Схема аллостерического ингибирования:
Это регуляция белков-ферментов, имеющих четвертичную структуру.
4.Белок-белковые взаимодействия:
Это обратимый механизм регуляции активности белков-ферментов, который сопровождается изменением их четвертичной структуры.
Пример: регуляция каталитической активности фермента – протеинкиназы А ассоциацией/ диссоциацией протомеров.
а) Активация протеинкиназы A:
б) Инактивация протеинкиназы A:
Фермент фосфодиэстераза катализирует гидролиз цАМФ до АМФ, что приводит к сборке тетрамерного комплекса протеинкиназы А, который неактивен.
Ферменты в медицине.
1.Использование ферментов в качестве лекарств.
1)заместительная терапия – использование
ферментов при их недостатке в организме
Примеры: а) пепсин при резекции желудка, ахилии, гастритах;
б) при дефиците ферментов поджелудочной железы принимают внутрь препараты фестал, энзистал, мезим-форте и др., содержащие эти ферменты.
2)комплексная терапия – применение ферментов в сочетании с другой терапией.
Примеры: а) Протеолитические ферменты (трипсин, химотрипсин) для обработки гнойных ран.
Они расщепляют белки погибших клеток, практически не воздействуя на живые клетки.
Также эти ферменты используются для удаления сгустков крови или вязких секретов при воспалительных заболеваниях дыхательных путей.
Трипсин и химотрипсин – это сериновые протеазы. Катализируют гидролиз пептидных связей в белках.
В активный центр входит «триада» аминокислот: серин, гистидин и аспартат.
! Пепсин для обработки гнойных ран использовать нельзя, т.к. его оптимум pH = 1,5 – 2. При pH 6 происходит его денатурация.
б) Ферменты нуклеазы (дезоксирибонуклеаза и рибонуклеаза) – противовирусные средства.
Например: лечение вирусного конъюнктивита.
в) Фермент гиалуронидаза, катализирующий расщепление гиалуроновой кислоты, используют подкожно и внутримышечно для рассасывания рубцов после ожогов и операций (гиалуроновая кислота образует сшивки в соединительной ткани).
г) Ферменты стрептокиназа, урокиназа и др. широко применяются при тромбозах и тромбоэмболиях.
д) Использование аспарагиназы для лечения лейкозов.
Во многих лейкозных клетках отсутствует фермент, участвующий в синтезе аспарагина.
Поэтому, они получают аспарагин только из крови.
В кровь больных лейкозом внутривенно вводят фермента аспарагиназу снижается концентрация аспарагина в крови замедляется синтез белков в лейкозных клетках, что ведет к их гибели.
2.Использование ферментов в качестве аналитических реактивов.
1)глюкооксидаза – для количественного определения глюкозы в крови и моче.
2)уреаза – для определения содержания количества мочевины в крови и моче.
3)липаза – для определения количества жиров (триацилглицеролов) в крови.
4)холестеролоксидаза – для определения количества холестерола в крови.
3.Использование ферментов в диагностике заболеваний – энзимодиагностике.
Энзимодиагностика – постановка или уточнение диагноза заболевания с помощью определения активности ферментов в крови или другой биологической жидкости.
Требования к ферментам для их использования в энзимодиагностике:
1)Органо - и тканеспецифичность ферментов;
2)Выход ферментов в кровь или другую биологическую жидкость при повреждении органа;
3)Отсутствие или низкая активность ферментов в крови или другой биологической жидкости в норме;
4)Наличие специфичных изоферментов в разных тканях.
Примеры: -амилаза – маркер панкреатита.
Кислая фосфатаза – маркер рака предстательной железы.
Изоферменты – это разные формы одного и того же фермента, катализирующие одну и ту же химическую реакцию.
Как правило, это Олигомерные белки, состоящие из разного набора субъединиц.
Изоферменты отличаются друг от друга:
1)Локализацией;
2)Электрофоретической подвижностью;
3)Сродством к субстрату.
Примеры:
1) 3 изофермента для Креатинкиназы:
И в мышцах, и в сердце, и в головном мозге есть этот фермент, но наблюдаются разные соотношения его изоферментов.
Если в крови преобладает форма фермента BM, значит у человека – инфаркт миокарда.
Причем, активность КК1 (BM) достигает своего пика в крови в 1-2 сутки от начала инфаркта миокарда.
2)Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) – тетрамер, состоящий из 2-х типов субъединиц (H и M):
5 изоферментов для ЛДГ:
Пример:
Увеличение в крови активности ЛДГ1 и ЛДГ2 – наиболее характерно для инфаркта миокарда.
Причем, их активность повышается ко 2 суткам от начала инфаркта миокарда, достигает своего пика к 3-4 суткам и затем медленно уменьшается в течение нескольких дней.