srčni mišici prevladuje tip H 4, torej LDH 1, v skeletnih mišicah in jetrih pa tip M 4, t.j. LDH 5.

Te okoliščine se v klinični praksi pogosto uporabljajo, saj je študija videza izoencimov LDH (in številnih drugih encimov) v krvnem serumu lahko zanimiva za diferencialno diagnozo organskih in funkcionalnih lezij organov in tkiv. S spreminjanjem vsebnosti izoencimov v krvnem serumu je mogoče presoditi tako topografijo patološkega procesa kot stopnjo poškodbe organa ali tkiva.

V nekaterih primerih imajo podenote skoraj identično strukturo in vsaka vsebuje katalitično aktivno mesto (na primer β-galaktozidazo, ki je sestavljena iz štirih podenot). V drugih primerih podenote niso enake. Primer slednjega je triptofan sintaza, ki je sestavljena iz dveh podenot, od katerih je vsaka obdarjena s svojo (vendar ne glavno) encimsko aktivnostjo, vendar le v kombinaciji v makromolekularno strukturo obe podenoti kažeta aktivnost triptofan sintaze.

Izraz " več oblik encima»velja za beljakovine, ki katalizirajo isto reakcijo in se naravno pojavljajo v organizmih iste vrste. Izraz " izoencim»velja samo za tiste več oblik encimov, ki se pojavijo zaradi genetsko določeno razlike v primarni strukturi proteina (vendar ne v oblikah, ki so posledica modifikacije enega primarnega zaporedja).

Največja stopnja katalizirane (), elektroforetske mobilnosti ali regulativnih lastnosti.

riž. 4.5. Modeli strukture nekaterih oligomernih .

Opozoriti je treba na odsotnost kovalentnih, glavnih valentnih vezi med podenotami. Vezi so večinoma nekovalentne, zato se precej zlahka disociirajo v protomere. Njihova presenetljiva značilnost je odvisnost celotnega kompleksa od načina, kako so posamezne podenote pakirane skupaj. Če lahko genetsko različne podenote obstajajo v več kot eni obliki, potem lahko v več podobnih, vendar ne identičnih oblikah, ki so sestavljene iz dveh ali več tipov podenot, združenih v različnih količinskih razmerjih. Podobne sorte se imenujejo (izoencimi ali redkeje izoencimi). Zlasti, če je sestavljen iz 4 podenot dveh različnih tipov - H in M ​​(srčna in mišična), je lahko aktivna ena od naslednjih kombinacij: HHHH, HHHM, HHMM, HMMM, MMMM ali H 4, H 3 M, H 2 M 2 , NM 3 , M 4 , ki ustrezajo LDH 1 , LDH 2 , LDH 3 , LDH 4 in LDH 5 . Hkrati se sinteza H- in M-tipov izvaja različno in se v različnih organih različno izraža.

V nekaterih primerih imajo podenote skoraj identično strukturo in vsaka vsebuje katalitično aktivno mesto (na primer β-galaktozidazo, sestavljeno iz 4 podenot). V drugih primerih podenote niso enake. Primer slednjega je triptofan sintaza, sestavljena iz 2 podenot, od katerih je vsaka obdarjena s svojo (vendar ne glavno) encimsko, vendar le v kombinaciji v makromolekularno strukturo obe podenoti kažeta triptofan sintazo.

Izraz "več oblik" se uporablja za katalizacijo istih in se pojavljajo v naravi pri eni vrsti. Izraz "" velja samo za tiste množinske oblike, ki se pojavijo zaradi genetsko določenih razlik v (ne pa tudi za oblike, ki so nastale kot posledica modifikacije enega primarnega zaporedja).

Ena izmed najbolj raziskanih 4 , katere množica oblik je bila podrobno raziskana z gelsko elektroforezo, je LDH, ki katalizira reverzibilno transformacijo v mlečno kislino. Pet LDH se tvori iz 4 podenot približno enake velikosti, vendar dveh različnih tipov. Ker imajo H-protomeri izrazitejši negativni naboj pri pH 7,0–9,0 kot M-protomeri, sestavljeni iz 4 podenot H-tipa (H 4), se bodo z najvišjo hitrostjo v električnem polju selili v pozitivno ( ). Z najnižjo hitrostjo se bo premaknil na M 4, medtem ko bodo ostali izoencimi zasedli vmesne položaje. Treba je poudariti, da

Warburg je ugotovil, da se aldolaze kvasovk iz različnih živalskih tkiv razlikujejo po številnih lastnostih. Pepsin, tripsin, kimotripsin so se razlikovali tudi po topnosti, pH, temperaturnem optimalu.

V poznih petdesetih letih sta biokemika Wieland in Pfleiderer ter drugi raziskovalci iz živalskih tkiv izolirali čiste kristalne pripravke encima. laktat dehidrogenaza in podvržen elektroforezi. Kot rezultat elektroforeze je bil encim praviloma razdeljen na 5 frakcije imajo različno elektroforetično mobilnost. Vse te frakcije so imele aktivnost laktat dehidrogenaze. Tako je bilo ugotovljeno, da je encim laktat dehidrogenaza prisoten v tkivih v več oblikah. Te oblike so bile v skladu z njihovo elektroforetično mobilnostjo označene kot LDH1, LDH2 in LDH3. LDG4, LDG5. (LDH - okrajšava za laktat dehidrogenazo), pri čemer številka 1 označuje komponento z največjo elektroforetično mobilnostjo.

Študije ioencimov laktat dehidrogenaze, izoliranih iz različnih organov živali, so pokazale, da se razlikujejo tako po elektroforetskih in kromatografskih lastnostih kot po kemični sestavi, termični stabilnosti, občutljivosti na delovanje inhibitorjev, K m in drugih lastnostih. Pri analizi laktat dehidrogenaze pri različnih živalskih vrstah so bile odkrite zelo velike medvrstne razlike, vendar je znotraj določene vrste porazdelitev izoencimov značilna velika konstantnost.

Laktat dehidrogenaza je bil prvi encim, katerega posamezne sestavine so bile podrobno preučene. Nekoliko kasneje so bili pridobljeni podatki o več oblikah in molekularni heterogenosti številnih drugih fermeatov, leta 1959 pa je bilo predlagano, da se takšne oblike imenujejo izoencimi ali izoencimi. Encimska komisija Mednarodne biokemične zveze je uradno priporočila, da se ta izraz nanaša na več oblik encimov iz iste biološke vrste.

torej, izoencimi - to je skupina encimov iz istega vira, ki imajo isto vrsto substratne specifičnosti, katalizirajo isto kemično reakcijo, vendar se razlikujejo po številnih fizikalno-kemijskih lastnostih.

Prisotnost več oblik encimov ali izoencimov je bilo ugotovljeno z več kot za100 encimi izoliran iz različnih vrst živali, rastlin in mikroorganizmov. Izoencimi niso vedno sestavljeni iz dveh ali več podenot. V številnih encimih so posamezni izoencimi beljakovine različne kemične strukture, ki imajo enako katalitično aktivnost, vendar so sestavljene samo iz ene podenote.

Trenutno je glavno merilo za nomenklaturo izoencimov njihova elektroforetska mobilnost. To je razloženo z dejstvom, da elektroforeza v primerjavi z drugimi metodami karakterizacije encimov daje najvišjo ločljivost.

Do danes je bilo s preučevanjem rastlinskih izoencimov ugotovljeno, da je veliko encimov prisotnih v rastlinah v več oblikah. Oglejmo si nekaj teh encimov.

Malat dehidrogenaza (1.1.1.37) ima precej zapleteno izoencimsko sestavo. V semenih bombaža in listih špinače so našli 4 izoencime malat dehidrogenaze, ki se razlikujejo po elektroforetski mobilnosti, molekulska masa vsakega od štirih izoencimov špinače pa je bila približno 60 tisoč. Različne rastline vsebujejo neenakomerno število izoencimov malat dehidrogenaze. Na primer, 7–10 izoencimov je bilo najdenih v semenih različnih sort pšenice, 4–5 v koreninah koruze, 9–12 izoencimov malat dehidrogenaze je bilo najdenih v različnih organih gore (korenina, kotiledoni, subkotiledono in nadkotiledonsko koleno). , število izoencimov pa se je spreminjalo glede na fazo razvoja rastlin.

Ugotovljeno je bilo, da se molekulske mase izoencima malat dehidrogenaze včasih bistveno razlikujejo. Na primer, listi bombaža vsebujejo 7 izoencimov malat dehidrogenaze, od tega so 4 izoencimi izooblike z različnim električnim nabojem, vendar enako molekulsko maso približno 60 tisoč. Peti izoencim je imel molekulsko maso približno 500 tisoč in je bil oligomer vsaj ena izmed izoform oblik malat dehidrogenaze z molekulsko maso 60 tisoč Ker so bile v teh študijah molekulske mase določene približno, lahko domnevamo, da je ta izoencim sestavljen iz 8 podenot izoencima z molekulsko maso 60 tisoč.

Odpornost in dovzetnost rastlin za bolezni je pogosto povezana z regulacijo sinteze izoencimov. Kot odgovor na vnos okužbe v rastline se poveča intenzivnost izmenjave stoletij, predvsem redoks. Zato se ob poškodbah rastlin poveča aktivnost encimov OB in število njihovih izoencimov.

Povečanje aktivnosti in povečanje števila izoencimov peroksidaze in o-difenol oksidaze opazimo pri različnih boleznih koruze, fižola, tobaka, detelje, krompirja, lana, ovsa in drugih rastlin. Slika 22 shematično prikazuje spremembo števila izoencimov peroksidaze in njihovo aktivnost, ko paradižnik poškoduje fitoftoro. Če so listi zdravih rastlin vsebovali štiri izoencime peroksidaze, se je v prizadetih listih njihovo število povečalo na devet, aktivnost vseh izoencimov pa se je znatno povečala.

Pri proučevanju sprememb v izoencimski sestavi mitohondrijske peroksidaze in polifenol oksidaze med virusno patogenezo tobačnih vrst, ki so odporne in odporne na virus tobačnega mozaika, je bilo ugotovljeno, da virusna okužba povzroči kvalitativno različne spremembe v izoencimski sestavi tobačnih vrst različnih odpornosti. Pri odporni vrsti se aktivnost številnih izoencimov poveča v večji meri kot pri občutljivi. Tako se glede na potencialno sposobnost rastline za biosintezo izoencimov spreminja dovzetnost rastline za nalezljive bolezni.

Glutamat dehidrogenaza

esteraze

saharaza

Biološka vloga izoencimov v rastlinah.

IF pričajo o veliki labilnosti encimskega aparata rastlin, ki omogoča izvajanje potrebnih presnovnih procesov v stoletjih. v celici, ko se spremenijo okoljske razmere, zagotavlja posebnosti izmenjave stoletij. za določen rastlinski organ ali tkivo. Spodbuja prilagodljivost rastlin spremenljivim razmeram. okolje.

Sočasna prisotnost v celicah več oblik istega encima, skupaj z drugimi regulacijskimi mehanizmi, prispeva k doslednosti presnovnih procesov v stoletjih. v celici in hitro prilagajanje rastlin na spreminjajoče se okoljske razmere.

Pravzaprav smo opazili, da se posamezni izoencimi razlikujejo po temperaturnih optimah, pH optimah, odnosu do inhibitorjev in drugih lastnostih. Iz tega sledi, da če se na primer močno spremenijo temperaturni pogoji, ki postanejo neugodni za manifestacijo katalitične aktivnosti nekaterih izoencimov, potem se njihova aktivnost zatre. Vendar se ta encimski proces v rastlinah ne ustavi popolnoma, saj drugi izoencimi istega encima, za katere je ta temperatura ugodna, začnejo kazati katalitično aktivnost. Če se iz kakršnega koli razloga pH reakcijskega medija spremeni, potem oslabi tudi aktivnost nekaterih izoencimov, vendar namesto njih začnejo katalitično aktivnost kazati izoencimi z drugačnim pH optimumom. Visoke koncentracije soli zavirajo delovanje številnih encimov, kar je eden od razlogov za poslabšanje rasti rastlin na slanih tleh. Vendar pa se tudi pri visokih koncentracijah soli v celicah encimski procesi ne ustavijo popolnoma, saj posamezni izoencimi niso enako povezani s povečanjem koncentracije soli: aktivnost nekaterih izoencimov se zmanjša, drugih pa poveča.

Odpornost in dovzetnost za bolezni pogosto temeljita na regulaciji sinteze IF.

Biosintezo izoencimov določajo genetski dejavniki, za vsako rastlinsko vrsto pa je značilen specifičen nabor izoencimov za to vrsto, t.j. Specifičnost vrste se kaže v izoencimski sestavi.

Različni organi iste rastline se razlikujejo po IF. Študija lastnosti izoencimov laktat dehidrogenaze, izoliranih iz različnih živalskih tkiv, je pokazala, da imajo vsi izoencimi približno enako molekulsko maso (približno 140 tisoč) pod pogoji, na primer pod vplivom zdravljenja. z 42 M sečnino vsak od izoencimov disociira na 4 podenote z molekulsko maso okoli 35 000. Tako je vsak od petih izoencimov laktat degttdrogenaze tetramer. Ugotovljeno je bilo, da so vsi izoencimi laktat dehidrogenaze možne kombinacije le dveh tipov podenot, ki jih običajno označujemo s črkama A in B. Različne kombinacije teh tipov podenot tvorijo vseh pet izoencimov laktat dehidrogenaze (slika 18). To kaže, da imajo izoencimi laktat dehidrogenaze strogo urejeno strukturo, posamezne podenote v molekuli tega proteina-encima pa so povezane z vodikovimi vezmi, ki se lahko pretrgajo pod delovanjem koncentrirane raztopine sečnine.

Postavlja se vprašanje, kako se posamezne podenote laktat dehidrogeaze med seboj razlikujejo in kaj je razlog za različno elektroforetično mobilnost posameznih izoencimov? To vprašanje je zdaj dobilo precej jasne odgovore. Izkazalo se je, da sta podenoti A in B t-c aminokisline. Podenota B vsebuje več kislih majhnih aminokislin v primerjavi s podenoto A. V zvezi s tem se vsi izoencimi laktat dehidrogenaze (LDH1 - LDH2) razlikujejo po številu teh aminokislin, njihove molekule imajo različne električne naboje in različno elektroforetično mobilnost. Izoencimi laktatne dehidrogeaze se razlikujejo tudi po številnih drugih lastnostih, zlasti po Michaelisovih konstantah Km, odnosu do številnih inhibitorjev in termični stabilnosti.

Encimi, ki katalizirajo isto kemično reakcijo, vendar se razlikujejo po primarni strukturi beljakovin, se imenujejo izoencimi ali izoencimi. Katalizirajo isto vrsto reakcije z v osnovi enakim mehanizmom, vendar se med seboj razlikujejo po kinetičnih parametrih, aktivacijskih pogojih in značilnostih razmerja med apoencimom in koencimom.

Narava videza izoencimov je raznolika, najpogosteje pa zaradi razlik v strukturi genov, ki kodirajo te izoencime. Posledično se izoencimi razlikujejo po primarni strukturi beljakovinske molekule in s tem po fizikalno-kemijskih lastnostih. Metode za določanje izoencimov temeljijo na razlikah v fizikalno-kemijskih lastnostih.

Po svoji strukturi so izoencimi večinoma oligomerni proteini. Poleg tega to ali ono tkivo pretežno sintetizira določene vrste protomerov. Kot rezultat določene kombinacije teh protomerov nastanejo encimi z različnimi strukturami - izomerne oblike. Odkritje nekaterih izoencimskih oblik encimov omogoča njihovo uporabo za diagnosticiranje bolezni.

Izoforme laktat dehidrogenaze. Encim laktat dehidrogenaza (LDH) katalizira reverzibilno oksidacijo laktata (mlečne kisline) v piruvat (pirovična kislina) (glejte poglavje 7).

laktat dehidrogenaza- oligomerni protein z molekulsko maso 134.000 D, sestavljen iz 4 podenot 2 vrst: M (iz angleščine mišica - mišica) in H (iz angleščine srce - srce). Kombinacija teh podenot je osnova za nastanek 5 izooblik laktat dehidrogenaze (slika 2-35, A). LDH 1 in LDH 2 sta najbolj aktivna v srčni mišici in ledvicah, LDH4 in LDH5 - v skeletnih mišicah in jetrih. V drugih tkivih obstajajo različne oblike tega encima.

Za izoforme LDH je značilna elektroforetska mobilnost, ki omogoča ugotavljanje tkivne pripadnosti izooblik LDH (slika 2-35, B).

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

Molekula KK je dimer, sestavljen iz dveh vrst podenot: M (iz angleščine mišica - mišica) in B (iz angleščine možgani - možgani). Iz teh podenot nastanejo 3 izoencimi - BB, MB, MM. Izoencim BB se nahaja pretežno v možganih, MM v skeletnih mišicah in MB v srčni mišici. Izoforme KA imajo različno elektroforetično mobilnost (slika 2-36).

Aktivnost CK v normi ne sme presegati 90 ie / l. Določanje aktivnosti CK v krvni plazmi ima diagnostično vrednost pri miokardnem infarktu (pride do povečanja ravni izoforme MB). Količina izoforme MM se lahko poveča s poškodbami in poškodbami skeletnih mišic. Izoforma BB ne more prodreti skozi krvno-možgansko pregrado, zato se v krvi praktično ne zazna niti pri kapi in nima nobene diagnostične vrednosti.

Izoencimi- To so encimi, katerih sintezo kodirajo različni geni, imajo različne primarne strukture in različne lastnosti, a katalizirajo isto reakcijo. Vrste izoencimov:

Organski - encimi glikolize v jetrih in mišicah.

Celična - citoplazmatska in mitohondrijska malat dehidrogenaza (encimi so različni, a katalizirajo isto reakcijo).

Hibrid - encimi s kvartarno strukturo, nastanejo kot posledica nekovalentne vezave posameznih podenot (laktat dehidrogenaza - 4 podenote 2 vrst).

Mutant - nastanejo kot posledica ene same mutacije gena.

Aloencimi - kodirani z različnimi aleli istega gena.

10. I. Terapevtska uporaba encimov pa je razdeljen na dve vrsti: 1) uporaba za namen nadomestno zdravljenje in 2) da bi vplivali na encim na žarišče bolezni.

Najpogosteje se uporablja za nadomestno zdravljenje prebavni encimi, ko se ugotovi, da ima bolnik pomanjkljivost. Primeri vključujejo pripravke želodčnega soka ali čisti pepsin ali acidin-pepsin, ki je nepogrešljiv pri gastritisu s sekretorno insuficienco, pri dispepsiji pri otrocih. Pankreatin - zdravilo, ki je mešanica encimov trebušne slinavke, se uporablja za pankreatitis, večinoma kronične narave. Znana zdravila imajo enako vrednost holenzim, panzinorm itd.

Drugo področje uporabe nadomestne terapije je zdravljenje bolezni, povezanih s t.i encimopatije. To so prirojene ali dedne bolezni, pri katerih je motena sinteza kakršnih koli encimov. Te bolezni so običajno izjemno hude, otroci z dednim pomanjkanjem katerega koli encima ne živijo dolgo, trpijo za hudimi duševnimi motnjami, zaostankom v telesnem in duševnem razvoju. Nadomestno zdravljenje lahko včasih pomaga premagati te motnje.

Uporabljajo se številni encimski pripravki kirurški praksa za čiščenje površine rane iz gnoja, mikrobov, odvečnega granulacijskega tkiva; v kliniki za notranje bolezni se uporabljajo: za redčenje viskoznih izločkov, eksudatov, krvnih strdkov, na primer pri hudih vnetnih boleznih pljuč in bronhijev. to so predvsem encimi - hidrolaze, sposobne razgraditi naravne biopolimere - beljakovine, NA, polisaharide. Zaradi njihovega protivnetnega delovanja se uporabljajo tudi za tromboflebitis, vnetno-distrofične oblike. paro približno dontoza, osteomielitis, sinusitis, otitis in druge vnetne bolezni.

Sem spadajo encimi kot npr tripsin, kimotripsin, RNA-za, DNA-aza, fibrinolizin. fibrinolizin uporablja se tudi za odstranjevanje intravaskularnih strdkov. RNaza in DNaza se uspešno uporabljata za zdravljenje nekaterih virusnih okužb, na primer za ubijanje virus herpesa.

Encimi kot npr hialuronidaza, kolagenaza, lidaza, uporablja za spopadanje s presežkom brazgotine.

Asparaginaza- encim, ki ga proizvajajo nekateri sevi Escherichia coli. Ima terapevtski učinek pri nekaterih oblikah tumorjev. Terapevtski učinek je povezan z lastnostjo encima, da moti presnovo aminokisline asparagin, ki je potrebna za rast tumorskih celic.

Uporaba encimskih pripravkov v terapevtske namene je še zelo mlado področje medicinske znanosti. Omejitev pri tem je zapletenost tehnologij in visoki stroški pridobivanja čistih encimskih pripravkov v kristalni obliki, primerni za shranjevanje in uporabo pri ljudeh. Poleg tega je treba pri uporabi encimskih pripravkov upoštevati tudi druge okoliščine:

1) Encimi so beljakovine, zato lahko v nekaterih primerih povzročijo neželeno alergijsko reakcijo.

2) Hitra razgradnja vnesenih encimov (proteinski pripravek, zato ga takoj zajamejo celice lovilci - makrofagi, fibroblasti itd. Zato so za dosego želenega učinka potrebne velike koncentracije pripravkov.

3) Z naraščajočo koncentracijo pa so lahko encimski pripravki strupeni.

In vendar, v primerih, ko je te ovire mogoče premagati, imajo encimski pripravki odličen terapevtski učinek.

Te pomanjkljivosti se na primer delno odpravijo s pretvorbo encimov v tako imenovano "imobilizirano" obliko.

Več o metodah imobilizacije encimov in o tem, kako jih uporabiti v svojih učnih pripomočkih, boste prebrali.

Izoencimi so izofunkcionalni proteini. Katalizirajo isto reakcijo, vendar se razlikujejo po nekaterih funkcionalnih lastnostih zaradi razlik v:

aminokislinska sestava;

elektroforetska mobilnost;

Molekularna teža;

Kinetika encimskih reakcij;

Način regulacije;

Stabilnost itd.

Izoencimi so molekularne oblike encima, razlike v aminokislinski sestavi so posledica genetskih dejavnikov.

Primeri izoencimov: glukokinaza in heksokinaza.

Heksokinaza lahko fosforilira kateri koli šestčlenski cikel, heksokinaza lahko pretvori samo glukozo. Po zaužitju obroka, bogatega z glukozo, začne delovati glukokinaza. Heksokinaza je stacionarni encim. Katalizira razgradnjo glukoze pri nizkih koncentracijah, ki vstopi v telo. Razlikujejo se po lokalizaciji (glukokinaza - v jetrih, heksokinaza - v mišicah in jetrih), fiziološkem pomenu, Michaelsovi konstanti.

Če je encim oligomerni protein, potem lahko izoforme dobimo kot rezultat različnih kombinacij protomerov. Na primer, laktat dehidrogenaza je sestavljena iz 4 podenot. H - podenote srčnega tipa, M - mišica. Teh podenot je lahko 5 kombinacij in posledično 5 izoencimov: HHHH (LDH 1 - v srčni mišici), HHHM (LDH 2), HHMM (LDH 3), HMMM (LDH 4), MMMM (LDH 5 - v jetrih in mišicah). [riž. te 4 črke v krogih.

Izoencime je treba razlikovati od več oblik encimov. Več oblik encimov so encimi, ki so modificirani po njihovi sintezi, kot sta fosforilaza A in B.

Kaj bomo naredili s prejetim materialom:

Če se je to gradivo izkazalo za koristno za vas, ga lahko shranite na svojo stran na družbenih omrežjih:

tweet

Vse teme v tem razdelku:

Beljakovine in njihova biološka vloga
Beljakovine (beljakovine) - protos - pred vsem, primarni, najpomembnejši, določajo vse ostalo. Beljakovine so organske snovi z visoko molekulsko maso, ki vsebujejo dušik

Karakterizacija enostavnih beljakovin
Klasifikacija (ustvarjena leta 1908) temelji na topnosti beljakovin. Na podlagi tega so: I. histoni in protamini, topni v fizioloških raztopinah. O

Kromoproteini
Zanje je protetični del obarvan (kromos - barva). Kromoproteini vključujejo hemoglobin, mioglobin, katalazo, peroksidazo, številne encime, ki vsebujejo flavin (sukcinat dehidrogenaza, aldehideoks).

Lipidno-proteinski kompleksi
Lipidno-beljakovinski kompleksi so kompleksni proteini, katerih protetični del je sestavljen iz različnih lipidnih komponent. Te komponente vključujejo: 1. omejevanje in neomejeno B

Nukleoproteini
Nukleoproteini so kompleksne beljakovine, ki vsebujejo nukleinske kisline kot majhen del (do 65 %). NP so sestavljeni iz 2 delov: beljakovin (vsebuje histone in protamine, ki

Ogljikovi hidrati-beljakovinski kompleksi
Ogljikovi hidrati delujejo kot protetična skupina. Vsi kompleksi ogljikovih hidratov in beljakovin so razdeljeni na glikoproteine ​​in proteoglikane. Glikoproteini (GP) - kompleks beljakovin z ogljikovimi hidrati

Fosfoproteini
Beljakovine, pri katerih je prostetična skupina fosforna kislina. Vezava fosforne kisline na polipeptidno verigo se pojavi s tvorbo estrske vezi z AK SEP ali TPE.

Struktura koencimov
Koencimi v katalitskih reakcijah izvajajo transport različnih skupin atomov, elektronov ali protonov. Koencimi se na encime vežejo: - s kovalentnimi vezmi; - ionski

Lastnosti encimov
Skupne značilnosti encimov in nebioloških katalizatorjev: 1) oba katalizirata le energetsko možne reakcije; 2) povečati hitrost reakcije; 3) n

Nomenklatura encimov
1) Obstaja trivialna nomenklatura - imena so naključna, brez sistema in baze, na primer tripsin, pepsin, kimotripsin. 2) Delovna nomenklatura - ime encima je sestavljeno iz imena

Sodobni koncepti encimske katalize
Prvo teorijo encimske katalize sta v začetku 20. stoletja razvila Warburg in Baylis. Ta teorija je predlagala upoštevanje, da encim adsorbira substrat na sebi, in se je imenovala adsorpcija, vendar

Molekularni učinki delovanja encimov
1) Učinek koncentracije je adsorpcija molekul reaktantov na površino molekule encima, t.j. substrata, kar vodi do njihove boljše interakcije. Na primer: elektrostatična privlačnost

Teorija kislinsko-bazične katalize
Aktivni center encima vsebuje tako kisle kot bazične funkcionalne skupine. Posledično encim med katalizo kaže kislinsko-bazične lastnosti; igra vlogo

Regulacija aktivnosti encimov
Encimi so regulirani katalizatorji. Metaboliti, strupi lahko delujejo kot regulatorji. Razlikovati: - aktivatorje - snovi, ki povečajo hitrost reakcije;

Prebava in absorpcija beljakovin
Funkcije beljakovin so raznolike, še posebej pa se razlikujejo strukturne, katalitične in energijske funkcije. Energijska vrednost beljakovin je približno 4,1 kcal/g. Med vsemi snovmi, ki vstopajo

Preoblikovanje beljakovin v prebavnih organih
Vse beljakovine so podvržene delovanju hidrolaz (tretji razred encimov), in sicer peptidaz – običajno nastanejo v neaktivni obliki in se nato aktivirajo z delno proteolizo.

Prebava kompleksnih beljakovin in njihov katabolizem
1. Glikoproteine ​​hidrolizirajo glikozidaze (amilolitični encimi). 2. Lipoproteini – s pomočjo lipolitičnih encimov. 3. Hem, ki vsebuje kromoprote

Gnitje beljakovin in nevtralizacija njegovih produktov
Gnitje beljakovin je bakterijska razgradnja beljakovin in AA pod delovanjem črevesne mikroflore. Gre v debelo črevo, lahko pa ga opazimo tudi v želodcu - z zmanjšanjem kislosti

Presnova aminokislin
Telesni sklad AA se polni zaradi naslednjih procesov: 1) hidrolize živilskih beljakovin, 2) hidrolize tkivnih beljakovin (pod delovanjem lizosomskih katepsinov). AK-sklad se porabi za proces

Pogoste presnovne poti
1. Transaminacija (odkrila leta 1937 Braunstein in Kritzm).

Začasna nevtralizacija amoniaka
Amoniak je strupen (50 mg amoniaka ubije zajca, medtem ko = 0,4-0,7 mg / l). Zato se v tkivih amoniak nevtralizira na začasne načine: 1) predvsem - slike

Cikel ornitin uree
Sečnina vsebuje 80-90 % vsega dušika v urinu. Na dan nastane 25-30 g sečnine NH2-CO-NH2. 1. NH3 + CO

Sinteza in razgradnja nukleotidov
Značilnosti izmenjave nukleotidov: 1. V sintezo nukleinskih kislin in nukleotidov telesa niso vključeni niti sami nukleotidi niti dušikove baze, ki jih dobimo s hrano. t.j. nukleotidi hrane

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

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

Replikacija (samopodvojitev, biosinteza) DNK
Leta 1953 sta Watson in Crick odkrila načelo komplementarnosti (komplementarnosti). Torej, A \u003d T in GºC. Zahtevani pogoji za replikacijo: 1. stran

Transkripcija (prenos informacij iz DNK v RNA) ali biosinteza RNA
Transkripcija, za razliko od replikacije, prenaša informacije iz majhnega dela DNK. Osnovna enota transkripcije je operon (transkripton) - del DNK, ki je podvržen trans

Regulacija biosinteze beljakovin
Celice večceličnega organizma vsebujejo enak niz DNK, vendar se sintetizirajo različni proteini. Na primer, vezivno tkivo aktivno sintetizira kolagen, v mišičnih celicah pa takšne beljakovine ni. IN

Mehanizmi razvoja rakavih tumorjev
Rak je genetska bolezen; poškodba genov. Vrste poškodb genov: 1) izguba gena, 2) sama poškodba gena, 3) aktivacija gena,

Prebava lipidov
Pri zaužitju s hrano so lipidi v ustni votlini podvrženi le mehanski obdelavi. Lipolitični encimi se v ustni votlini ne tvorijo. V teh oddelkih bo potekala prebava lipidov

Mehanizem resinteze maščobe
Resinteza maščobe v črevesni steni poteka takole: 1. najprej se z ATP aktivirajo produkti hidrolize (glicerol, HFA). Sledi zaporedna acilacija

Transportne oblike lipidov v telesu
Lipidi so v vodi netopne spojine, zato so za njihov transport v krvi potrebni posebni vodotopni nosilci. Plazemski lipoproteini so takšne transportne oblike.

Preobrazba lipidov v tkivih
V tkivih nenehno potekajo procesi razpadanja in sinteze lipidov. Glavnina lipidov v človeškem telesu je TG, ki so prisotni v celici v obliki vključkov. Obdobje obnove TG v različnih tkivih

Biosinteza glicerola in maščobnih kislin v tkivih
Biosinteza glicerola v tkivih je tesno povezana s presnovo glukoze, ki zaradi katabolizma prehaja skozi faze nastanka trioze. Gliceraldehid-3-fosfat v citoplazmi

Patologija presnove lipidov
V fazi zaužitja s hrano. Obilna maščobna hrana v ozadju telesne nedejavnosti vodi v razvoj prehranske debelosti. Presnovne motnje so lahko povezane z nezadostnim vnosom maščob

Ca2+ ioni
Tvorijo spojino z beljakovino - kalmodulin. Ca2+-kalmodulinski kompleks aktivira encime (adenilat ciklaza, fosfodiesteraza, od Ca2+ odvisna protein kinaza). Obstaja skupina

Paratiroidni hormoni
Parathormone, sestavljen iz 84 AA, uravnava raven Ca2+, spodbuja sproščanje kalcija (in fosforja) iz kosti v kri; Povečajo reabsorpcijo kalcija v ledvicah, vendar spodbujajo sproščanje fosforja; IZ

Vloga vitaminov pri presnovi
1.(!) vitamini so predhodniki koencimov in protetičnih skupin encimov. Na primer, B1 - tiamin - je del koencima ketokislinskih dekarboksilaz v obliki TPP (TDF), B2 - riboflavina -

Koncept hipovitaminoze, avitaminoze in hipervitaminoze
Hipovitaminoza je patološko stanje, povezano s pomanjkanjem vitamina v telesu. Avitaminoza je patološko stanje, ki nastane zaradi pomanjkanja vitamina v telesu.

Vzroki za hipovitaminozo
1. Primarni: pomanjkanje vitamina v hrani. 2. Sekundarni: a) izguba apetita; b) povečana poraba vitaminov; c) motnje malabsorpcije in odstranjevanja, npr. entero

vitamin A
Vitameri: A1 - retinol in A2 - mrežnica. Klinično ime: antikseroftalmični vitamin. Po kemijski naravi: ciklični nenasičen monohidrični alkohol na osnovi obroča b-

vitamin D
Antirahitični vitamin. Obstajata dva vitamera: D2 - ergokalciferol in D3 - holekalciferol. Vitamin D2 najdemo v gobah. Vitamin D3 se sintetizira v telesu

vitamin E
Zastarelo: antisterilni vitamin, antioksidativni encim. Kemično so to alfa, beta, gama in delta tokoferoli, a prevladuje alfa tokoferol. Vitamin E stabilen

vitamin K
Antihemoragični vitamin. Vitameri: K1 - filokinon in K2 - menakinon. Vloga vitamina K pri presnovi Je kofaktor za karboksilacijo glutamina

vitamin C
Askorbinska kislina, vitamin proti skorbutu (scorbut = skorbut). Je lakton. Preprosto oksidira: O=C─┐ O=C─┐ | │ | │ NE-S

Vitamin B1
Tiamin, vitamin proti nevrotiki. Tiamin je stabilen v kislem okolju (do 140ºС), v alkalnem okolju pa bi

Vitamin B2
Riboflavin je stabilen v kislem okolju, vendar se uniči v nevtralnem in alkalnem okolju. Preprosto oksidira z dvema

Vitamin PP
Antipelagrični vitamin. Vitameri: nikotinska kislina, nikotinamid, niacin.

Vitamin B6
Vitamin proti dermatitisu. Piridoksin → piridoksal → piridoksamin [nariši formule]

Vitamin B12
kobalamin. Antianemični vitamin. Ima rdečo barvo. Na svetu se razgradi. Vloga kobalamina pri presnovi - transport metilnih skupin; - sodeluje pri

Vitamin B3
pantotenska kislina. [riž. formule HOCH2-C((CH3)2)-CH(OH)-CO-NH-CH2-CH2-COOH] Sestoji iz maslene kisline z b-alaninom.

Hidroksilacija ksenobiotikov s sodelovanjem mikrosomskega monooksigenaznega sistema
1. benzen: [sl. benzen + O2 + NADPH2® (hidroksilaza, citokrom P450) fenol + NADP + H2O] 2. indol: [sl. indol + O2 + H

Vloga jeter pri presnovi pigmentov
Presnova pigmentov je niz zapletenih medsebojnih pretvorb barvnih snovi v tkivih in tekočinah človeškega telesa. Pigmenti vključujejo 4 skupine snovi: 1. hem

Biosinteza hema
Biosinteza hema poteka v večini tkiv, z izjemo eritrocitov, ki nimajo mitohondrijev. V človeškem telesu se hem sintetizira iz glicina in sukcinil-CoA, ki nastane kot posledica

Razpad hema
Večina hemskih kromogenih pigmentov v človeškem telesu nastane med razgradnjo hema. Glavni vir hema je hemoglobin. V eritrocitih je vsebnost hemoglobina 80%, življenjska doba

Patologija metabolizma pigmentov
Praviloma je povezana s kršitvijo procesov katabolizma hema in se izraža s hiperbilirubinemijo in se kaže v zlatenici kože in vidnih sluznic. Bilirubin povzroča kopičenje v CNS

Vrste sprememb v biokemični sestavi krvi
I. Absolutno in relativno. Absolutne so posledica kršitve sinteze, razpada, izločanja določene spojine. Relativni so posledica spremembe volumna c

Sestava beljakovin v krvi
Funkcije krvnih beljakovin: 1. podpirajo onkotski tlak (predvsem zaradi albuminov); 2. določiti viskoznost krvne plazme (predvsem zaradi albumina);

skupne beljakovine
Običajno je skupna beljakovina v krvi 65-85 g/l. Celotna beljakovina je vsota vseh beljakovin v krvi. Hipoproteinemija - zmanjšanje albumina. Vzroki:

Globulini so normalni 20-30 g/l
I. α1-globulini α-antitripsin - zavira tripsin, pepsin, elastazo in nekatere druge krvne proteaze. Deluje protivnetno

Preostali dušik
Preostali dušik je vsota dušika vseh snovi, ki ne vsebujejo beljakovin, v krvi. Običajno 14-28 mmol / l. 1. Metaboliti: 1.1. aminokisline (25%); 1.2. ustvariti

presnova ogljikovih hidratov
Glukoza v kapilarni krvi na prazen želodec 3,3-5,5 mmol / l. 1. Hiperglikemija (povišana glukoza): 1.1. hiperglikemija trebušne slinavke - v odsotnosti insulina

presnova lipidov
Holesterol je normalen 3-5,2 mmol / l. V plazmi je del LDL, VLDL (aterogene frakcije) in HDL (antiaterogene frakcije). Verjetnost razvoja ateroskleroze

Izmenjava mineralov
Natrij je glavni zunajcelični ion. Na raven Na+ v krvi vplivajo mineralokortikoidi (aldosteron zadržuje natrij v ledvicah). Raven natrija poveča hem

Plazemski encimi
Razvrščeni: 1. Delovanje encimov (dejanska plazma). Na primer, renin (zvišuje krvni tlak z angiotenzinom II), holinesteraza (razgrajuje acetilholin). Njihova aktivnost je višja v

Fizikalne lastnosti urina zdrave osebe, njihove spremembe v patologiji
I. Količina urina je običajno 1,2-1,5 litra. Poliurija - povečanje količine urina zaradi: 1) povečanja filtracije (pod delovanjem adrenalina, fi

Kazalniki kemične sestave urina
Skupni dušik je skupni dušik vseh snovi, ki vsebujejo dušik, v urinu. Normalno - 10-16 g / dan. Pri patologijah lahko skupni dušik: ü poveča - hiperazoturija

Značilnosti presnove v živčnem tkivu
Izmenjava energije. V možganskem tkivu se poveča celično dihanje (prevladujejo aerobni procesi). Možgani porabijo več kisika kot nenehno delujoči možgani.

Kemični prenos živčnega vzbujanja
Prenos vzbujanja iz ene celice v drugo poteka s pomočjo nevrotransmiterjev: - nevropeptidov; - AK; - acetilholin; - biogeni amini (adrenalin,