4. enzymy, funkce, biologický význam juang.bst.ntu.tw/bcbasics/animation.htm#enzyme

4. Enzymy, funkce, biologický význam

http://juang.bst.ntu.edu.tw/BCbasics/Animation.htm#Enzyme

Biokatalyzátor (biocatalyst)

Katalyzátor biologického původu, typicky

enzym.

Enzym (enzyme) Makromolekula, obvykle protein, často obsahující nebo vyžadující jeden nebo více kovových iontů, která působí jako (bio)katalyzátor zvýšením reakčního toku.

Enzym - makromolekula, obvykle protein, často obsahující nebo vyžadující jeden nebo více kovových iontů, která působí jako (bio)katalyzátor zvýšením reakčního toku.

Enzym obecně katalyzuje pouze jeden typ reakce (reakční selektivita) a působí pouze na omezenou množinu substrátů (nebo jen na jeden substrát, substrátová selektivita). Molekuly substrátu se transformují na stejném místě (regioselektivita, regionální selektivita) a transformuje se pouze jeden substrát nebo preferenčně jeden z enantiomerů nebo chirálních substrátů nebo racemických směsí (enantioselektivita, speciální forma stereoselektivity). Zdroj: Glossary of terms used in medicinal chemistry, IUPAC Recommendations 1998, Zdroj: Glossary of terms used in bioinorganic chemistry, IUPAC Recommendations 1997.

Kofaktor (cofactor)

Organická molekula nebo iont (obvykle iont kovu) který je nutný pro aktivitu enzymu. Připojen je buď

volně (koenzym) nebo

pevně (prostetická skupina).

Koenzym (coenzyme)

Disociovatelná nízkomolekulární neproteinová organická látka (obvykle nukleotid), která se účastní enzymových reakcí jako akceptor nebo donor chemických skupin nebo elektronů.

Prostetická skupina (prostethic group)

Pevně vázaná specifická nepolypeptidová jednotka v proteinu určující a účastnící se jeho biologické aktivity

Vazebné místo (binding site)

Specifická oblast (nebo atom) molekulové entity, která je schopna vstoupit do stabilizující interakce s jinou molekulovou entitou.

Aktivní centrum (active center, active site)

Oblast enzymu, kde probíhá specifická reakce.

Enzym

Substrát

Pokud by enzym pouze vázal substrát, žádná další reakce by neproběhla

Přechodový stav Produkt

Enzym nejen že rozpoznává substrát, ale také indukuje formování přechodového stavu

Adapted from Nelson & Cox (2000) Lehninger Principles of Biochemistry (3e) p.252

X

Povaha enzymové katalýzy

●● EnzymEnzym poskytuje katalytický povrch poskytuje katalytický povrch

●● Tento povrch stabilizuje přechodový stavTento povrch stabilizuje přechodový stav

●● Transformuje přechodový stav na produktTransformuje přechodový stav na produkt

B

BA Katalytický povrch

A

Juang RH (2004) BCbasics

Enzym stabilizuje přechodový stav

S

P

ES

EST

EP

ST

Směr reakce

Změna energie

Energie potřebná bez

katalyzování

Pokles energie při

katalyzování

T = Transition state

Adapted from Alberts et al (2002) Molecular Biology of the Cell (4e) p.166

Aktivní místo hluboce zanořená kapsa

Proč je energie požadovaná k dosažení přechodového nižší v aktivní m místě enzymu?

Je to tajemná kapsa!

(1) Stabilizuje přechod

(2) Odpuzuje vodu

(3) Reaktivní skupiny

(4) Spolupráce koenzymu

(2)

(3)(4)

(1)CoE

+

-


Aktivní místo enzymu je hlubší než při vazbě protilátky

Naopak aktivní místo enzymu nejen že rozpozná substrát, ale také komplementárně umožňuje vznik přechodového stavu a stabilizuje ho.

Vazebné místo antigenu se váže komplementárně na protilátku, bez další reakce.

Adapted from Nelson & Cox (2000) Lehninger Principles of Biochemistry (3e) p.252

X

Aktivní místo zabraňuje vlivu vody

Odstranění vlivu vody umoňuje vznik stabilních iontových vazeb

Adapted from Alberts et al (2002) Molecular Biology of the Cell (4e) p.115

-+

Reakce katalyzované enzymy

• rychlosti enzymových reakcí jsou vyšší o 6 až 12 řádů než rychlosti odpovídajících reakcí bez katalyzátorů a nejméně o několik řádů vyšší, než odpovídajících reakcí katalyzovaných chemicky

• reakce probíhají za teplot pod 100 °C, při atmosférickém tlaku a při téměř neutrálních hodnotách pH

• reakce mají málokdy vedlejší produkty, enzymy mají vysokou specifitu k substrátům a tvoří mnohem specifičtější produkty

• katalytické schopnosti enzymů ovlivňují další sloučeniny (allosterická regulace, kovalentní modifikace enzymu)

Allosterický enzym (allosteric enzyme)

Enzym obsahující oblast, oddělenou od místa vazby substrátu, na niž se mohou vázat malé regulační molekuly (efektory) a ovlivňovat katalytickou aktivitu enzymu

Allosterický efektor (allosteric effector)

Specifická malá molekula, která se váže na apoprotein na odlišném místě než je katalytické místo a moduluje (aktivací nebo inhibicí) biologickou aktivitu.

Allosterický enzym (allosteric enzyme) - enzym obsahující oblast, oddělenou od místa vazby substrátu, na niž se mohou vázat malé regulační molekuly (efektory) a ovlivňovat katalytickou aktivitu enzymu.

Efektory se označují jako aktivátory nebo deaktivátory (inhibitory). Efektorová molekula nemusí mít strukturální vztah k substrátu nebo může být druhou molekulou substrátu.

Allosterická regulace je regulace aktivity alosterickým enzymem.

Allosterická vazebná místa (allosteric binding sites) mohou obsahovat nejen enzymy, ale také receptory, důsledkem může být zvýšená nebo redukovaná interakce molekuly s normálním ligandem.

Enzymová indukce (enzyme induction) - proces, kdy se syntetizuje indukovatelný enzym jako odpověď na působení specifické molekuly induktoru. Induktorová molekula (obvykle substrát vyžadující katalytickou aktivitu indukovatelného enzymu k tomu, aby byl metabolizován) se obvykle kombinuje s represorem, což zabraňuje blokování operátoru represorem a výsledkem je translace genu pro enzym

Proces, kdy se syntetizuje indukovatelný enzym jako odpověď na působení specifické molekuly

induktoru

Enzymová represe (enzyme repression) - situace při které je syntéze enzymu zabráněno molekulou represoru. V mnoha případech působí koncový produkt řetězce syntézy (např. aminokyselina) jako zpětnovazební korepresor kombinací s intracelulárním aporepresorovým proteinem, takže tento komplex je schopen blokovat funkci operátoru. Výsledkem je zabránění transkripce do mRNA a exprese všech enzymů nezbytných pro syntézu koncového enzymu je ukončena.

Situace při které je syntéze enzymu zabráněno molekulou represoru.

Enzymová kinetika

Enzymová kinetika

• Reakce katalyzované enzymy jsou saturovatelné (jako například membránový transport)

• Při vysokých koncentracích substrátu mají reakci kinetiku nultého řádu – nezávislou na koncentraci substrátu

Enzymová kinetika

E S+ P+

Teorie Teorie Steady StateSteady State

Ve steady state se udržuje stejný tok produkce a odčerpávání přechodového stavu, takže je konstantní koncentrace přechodového stavu.

SE E


Konstatntní koncentrace ES ve steady state

S P

EES

Reakční čas

Koncentrace


Závislost počáteční rychlosti konverze substrátu (S) na produkt (P) při enzymové nebo jiné katalyzované reakci. Nejjednodušší mechanismus k1 k2

E + S ↔ ES ↔ E + P k-1 k-2

dává při podmínkách počátečního steady state a při [P] = 0 rovnici Michaelise-Mentenové V[S] ν = ------------ Km + [S] kde ν je rychlost konverze (Ms-1), V = k2[E] je maximální tok při [S] = pro určitou koncentraci enzymu/katalyzátoru, k2 je číslo obratu (s-1) a Km = (k-1 + k2)/k1 je Michaelisova konstanta při použitých podmínkách. V případě, že enzym nebo katalyzátor není čistý, [E] se udává jako gl-1 místo M. Rovnice vede k hyperbolické závislosti ν na [S], která se v praxi pozoruje často a dokonce i když [S] není ve velkém nadbytku nad [E].

Kinetika Michaelise a Mentenové

Enzymová inhibice

• Mnoho léků působí jako inhibitory enzymů• Inhibitory se váží reversibilně, inaktivátory ireversibilně• Záleží na působení inhibitoru

– Kompetitivní inhibitory interferují s vazbou substrátu• Snížení volného enzymu E –> EI

• Vysoká koncentrace substrátu zajistí, že se Vmax nezmění

– Nekompetitivní a smíšená inhibice

– inhibitory se váží jak na E tak na ES– Akompetitivní inhibitory se váží na ES komplex

• Snížení koncentrace ES–>ESI

• Vmax a Km jsou sníženy stejným faktorem

Enzyme Inhibition (Mechanism)

I

I

S

S

S I

I

I II

S

Competitive Non-competitive Uncompetitive

EE

Different siteCompete for

active siteInhibitor

Substrate

Ca

rtoo

n G

uid

eEq

uatio

n an

d De

scrip

tion

[II] binds to free [E] only,and competes with [S];increasing [S] overcomesInhibition by [II].

[II] binds to free [E] or [ES] complex; Increasing [S] cannot overcome [II] inhibition.

[II] binds to [ES] complex only, increasing [S] favorsthe inhibition by [II].

E + S → ES → E + P + II↓EII

←

↑

E + S → ES → E + P + + II II↓ ↓EII + S →EIIS

←

↑ ↑

E + S → ES → E + P + II ↓ EIIS

←

↑

EI

S X


Km

Enzyme Inhibition (Plots)

I II Competitive Non-competitive Uncompetitive

Dir

ect

Plo

tsD

ou

ble

Rec

ipro

cal

Vmax Vmax

Km Km’ [S], mM

vo

[S], mM

vo

II II

Km [S], mM

Vmax

II

Km’

Vmax’Vmax’

Vmax unchangedKm increased

Vmax decreasedKm unchanged

Both Vmax & Km decreased

II

1/[S]1/Km

1/vo

1/ Vmax

II

Two parallellines

II

Intersect at X axis

1/vo

1/ Vmax

1/[S]1/Km 1/[S]1/Km

1/ Vmax

1/vo

Intersect at Y axis

= Km’


Izoenzym (isoenzyme)

Mnohočetné formy enzymů s rozdílnou primární strukturou determinovanou geneticky.

Izoenzymy

• mnohočetné formy enzymů s rozdílnou primární strukturou determinovanou geneticky

• katalyzují stejnou reakci– mají odlišné fyzikální a chemické vlastnosti – mohou pocházet z různých orgánů (například ALP),

různých buněčných kompartmentů (AST) nebo i ze stejných buněčných komparmentů (LD)

• termín se nepoužívá v situacích, kdy dochází k modifikacím stejné primární sekvence (izoforma).

• izoformy naproti tomu pocházejí ze stejného genu, ale jsou výsledkem posttranslační modifikace molekul

Metaloenzym (metalloenzyme)

Enzym, který v aktivním stavu obsahuje jeden nebo více kovových iontů, které jsou nezbytné pro jeho biologickou funkci.

Multienzym (multienzyme)

Protein vykazující více než jednu katalytickou funkci příslušející odděleným částem polypeptidového řetězce (domény) nebo odlišnými jednotkami nebo obojím.

EC nomenklatura enzymů (EC nomenclature for enzymes) je klasifikace enzymů podle Enzyme Commission IUBMB (International Union of Biochemistry and Molecular Biology).

Enzymům jsou přidělena čtyři čísla, z nichž první definuje typ katalyzované reakce, další dvě definují substráty a čtvrté je katalogové číslo.

Kategorie enzymů jsou EC 1, oxidoreduktázy, EC 2, transferázy, EC 3, hydrolázy, EC 4, lyázy, EC 5, izomerázy, EC 6, ligázy (syntetázy)

EC 1.x.x.x - oxidoreduktázy

Oxidoreduktáza (oxidoreductase) je enzym, který katalyzuje oxidačně-redukční reakce.

EC 2.x.x.x - transferázy

Transferáza (transferase) je enzym, který katalyzuje přenos skupiny z jednoho substrátu na jiný.

EC 3.x.x.x - hydrolázy

Hydroláza (hydrolase) je enzym označovaný také jako hydro-lyáza, která katalyzuje hydrolýzu substrátu.

EC 4.x.x.x - lyázy

Lyáza (lyase) je enzym, který katalyzuje separaci vazby v molekule substrátu.

EC 5.x.x.x - izomerázy

Izomeráza (isomerase) je enzym, který katalyzuje izomeraci substrátu.

EC 6.x.x.x - ligázy

Ligáza (ligase, syntetáza, synthetase) je enzym nazývaný rovněž syntetáza (synthetase), který katalyzuje tvorbu vazby mezi dvěma molekulami substrátu současně s hydrolýzou difosfátové vazby trifosfátu nukleosidu nebo podobného ko-substrátu.

Syntáza vs. syntetáza

• Syntáza (synthase) je enzym, který katalyzuje reakci, ve které se syntetizuje určitá molekula, nikoli nezbytně tvorbou vazby mezi dvěma molekulami (na rozdíl od syntetázy).

• Syntetáza (synthetase, ligáza, ligase) je enzym, který katalyzuje tvorbu vazby mezi dvěma molekulami substrátu

Enzymy s významem v medicíně lze rozdělit na

• enzymy specifické pro plazmu,

• buněčné enzymy a

• secernované enzymy.

Enzymy s významem v medicíně

• Enzymy specifické pro plazmu pocházejí z různých orgánů (zejména jater) a vyskytují se v aktivní formě v krevní plazmě, která je jejich místem účinku.

• Patří sem například LCAT (lecitin-cholesterolacyltransferáza), koagulační enzymy (trombin, faktor XII, faktor X a další), fibrinolytické enzymy (plazminogen a jeho aktivátor) a případně také cholinesteráza

• Snížení aktivity v plazmě je důsledkem poruchy sekreční aktivity orgánu (redukce intaktních buněk nebo poškození buněk).


Buněčné enzymy lze rozdělit na – membránové (typicky například ACP

v membránách osteoklastů nebo ALP v membránách osteoblastů),

– cytosolové (ALT, LD, cytosolová AST) – mitochondriální (mitochondriální AST, CK,

GMD).


• Secernované enzymy reprezentují například AMS, lipáza nebo trypsinogen.

Poznámka

Buněčné a secernované enzymy nemají v krevní plazmě specifické funkce, do plazmy se dostávají při poruše permeability buněčné stěny, při destrukci buněk, poruše metabolismu buněk a následným uvolněním enzymu do okolí buňky.

Koncentrace (a tedy i koncentraci katalytické aktivity) enzymů v plazmě ovlivňují

• clearance ledvinami (molekulová hmotnost enzymů obvykle neumožňuje filtraci, výjimkou je AMS, nikoli však u makroamylázémie),

• clearance retikuloendotelem (Kupferovými buňkami, slezinou, kostní dření, týká se například LD5, CK-MM, cytosolové i mitochondriální AST),

• lymfatická drenáž (při imobilizaci se snižuje lymfatická drenáž svalů a vzestup koncentrace enzymů v plazmě je opožděn, netýká se myokardu),

• vstup enzymů do plazmatického kompartmentu (přestup přes membránu, změna produkce proliferací buněk, defekt produkce, enzymová indukce).

Nitrobuněčná lokalizace enzymů

• cytosol nebo buněčné struktury (mitochondrie, lysosomy, buněčná membrána), na které jsou vázány.

• unilokulární– solubilní enzymy cytoplazmy: LD, ALT– pouze mitochondrie: glutamátdehydrogenáza– membrány: ALP, 5'-nukleotidáza, GMT

• bilokulární enzymy (cytosol i mitochondrie, odlišné molekulové formy): AST, malátdehydrogenáza

Patologický vzestup aktivity nebo koncentrace enzymů

v plazmě

• zvýšenou nabídkou enzymu z buněčných zdrojů,

• sníženou rychlostí eliminace enzymu z oběhu

• aktivací či uvolněním enzymu z vazby, která ho v cirkulaci blokovala

Patologický vzestup aktivity nebo koncentrace enzymů v plazmě

a. zvýšení nabídky enzymů z buněčných

zdrojů • indukce buněčné syntézy enzymů a/nebo zvýšený přestup enzymů

z buňky do extracelulárního prostoru• různý stupeň poškození tkáňové buňky s dílčí poruchou

permeability buněčné membrány nebo až o irreversibilní cytolýzu• vyvolávající vlivy jsou faktory infekční, imunologické, fyzikální a

chemické (toxické), nutriční nebo hypoxicko-anoxické stavy• nemusí platit přímá úměra mezi intenzitou chorobného procesu a

výší aktivity enzymů v plazmě (etiopatogeneze onemocnění, typ postižené tkáně a její cévní zásobení, charakter enzymu a způsob jeho clearance)


b. snížená eliminace enzymů z plazmy

• poruchy funkce ledvin a jater• vazba enzymů na plazmatickou bílkovinu, jako je např. tvorba

makromolekulového komplexu alfa amylázy nebo kreatinkinázy s imunoglobulinem M, alfa-2 makroglobulinem apod. (zpomalená clearance enzymu)

• snížená rychlost eliminace sekrečních enzymů při uzávěru přirozených vývodů exokrinních žláz (konkrementem, zánětem, tumorem)– z nashromážděného sekretu resorbují jeho složky stěnami vývodů i ve

žláze samotné zpět do krve


c. aktivace či uvolnění enzymu z vazby,

která ho v cirkulaci blokovala • zvýšení katalytické účinnosti enzymu bez přírůstku počtu jeho

molekul. Tak např. tyroxin, sekretin a cholecystokinin zvyšují aktivitu střevního isoenzymu ALP v séru. Zdá se, že fenomén aktivace sérových enzymů hormony může mít obecnější charakter.

Modifikace struktury a funkce buněčných enzymů

(vázaných in vivo na buněčné struktury) po opuštění buňky

• uvolnění do plazmy má za následek změnu konformace molekuly s ovlivněním katalytické funkce

• při přechodu do extracelulárního prostředí dojde ke změnám složení a koncentrace iontů či bílkovin

• důsledkem je, že tkáňový enzym v plazmě "není tím enzymem", kterým byl v buňce

Alkoholdehydrogenáza

• EC 1.1.1.1

• CAS 9031-72-5

• Enzym ze skupiny oxidoreduktáz, katalyzující reakci

alkohol + NAD+ aldehyd + NADH + H+

etanol + NAD+ acetaldehyd + NADH + H+

ALT (alaninaminotransferáza)

• EC 2.6.1.2, L‑alanin : 2‑oxoglutarát aminotransferasa• cytoplazmatický enzym• katalyzující přenos aminoskupiny z L‑alaninu na

2‑oxoglutarát za vzniku pyruvátu a L‑glutamátu• reakce je volně reverzibilní, uplatňuje se při syntéze,

odbourávání i přeměně aminokyselin.• se svým koenzymem pyridoxalfosfátem se tak ALT podílí

na metabolismu dusíku v organismu.• nejvíce je obsažen v hepatocytech, při poškození buňky

se vyplavuje ve zvýšené míře do krve. • stanovení aktivity ALT v séru se využívá převážně

k posouzení poškození jater.

AST (aspartátaminotransferáza)• EC 2.6.1.1, L‑aspartát : 2‑oxoglutarát aminotransferasa• buněčný enzym, vyskytující se jako cytoplazmatický a mitochondriální

izoenzym. • katalyzuje přenos aminoskupiny z L-aspartátu na 2-oxoglutarát za

vzniku oxalacetátu a L-glutamátu• reakce je volně reverzibilní, uplatňuje se při syntéze, odbourávání i

přeměně aminokyselin• se svým koenzymem pyridoxalfosfátem se tak AST podílí na

metabolizmu dusíku v organizmu, význam má i při transportu redukčních ekvivalentů přes vnitřní mitochondriální membránu.

• obsažen v myokardu, kosterním svalu a v hepatocytech• při poškození buňky se ve zvýšené míře do krve vyplavuje nejprve

cytoplazmatický izoenzym, při těžkém poškození se v krvi zvyšuje i aktivita AST z mitochondrií

• stanovení katalytické aktivity AST v séru se využívá hlavně k posouzení onemocnění jater, enzym nemá žádný význam pro diagnostiku poruch myokardu

GMT (‑glutamyltransferáza)

• EC 2.3.2.2• 5‑L‑glutamyl)‑peptid : aminokyselina 5‑glutamyltransferasa• membránově vázaný enzym nacházející se ve tkáních,

které se podílejí na absorpci a sekreci. • katalyzuje přenos gama‑glutamylu z glutathionu na

aminokyselinu a umožňuje tak transport aminokyseliny přes buněčnou membránu.

• vyskytuje se hlavně v játrech, ledvinách, tenkém střevě a v prostatě

• stanovení aktivity GMT v séru se využívá pro posouzení hepatobiliárních onemocnění

ALP (alkalická fosfatáza)• EC 3.1.3.1• fosfohydroláza monoesterů kyseliny ortofosforečné (alkalické

optimum) • membránový enzym katalyzující hydrolýzu fosfátových esterů při

alkalickém pH• tetramér, do cirkulace je z membrán uvolňovaný jako dimér• tři hlavní izoenzymy (3 různé genové lokusy)

– placentární (2. chromosom), – střevní (2. chromosom) – tkáňově nespecifická ALP (1. chromosom, izoformy jaterní, kostní

a ledvinnou)– onkogenní izoenzymy (produkované nádorovými buňkami).

• stanovení aktivity v séru se využívá hlavně k posouzení kostních a hepatobiliárních onemocnění.

CK (kreatinkináza)• EC 2.7.3.2• ATP:kreatin N-fosfotransferáza • cytoplazmatický a mitochondriální enzym• katalyzuje reverzibilní přenos vysokoenergetického fosfátu z ATP na

kreatin• ve vysokých koncentracích především v srdci, v kosterním svalstvu a v

mozku, dále v plicích, v trávicím ústrojí, v ledvině, v děloze, v játrech, prostatě

• cytoplazmatický enzym vyskytuje ve třech dimerických formách: – CK BB se skládá ze dvou podjednotek B (brain), – CK MM se skládá ze dvou podjednotek M (muscle) – CK MB je hybridní dimer, který je charakteristický pro myokard

• aktivita sérové kreatinkinázy vzrůstá zejména při poškození kosterního nebo srdečního svalu

• pro diagnostiku postižení jiných orgánů (prostata, mozek a další) se stanovení CK ani CK BB běžně nevyužívá.

Lokalizace Podjednotka -název

Gen Lokus Poznámka

Cytosol B, mozková (cytoplasmic brain subunit)

CKB 14q32 Pseudogen lokalizovaný na 16p13.

M, svalová (cytoplasmic muscle subunit)

CKM 19q13 (19q13.2 – 19q13.3)

Mitochondrie Ubikvitní (mitochondrial ubiquitous)

CKMT1 15q15

Sarkomerická (mitochondrial sarcomeric)

CKMT2 (CKMTS)

5q13.3

Tkáň Aktivita CK(U/g vlhké tkáně)

Kosterní svaly 2500 – 3000

Myokard 500 – 700

Mozek 200 – 300

Gastrointestinální trakt 120 – 150

Močový měchýř 85

Děloha mimo graviditu 165

Děloha v graviditě 245

Placenta 250

Prostata 85

Plíce 15

Tkáň CK MM(%)

CK MB(%)

CK BB(%)

Rychlá (bílá) vlákna kosterního svalu

97 – 99 1 – 3

Pomalá (červená) vlákna kosterního svalu

95 5

Normální myokard 95 5

Patologicky změněný myokard 70 – 80 20 - 20

Mozek 100

Gastrointestinální trakt 100

Močový měchýř 100

Děloha mimo graviditu 100

Děloha v graviditě 6 94

Placenta 19 1 80

Prostata 100

Plíce 0 – 20 80 - 100

Izoformy izoenzymů CK (subizoenzymy, subtypy izoenzymů, subformy

izoenzymů)

• vznikají postupnou enzymovou proteolýzou řetězce (s odštěpením koncových lysinových molekul) jednotlivých izoenzymů v séru po jejich uvolnění z tkáně

• rozlišují se – 3 izoformy izoenzymu CK MM (CK-MM3, CK-MM2 a CK-MM1)– 4 izoformy izoenzymu CK MB

• po uvolnění izoenzymů z tkáně probíhá proteolýza poměrně velmi rychle a podle procentuálního zastoupení postupných izoforem lze soudit, že došlo k uvolnění izoenzymu z tkáně dříve, často již za 1 - 2 hodiny po začátku onemocnění, než podle vzestupu sumární koncentrace izoenzymu

LD (laktátdehydrogenáza)• EC 1.1.1.27• (S)‑laktát: NAD+ oxidoreduktáza • buněčný enzym, vyskytující se v cytoplazmě všech buněk• katalyzuje reverzibilní oxidaci L‑laktátu na pyruvát, jako koenzym

využívá NAD+, podílí se na přeměně pyruvátu na laktát v posledním kroku anaerobní glykolýzy.

• vyskytuje se jako tetramer, tvořený jedním nebo dvěma různými typy podjednotek H a M

• různá kombinace podjednotek H a M má za následek existenci pěti izoenzymů (LD1=HHHH, LD2=HHHM, LD3=HHMM, LD4=HMMM, LD5=MMMM)

• jednotlivé tkáně se liší jejich poměrným zastoupením.• stanovení aktivity se využívá hlavně k posouzení rozpadu buněk u

nádorových onemocnění a u hemolytických anemií• význam u onemocnění jater a myokardu ztratila

AMS (alfa-amyláza)• EC 3.2.1.1 ‑1,4‑D‑glukan glukanohydroláza • trávicí enzym produkovaný slinnými žlázami a pankreatem při

trávení sacharidů potravy• hydrolyticky štěpí alfa-1,4-glykosidové vazby škrobu, glykogenu a

podobných polysacharidů• vyskytuje se ve dvou hlavních izoenzymech:

– slinný – pankreatický

• díky malé velikosti své molekuly je alfa-amyláza filtrována v ledvinách, část je reabsorbována a část se vylučuje močí

• zvýšenou aktivitu v séru nacházíme při onemocnění žláz, které tento enzym produkují, při destrukci tkání enzymy obsahujících nebo při snížené schopnosti ledvin alfa‑amylázu vylučovat.

CHS (cholinesteráza)• EC 3.1.1.8• acylcholin acylhydrolázu • sekreční enzym produkovaný jaterními buňkami do krve• v plazmě katalyzuje hydrolytické štěpení esterů cholinu a některých

dalších substrátů• má širší substrátovou specifitu než příbuzná acetylcholinesteráza -

enzym podílející se na odbourávání acetylcholinu v nervových synapsích, který se v plazmě nevyskytuje

• existuje několik genetických variant cholinesterázy, některé z nich vykazují nižší aktivitu, což se může patologicky projevit až po podání určitých léků

• syntéza cholinesterázy a s tím i její aktivita v plazmě klesá v případě poškození jaterního parenchymu nebo při nedostatku proteinů v dietě

• nevratně je enzym inhibován organofosfáty používanými jako pesticidy v zemědělství. Jelikož je při otravě organofosfáty inhibována i acetylcholinesteráza na synapsích, vypovídá snížená aktivita cholinesterázy také o míře inhibice tohoto druhého enzymu, který je nezbytný při přenosu nervového vzruchu

Cholinesteráza vs. Acetylcholinesteráza

• EC 3.1.1.8• acylcholin acylhydroláza• vyskytuje se volný v plazmě• oficiální název je CHOLINESTERÁZA • synonyma pseudocholinesteráza, nespecifická cholinesteráza,

cholinesteráza II, butyrylcholinesteráza

• EC 3.1.1.7• acetylcholin acetylhydroláza• účastní se přenosu nervového vzruchu na cholinergních synapsích • v plazmě se volný nevyskytuje (je však přítomen v erytrocytech)• oficiální název je ACETYLCHOLINESTERÁZA

4. enzymy, funkce, biologický význam juang.bst.ntu.tw/bcbasics/animation.htm#enzyme

Documents