Примеры использования данных кинетических исследований ферментов в медицине

1. Во вступлении к этому разделу были указаны причины, побудившие обратиться за помощью семейную пару, ожидавшую ребенка. У беременной были получены клетки плода (путем амниоцентеза) и размножены методом тканевой культуры. Экстракт клеток был использован в качестве источника фермента. Результаты приведены в таблице 2-4.

Табл.2-4. Результаты исследования активности фермента в экстрактах клеток обследуемой беременной в сравнении с активностью фермента контрольных клеток.

Скорость реакции при различных концентрациях субстрата (ферментативная активность) меняется, как показано на рис 2-8а. Воспользуемся графиком Лайнуивера –Берка для отображения полученных данных (рис 2-8b)

Рис 2-8.Графическое выражение данных исследования активности фермента в обычной форме (а) и методом двойных обратных величин (b)

Значения V_max и K_m определяются при экстраполяции линий до пере­сечения с осью абсцисс и ординат. Как видно исследуемый фермент отличается по значению Км от Км контрольного фермента более высокими значениями, что может свидетельствовать о более низком сродстве этого фермента к субстрату и возможном дефекте фермента.

2. При обследовании больного подагрой обнаружено значительное (в три раза выше нормы) повышение выделяемой почками мочевой кислоты. Уровень 5'-фосфорибозил- -пирофосфата (ФРПФ) в эритроцитах был заметно увеличен. Активность синтетазы ФРПФ в эритроцитах была почти в три раза выше нормы, однако определение количества фермента (по белку) в эритроцитах не выявило отклонения от нормы. После изучения кинетических параметров этого фермента оказалось, что Км фермента не отличалась от значений «нормального» фермента, но Vmax была в три раза выше нормы. Это позволило сделать заключение о том, что исследуемый фермент при сохранении способности связываться с субстратом, имеет изменения каталитического звена ферментативной реакции. Связывание с субстратом и катализ - два взаимосвязанных, но отдельных звена в функции фермента. Результаты кинетических исследований направили врача на поиск возможных причин нарушения регуляции активности этого фермента.

3. Некоторые люди обладают повышенной чувствительностью к этиловому спирту. После приема даже небольших количеств этилового спирта у них развивается тахикардия и покраснение лица. Этиловый спирт под влиянием алкогольдегидрогеназы превращается в уксусный альдегид, который в свою очередь затем окисляется под влиянием альдегиддегидрогеназы в уксусную кислоту. Альдегиддегидрогеназа обычно существует в двух формах, с высоким сродством (низкие значения Км) к альдегиду и с низким сродством (высокие значения Км) к альдегиду. У людей, чувствительных к этиловому спирту отмечен недостаток формы с высоким сродством и уксусный альдегид, накапливаясь, вызывает у них вазодилятацию и покраснение лица.