Презентация на тему: Экзимология

Клет. мемб. – Na/K АТФ-аза, АЦ, транспортеры Клет. мемб. – Na/K АТФ-аза, АЦ, транспортеры Цитозоль – ферм гликолиза, б/с ЖК Ядро – ферм метаболизма ДНК, РНК Мх - ЦТК, β-окисл ЖК Лизосомы - разл. гидролазы Б,Ж,У Рибосомы - б/с Б Аппарат Гольджи – ферм глизилирования

Маркерные ферменты являются маркерами отдельных органелл Маркерные ферменты являются маркерами отдельных органелл Органоспецифические ферменты высокая активность которых имеется в отдельных органах (КФК – мышечная тк) Оба вида ферментов используются в энзимодиагностике

Все работы по выделению и очистке ферментов ведутся при t 0º C Все работы по выделению и очистке ферментов ведутся при t 0º C Этапы выделения: Гомогенизация ткани или органа Дифференц. центрифугирование гомогената и выделение нужной фракции органелл Очистка фермента

Широко используются следующие методы очистки: Широко используются следующие методы очистки: Высаливание - осаждение различными концентрациями солей щелочных металлов (Na2SO4,) Высаливание с органическими растворителями (ацетоном, этанолом), Дифференциальная денатурация при нагревании или изменении рН, Дифференциальным центрифугирование –разделение ферментов по массе, Гель-фильтрация - разделение белков по размерам Электрофорез - разделение белков по массе и заряду. Избирательная адсорбция и элюция с ионобменников (ДЭАЭ или КМ целлюлозы и др.) применяется для их быстрой очистки Поскольку все эти методы мало избирательными (если они не сочетаются) для выделения индивидуального фермента из сложной смеси, применяют: Метод аффинной хроматографии

E □ Качественное обнаружение E □ Качественное обнаружение S P Цветные реакции на S или P (крахмал ----> глюкоза) □ Количественное определение - количественное измерение ∆S или ∆P (или ∆NADH для дегидрогеназ ) количественные цветные реакции, спектры поглощения NADH при λ= 340 нМ) NADH NAD Пируват -------------> Лактат

Внесистемная единица активности "U" (unit-единица) и определяется как 1 мкмоль субстрата/мин. Внесистемная единица активности "U" (unit-единица) и определяется как 1 мкмоль субстрата/мин. В системе СИ в качестве единицы ферментативной активности используют "катал" (kat). Катал определяется как 1 моль/сек. 1kat = 1 моль/сек. Размерность её слишком велика, пользуются нанокатала (нкат). Это одна миллиардная катала или 10-9 кат. 1 U = 16,67 нкат Удельная активность - активность в пересчете на объем биол. жидкости, грамм ткани или мг белка Молекулярная активность (число оборотов) показывает, сколько молекул субстрата в секунду превращаются в продукт 1 молекулой фермента и используется для сравнительной характеристики активности нескольких ферментов (карбангидраза Э 36 000 000 в мин).

Тривиальная – исторически сложившаяся (пепсин, трипсин и т.д.) Тривиальная – исторически сложившаяся (пепсин, трипсин и т.д.) Рациональная – название фермента образуется: корень субстрата + суффикс аза амилаза (amyl um) + аза Международная в основу положен тип катализируемой реакции (6 типов, поэтому 6 классов)

Изоферменты –группа родственных Е, катализир. одну и ту же реакцию, но отличных по физ-хим свойствам: Изоферменты –группа родственных Е, катализир. одну и ту же реакцию, но отличных по физ-хим свойствам: - четвертичной структурой - эарядом (ЭФ подвижностью) - чувствительность к t°, рН, ингибиторам - скоростью, направлением реакции и др Известно более 100 изоферментов, имея различную тканевую локализацию, они используются в энзимодиагностике

Для каждой ткани характерен свой набор изоферментов, обеспечивающий специфику, гибкость, регулируемость и адаптивность ее метаболизма в условиях внешних и внутренних воздействий Для каждой ткани характерен свой набор изоферментов, обеспечивающий специфику, гибкость, регулируемость и адаптивность ее метаболизма в условиях внешних и внутренних воздействий В зависимости от возраста, пола, физического состояния и др. в организме устанавливается то или иное соотношение изоферментов, определяющее уровень его метаболической активности При патологии (опухоли, травмы, воспаление и др.) в тканях наблюдается «изоферментный сдвиг»

Сходен с таковым для белков Сходен с таковым для белков При гибели клеток Е попадают в кровь, → инактивация → клетки РЭС (протеолиз) → турновер АК Малая часть Е экскретируются с мочой, желчью и калом

Полиферментные комплексы - Полиферментные комплексы - структурно-функциональные блоки, катализирующие ключевые стадии метаболизма (Пируват ДГ) Пируват --------> Ацетил КоА комплекс (E. coli) состоит из 60 полипетидов (Мв = 5,3 · 106 ) Метаболон – объединение нескольких ферментов и полиферментных комплексов метаболического пути (ЦТК, гликолиз и др.), повышающих скорость и эффективность метаболизма

В процессе онтогенеза разворачивается генетическая программа, которая сопровождается изменением активности многих ферментов (внутриутробный период – активность ферментов ГНГ, аэробного обмена, гидролаз ЖКТ min, после рождения их активность резко возрастает )

Энзимопатии – патологические состояния, обусловленные нарушением активности ферментов Энзимопатии – патологические состояния, обусловленные нарушением активности ферментов Энзимодиагностика – диагностика заболеваний путем определения активности ферментов в тканях, биол. жидкостях и др. объектах Энзимотерапия – применение ферментов в качестве лекарств Применение ферментов в лабораторной практике

Первичные или наследственные связаны с нарушением экспрессии генетической информации, процессинга или фолдинга ферментов. Возможно также нарушение соотношения естественных активаторов и ингибиторов ферментов. Первичные или наследственные связаны с нарушением экспрессии генетической информации, процессинга или фолдинга ферментов. Возможно также нарушение соотношения естественных активаторов и ингибиторов ферментов. Вторичные или приобретенные м.б. - алиментарными (дефицит микронутриентов – витаминов, микроэлементов, ненасыщенных ЖК) - токсические отравления, интоксикации

При блоке фермента метаболической цепи, [P] дает, а [S] возрастает, что ведет к активации альтернативных минорных метаболических путей и образованию необычных метаболитов, конкурентно ингибирующих естественные метаболические пути. При блоке фермента метаболической цепи, [P] дает, а [S] возрастает, что ведет к активации альтернативных минорных метаболических путей и образованию необычных метаболитов, конкурентно ингибирующих естественные метаболические пути. Фен - Тир Т3 , Т4 Фенил-пвк меланин АДРЕНАЛИН фенил-ацетат фенил-лактат

Диагностика заболеваний путем определения в биол. жидкостях и тканях активности ферментов, которые Диагностика заболеваний путем определения в биол. жидкостях и тканях активности ферментов, которые делятся на: Клеточные Секреторные (гемостаз, ЛП-липаза, …) Экскреторные (ферм. ЖКТ) Типы активности ферментов в крови: Гиперферментемия Гипоферментемия Дисферментемия обычно при вялотекущих хрон. процессах – алкогольный цирроз печени

Ранняя Ds-ka (активность АЛТ и АСТ при гепатите возрастает гораздо раньше, чем появляется желтуха) Ранняя Ds-ka (активность АЛТ и АСТ при гепатите возрастает гораздо раньше, чем появляется желтуха) Дифференциальная Ds-ka (стенокардия и ИМ) Оценка динамики заболевания Оценка эффективности лечения Оценка эффективности выздоровления Оценка прогноза заболевания

Амилаза Слюнные железы, поджелудочная железа, яичники Заболевания поджелудочной железы Амилаза Слюнные железы, поджелудочная железа, яичники Заболевания поджелудочной железы Кислая фосфатаза Простата, эритроциты Рак простаты Щелочная фосфатаза Печень, кость, слизистая оболочка кишечника, плацента, почки Болезни костной ткани, болезни печени АЛТ Печень, скелетная мышца, сердце Гепатиты АСТ Печень, скелетная мышца, сердце, почки, эритроциты Инфаркт миокарда, Гепатиты, болезни мышц Холинэстераза Печень Отравление фосфорорганическими инсектицидами, болезни печени

Ферменты энзимодиагностики заболеваний (прод) КФК Скелетная и гладкая мышцы, мозг, сердце, Инфаркт миокарда, болезни мышц ГГТП Печень, почки Гепатобилиарные болезни, алкоголизм ЛДГ Сердце, печень, скелетная мышца, эритроциты, тромбоциты, лимфоузлы Инфаркт миокарда, гемолиз, Гепатиты 5 ' нуклеозидаза. Гепатобилиарный тракт Гепатобилиарные болезни Трипсин (оген) Панкреас Заболевания поджелудочной железы

Применение ферментов с лечебной целью: Применение ферментов с лечебной целью: Заместительная терапия болезней ЖКТ (фестал, мезим и т.д.) В комплексной терапии в виде, орошений, промываний для санации гнойных ран, полостей (протеазы, нуклеазы и др. гидролазы) Для тромболизиса (стрептолиаза, стрептодеказа, урокиназа) Для лечения лейкозов (аспарагиназа) Для рассасывания контрактур и рубцов после ожогов и операций (гиалуронидаза - лидаза) Для лечения вирусных конъюнктивитов и кератитов (РНК-аза и ДНК-аза) ингаляций

В биотехнологии для повышения эффективности действия ферментов их иммобилизуют на твердой поверхности или путем внутримолекулярных сшивок В биотехнологии для повышения эффективности действия ферментов их иммобилизуют на твердой поверхности или путем внутримолекулярных сшивок Для «адресной» доставки лекарства к пораженному органу используют: липосомы загруженные лекарством на их поверхности расположены АТ, специфически «атакующие» определенные клетки и ткани Вирусные векторы (невирулентные формы вирусов), специфически тропные к отдельным клеткам и тканям

Высокая специфичность ферментов позволяет использовать их как хим. реагенты (точное определение в тканях и биол. жидкостях конц. глюкозы, лактата, мочевины и др метаболитов). Высокая специфичность ферментов позволяет использовать их как хим. реагенты (точное определение в тканях и биол. жидкостях конц. глюкозы, лактата, мочевины и др метаболитов). Для этого создают сопряженные реакции из нескольких ферментов 1 2 глюкоза --> Г6ф −---> 6 Ф глюконат 1. гексокиназа, 2. NADP- зависимая Г6ф ДГ Измеряя количество образованного NADPН можно судит о конц. глюкозы.

Биотехнология производства лекарств, препаратов высокой степени чистоты Биотехнология производства лекарств, препаратов высокой степени чистоты Пищевые технологии в хлебопечении, пивоварении, производства табака и т.д. Кожевенном производстве Стиральные порошки