double arrow

Изоферменты

Изоферменты (изозимы) – множественные формы ферментов, катализирующие одну и ту же реакцию, но отличающиеся друг от друга по аминокислотному составу, первичной структуре, электрофоретической подвижности, локализации в клетке и органе, сродству к субстрату, кинетическим свойствам. Они выполняют одинаковые биологические функции, но с различной эффективностью, могут присутствовать в разных тканях одного организма, в разных типах клеток одной ткани и даже в одной клетке прокариотического организма, например, в клетках E. coli. Изоферменты играют регуляторную роль в обмене веществ и позволяют метаболизму в разных тканях лучше приспосабливаться к действию внутренних и внешних факторов.

Примером фермента, у которого были обнаружены такие формы, может служить лактатдегидрогеназа, катализирующая обратимое восстановление пирувата в лактат, в которой в роли восстановителя выступает NADH.

Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) присутствует в тканях животных в виде пяти разных изоферментов, которые различаются на уровне четвертичной структуры. Молекула ЛДГ состоит из четырех протомеров двух типов, Н (от англ. heart – сердце) и М (от англ. muscle – мышца), которые различаются по аминокислотному составу и последовательности аминокислот. Каталитической активностью обладает только тетрамерная молекула. Пять изоферментов ЛДГ имеют следующий полипептидный состав: ЛДГ1 – (Н4); ЛДГ2 – (Н3М); ЛДГ3 – (Н2М2); ЛДГ4 – (НМ3); ЛДГ5 – (М4). Различные ткани человека имеют свои характерные изоферментные спектры. В сердечной мышце и почках наиболее высокой активностью обладают изоферменты ЛДГ1 и ЛДГ2. В печени и скелетной мускулатуре максимальны ЛДГ5. В селезенке, поджелудочной железе, щитовидной железе, надпочечниках – ЛДГ3.

В тканях, в которых преобладает аэробный распад глюкозы, присутствуют обычно ЛДГ1 и ЛДГ2, для которых характерно низкое сродство к пирувату. Поэтому они не могут эффективно конкурировать за пировиноградную кислоту с пируватдегидрогеназным комплексом. В результате пируват подвергается преимущественно окислительному декарбоксилированию и образующийся в этой реакции ацетил-CоА «сгорает» в цикле трикарбоновых кислот. В тканях, где доминирует анаэробный гликолиз, присутствуют изоферменты с высоким сродством к пирувату: ЛДГ4 и ЛДГ5. В них пируват расходуется преимущественно в лактатдегидрогеназной реакции.

Сравнительное действие ферментов и катализаторов


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: