Transcript Isozymy
3. ISOENZYMY (isozymy) – způsob regulace v různých tkáních a za různých vývojových stádií. • Isozymy nebo isoenzymy jsou enzymy lišící se sekvencí a složením aminokyselin katalyzující stejnou reakci. • Obvykle mají různé kinetické parametry, jako Km, nebo různé aktivátory a inhibitory. • Isoenzymy od sebe obvykle odlišíme dle jejich různé elektroforetické pohyblivosti. • Jako typický příklad lze uvést isoenzymy laktátdehydrogenasy (LDH). LDH se uplatňuje při anaerobní metabolismu glukosy a syntéze glukosy (glukoneogeneze). • U člověka rozeznáváme dva isoenzymové polypeptidové řetězce: • H isoenzym – vysoký obsah v srdečním svalu a • M isoenzym – skeletální svaly. Řetězce jsou ze 75 % shodné. • Funkční enzym je tetramer. Lokalizace isoenzymů LDH • LDH-1 (H4) - srdce • LDH-2 (H3M1) – retikuloendothel, krevní sérum. • (Retikuloendotel, roztroušené buňky v různých oblastech těla, které jsou schopné zneškodnit choroboplodné látky. • LDH-3 (H2M2) - plíce • LDH-4 (H1M3) – ledviny, placenta a pankreas • LDH-5 (M4) – svaly, játra LDH a poškození srdečního svalu • LDH-2 je převažující forma v krevním séru. Pokud dojde ke stavu, kdy je v séru koncentrace LDH-1 vyšší než LDH-2 je to znakem infarktu myokardu (poškozením srdečního svalu se do oběhu uvolňuje LDH1, bohatě zastoupená v srdečním svalu). Využívalo se k diagnóze infarktu myokardu. Dnes se diagnostikuje pomocí stanovení troponinu I nebo T. Lidská LDH M4 (EC 1.1.1.27) • H4 isozym je hojný v srdečním svalu a má větší afinitu k substrátům než M4 isoenzym. • Vysoká hladina pyruvátu allostericky inhibuje H4 a ne M4. Proč ?? • Další kombinace, jako je H3M, mají vlastnosti mezi H4 a M4. • M4 isozym je optimální za anaerobních podmínek, H4, za aerobních. • Přítomnost různých kombinací isoenzymů se mění s vývojem, např. srdce. • Přítomnost různých isozymů v krvi je indikátorem poškození tkáně a tento fakt se využívá k diagnostickým účelům. • Např. zvyšující se hladina H3M v krevním séru je indikací infarktu myokardu. Isozymy LDH – krysí srdeční sval. • Krysí srdeční LDH isoenzym. Profil se mění s vývojem. • H isoenzymy jsou červené čtverce, M jsou modré kroužky. Troponin = komplex tří regulačních proteinů. Spojení se svalovou funkcí skeletu a srdce. Není přítomen v hladkém svalstvu. Troponin Funkce troponinu ve svalu. • Troponin je navázán na tropomyosin a je situován ve žlábku nezi vlákny aktinu ve svalové tkáni. V relaxovaném stavu, tropomyosin blokuje místo tvorby myosinového můstku a tím zabraňuje kontrakci. • Za stavu, kdy je sval stimulován ke kontrakci akčním potenciálem, vápníkové kanálky jsou otevřeny – membrána myoplasmy vpouští vápenaté ionty do myoplasmy, se vápenaté ionty váží na troponin, který tak mění svůj tvar umožňující tvorbu vazebných míst pro myosin (aktivní místa) na aktinových vláknech. Myosin navázaný na aktin tvoří můstky a dochází ke kontrakci. Stanovení AST – EC 2.6.1.1. (aspartátaminotransferasay) v krevním séru • 2-oxoglutarát + L-Asp = oxaloacetát + L-Glu • Oxaloactát v silně kyselém prostředí dekarboxyluje na pyruvát. • Pyruvát + 2,4-dinitrofenylhydrazin = • 2,4-dinitrofenylhydrazon pyruvátu • Hydrazon v alkalickém prostředí l max = 510 nm. Vysoká hladina pyruvátu allostericky inhibuje H4 a ne M4. • Srdeční sval je aerobní, to znamená, že veškerý pyruvát je pyruvátdehydrogenasovým komplexem převáděn na acetyl-CoA. Bylo by nelogické převádět pyruvát na L-laktát !!! • Sval pracuje převážně anaerobně a pyruvát vzniklý glykolýzou je za této situace převáděn na L-laktát, který je transportován Coriho cyklem do jater !! • Pokud by nadbytek pyruvátu blokoval LDH, nedostávalo by se energie pro svalovou práci !!