Obecná enzymologie

15. Obecná enzymologie

Enzymologie - nauka o enzymech

• Téměř každá reakce v lidském těle je katalyzována enzymy

• Stanovení jejich aktivity v tělesných tekutinách se využívá k průkazu poškození určitého orgánu

• Enzymy jsou biokatalyzátory chemických dějů - urychlují reakce a snižují aktivační energii

• Enzymy jsou bílkoviny

• Tvořeny z apoenzymu (bílkovinná část) a z koenzymu (např. vitamin - často vitamin B6)

• Součástí apoenzymu je takzvané aktivní centrum, které obsahuje funkční skupiny umožňující vazbu enzymu se substrátem

• Substrát je látka, jejíž přeměnu enzym katalyzuje

• Při přeměně vzniká produkt -> látka vzniklá v reakci katalyzované enzymem

k1 k2 k3

• E + S <-> ES (komplex enzym - substrát) <-> EP (komplex enzym - produkt)<-> E + P

k6 k5 k4

• k = rychlostní konstanta - určuje rychlost a směr reakce

• Specifičnost enzymatické reakce může být substrátová nebo funkční

• Substrátová - enzym katalyzuje jediný substrát (GOD katalyzuje oxidaci glukózy)

• Funkční - enzym katalyzuje stejný typ reakce u příbuzných substrátů (ADH - alkoholdehydrogenáza katalyzuje metabolismus ethanolu, ale i methanolu nebo etylenglykolu)

Názvosloví enzymů

• Triviální názvy - zažité, historické názvy - trypsin, chymotrypsin (proteolytický enzym), pepsin (proteolytický, vzniká v žaludku), ptyalin (slinná amyláza, štěpí cukr)

• Obecně užívané názvy - podle názvu substrátu (amyláza, sacharáza)

- podle účinu (kreatinkináza, laktátdehydrogenáza)

• Vědecké názvosloví - enzym má 4 čísla určující třídu, podtřídu, skupinu, pořadové číslo ve skupině

• Množství enzymu se vyjadřuje jako aktivita enzymu vydává se v jednotkách katalech

• IU - mezinárodní jednotka aktivity enzymu

• Vyjadřuje množství enzymu, který je schopen katalyzovat jednoho molu substrátu za jednu sekundu za přesně definovaných reakčních podmínek (pH, teplota, atd.)

• Přepočtové vztahy = 1 µkat/L = 60 IU/L; 1 IU/L = 16,7 nkat/L

• Další možností jak vydávat množství enzymu je hmotnostní koncentrace - je to výhodné u enzymů s velmi nízkou koncentrací v biologickém materiálu (srdeční izoenzym kreatinkinázy - CK - MB, který se stanovoval u pacientů s infarktem myokardu)

• Imunochemické stanovení enzymu pomocí specifických protilátek, enzym funguje jako antigen v reakci

Podle původu

• Sekreční a buněčné

• U sekrečních enzymů je místo vzniku odlišné od místa působení enzymů (amyláza - vzniká v pankreatu, dostává se do duodena, kde štěpí škrob. Při poruše funkce pankreatu se amyláza nedostane do duodena, ale do krve, kde její aktivita stoupá.

• U buněčných enzymů je místo vzniku enzymu stejné jako místo působení enzymů. Příkladem jsou jaterní enzymy AST a ALT, které působí v jaterní buňce a při jejím poškození stoupá jejich aktivita v krvi.

Izoenzymy

• Enzymy se stejnou substrátovou specifitou

• Různou molekulovou strukturou (různé fyz. a chem. vlastnosti; z různých podjednotek, odlišné pořadí AMK)

  • př. izoE CK (CK - MB - /srdeční; CK - MM /svalový, kosterní svaly; CK - BB /mozkový; vznikají kombinací dvou podjednotek M - svalová, B - mozková. CK - MB se zvyšuje u onemocnění srdečního svalu - infarkt myokardu. CK - MM se zvyšuje u jakéhokoliv onemocnění kosterního svalu (záněty, úrazy, nitrosvalové injekce, zvýšená svalová námaha). CK - BB se zvyšuje u onemocnění CNS (u mozkové mrtvice)

  • Z dalších enzymů, u kterých se stanovují izoenzymy - ALP, AMS, LD, ACP