Alfa amyláza

Koncentraci amylázy lze zvýšit v následujících případech:

• Zánět slinivky břišní (pankreatitida)
• Nádory pankreatu
• Zánět příušní žlázy (např. Příušnic): zvyšuje se pouze koncentrace amylázy ve slinách
• Selhání ledvin

Kromě amylázy vyžadují výše uvedená onemocnění stanovení dalších laboratorních údajů pro potvrzení diagnózy a další výzkum..

Co dělat, když se koncentrace amylázy v krvi zvýší?

Pokud se hodnota amylázy zvýší, nelze diagnostikovat žádné konkrétní onemocnění. K objasnění příčiny je třeba stanovit více krevních hodnot. Pokud se amyláza v krvi stále častěji vyskytuje v důsledku pankreatitidy. Koncentrace se často měří několikrát pro následné sledování..

AMYLASE. STRUKTURA, FUNKCE

Práce v kurzu

Disciplína: Biochemie

K tématu: Specifičnost amylázy

1. LITERÁRNÍ PŘEZKUM

1.1 KLASIFIKACE ENZYMU

1.2. STRUKTURA AMYLASE, FUNKCE

1.3 SPECIFICITA AMYLASE

1.4. ÚČINKY INHIBITORŮ A AKTIVÁTORŮ NA AKTIVITU AMYLASE

2. EXPERIMENTÁLNÍ

4. SEZNAM POUŽITÝCH LITERATUR
ÚVOD Jedním ze základních pojmů biologie a chemie je pojem „enzym“. Studium enzymů má velký význam pro jakoukoli oblast chemického, potravinářského a farmaceutického průmyslu podílející se na výrobě biologicky aktivních látek pro medicínu a národní ekonomiku. Jedním z klíčových konceptů obecné biochemie je proto pojem „enzym“.

Relevance práce: amylázy jsou v potravinářském průmyslu široce využívány. Amylázy se tedy používají v pekařských a fermentačních technologiích. Také amyláza hraje významnou roli při rozkladu škrobu v lidském těle. Proto je pochopení působení amylázy důležité pro optimalizaci průmyslové produkce a studium metabolismu v lidském těle..

Účel: této práce posoudit specifičnost působení amylázy.

K dosažení tohoto cíle je třeba zvážit následující úkoly: 1. Studujte klasifikaci enzymů 2. Porozumět struktuře a funkci enzymu amylázy. Studium specifických účinků enzymu amylázy 4. Zohlednit účinek inhibitorů a aktivátorů na aktivitu amylázy..
1. LITERÁRNÍ PŘEZKUM

1.1 KLASIFIKACE ENZYMU

Moderní klasifikace enzymů byla vyvinuta v roce 1961 Enzymovou komisí Mezinárodní biochemické unie. Klasifikace je založena na typu katalyzované reakce, která je specifická pro každý enzym..

Podle této klasifikace jsou všechny enzymy rozděleny do 6 hlavních tříd:

1. Oxidoreduktázy - katalyzují redoxní reakce;

2. Transferázy - katalyzují reakce intermolekulárního přenosu skupin atomů a radikálů;

3. Hydrolasy - katalyzují štěpné reakce za účasti vody;

4. Lyázy - katalyzují reakce intramolekulárního nehydrolytického štěpení za vzniku dvojné vazby nebo adice na dvojnou vazbu;

5. Izomerázy - katalyzují isomerizační reakce;

6. Ligázy (syntetázy) - katalyzují syntézní reakce se spotřebou energie.

Třída oxidoreduktáz zahrnuje enzymy, které katalyzují oxidačně-redukční reakce. Obecné schéma lze znázornit takto:

Oxidace probíhá jako proces odebírání atomů H (elektronem ze substrátu a redukce - jako přidání atomů H (elektronů) k akceptoru. Pokud označíme receptor písmenem A a substrátem B, bude mít rovnice oxidačně-redukční reakce za účasti oxidoreduktas následující formu:

V přírodních objektech bylo nalezeno asi 500 jednotlivých oxidoreduktáz. Nejběžnější oxidoreduktázy obsahující nikotinamid adenin dinukleotid nebo NADH + jako aktivní skupinu. Nazývají se dehydrogenázy..

Počet známých procesů oxidace alkoholových skupin na karbonylové skupiny s použitím nikotinamidových koenzymů přesahuje dvě stě. Například důležitým mezikrokem při oxidaci glukózy je oxidace glyceraldehyd-3-fosfátu, která probíhá reakcí a vede ke vzniku smíšeného anhydridu kyseliny 3-fosfoglycerinové a kyseliny ortofosforečné - 1,3-difosfoglycerátu..

Tento typ oxidace má velký bioenergetický význam, protože zbytek kyseliny fosforečné, který tvoří anhydridovou vazbu, lze přenést z 1,3-difosfoglycerátu na ADP za vzniku ATP. Enzym, který katalyzuje tuto reakci, se nazývá glyceraldehyd-3-fosfát dehydrogenáza..

Zvláštní podtřída oxidoreduktáz si zaslouží zvláštní pozornost, která zahrnuje malé množství mimořádně důležitých enzymů katalyzujících oxidační dekarboxylaci keto kyselin lipoamidovým zbytkem spojeným amidovou vazbou s lysinovým zbytkem s apoenzymovou transacetylázou přes aminoskupinu:

Kofaktorem těchto enzymů je thiamin pyrofosfát:

Schéma transformací probíhajících v aktivním centru enzymu za účasti reaktivního karbanionu thiamin pyrofosfátu lze znázornit jako

Výsledný dihydrolipoamid je oxidován pomocí NAD + třetím enzymem, který se podílí na oxidační dekarboxylaci, dihydrolipoamid dehydrogenázou, která katalyzuje reakci

Enzymy, které katalyzují transformace za účasti molekulárního kyslíku, jsou rozděleny do tří hlavních skupin: oxidázy, monooxygenázy a dioxygenázy. Oxidázy zahrnují enzymy, které katalyzují procesy, v důsledku čehož se O2 redukuje na H2O2 nebo na dvě molekuly vody. Glukóza oxidáza a cytochrom c oxidáza, která katalyzuje oxidaci ferrocytochromu c na ferricytochrom reakcí:

Cytochrom s Fe (II) + 4H + + O2> 4 Cytochrome s Fe (III) + 2H2O

Monoxygenázy zahrnují enzymy, které katalyzují oxidaci organických sloučenin, což vede k začlenění jednoho z atomů kyslíku molekuly O2 do molekul těchto sloučenin a ke snížení druhého atomu kyslíku na vodu. Celková reakční rovnice může být psána jako

Monooxygenázy zahrnují důležitou skupinu enzymů známých společně jako cytochrom P450.

Dioxygenázy katalyzují transformace, během kterých jsou oba atomy kyslíkové molekuly O2 začleněny do oxidovaného substrátu. Například destrukce tryptofanu začíná tvorbou formylkenureninu, který obsahuje oba atomy kyslíku molekuly O2. Enzym, který katalyzuje tuto reakci, je hemoprotein nazývaný tryptofan 2,3-dioxygenáza..

Enzym, který katalyzuje disproporciaci volného radikálu HO2, který se tvoří při některých reakcích za účasti O2 a je velmi silným oxidačním činidlem, se nazývá superoxiddismutáza. Katalyzuje reakci

HO2 + HO2> H2O2 + O2

Enzym je metaloprotein a v závislosti na zdroji obsahuje Cu2 +, Zn2 +, Mn2 + nebo Fe2+.

Tato třída zahrnuje enzymy, které urychlují přenos funkčních skupin a molekulárních zbytků z jedné sloučeniny na druhou. V závislosti na povaze přenesených skupin, fosfotransferázy, aminotransferázy, glykosyltransferázy, acyltransferázy, transferázy, které nesou jedno uhlíkové zbytky (methyltransferázy, formyltransferázy) atd..

Fosfotransferáza. To zahrnuje enzymy, které urychlují přenosovou reakci zbytků kyseliny fosforečné. Fosfotransferázy zahrnují například hexokinázu, enzym, který urychluje přenos zbytků kyseliny fosforečné z molekuly ATP na glukózu (tato reakce obvykle začíná přeměnu glukózy):

Aminotransferáza. Tyto enzymy urychlují reakci transaminace aminokyselin ketokyselinami a jsou velmi důležité pro biosyntézu aminokyselin. Mají následující strukturu:

Enzym pyridoxal katalyzuje transaminační reakci. V důsledku řady reakcí, včetně nezbytné tvorby komplexů enzym-substrát, se kyselina asparagová převádí na kyselinu šťavelovou a octovou a kyselinu ketoglutarovou na kyselinu glutamovou. To je vyjádřeno následující souhrnnou rovnicí:

Tyto enzymy urychlují reakce přenosu glykosylových zbytků z molekul esterů fosforu nebo jiných sloučenin na molekuly monosacharidů, polysacharidů nebo jiných látek, přičemž poskytují hlavně reakce syntézy a rozkladu oligo- a polysacharidů ve světě zvířat a rostlin. Níže je uvedena rovnice pro reakci rozkladu sacharózy za účasti sacharosy-6-glukosyltransferázy nebo sacharosy fosforylázy:

Třída hydroláz zahrnuje enzymy, které urychlují reakce štěpení (někdy syntézy) organických sloučenin za účasti vody. Jsou rozděleny do následujících podtříd:

Esterázy katalyzují hydrolytické reakce esterů, alkoholů s organickými a anorganickými kyselinami. Nejdůležitějšími podtřídami esteráz jsou hydrolázy esterů karboxylových kyselin a fosfatáz. Představitelem první podtřídy je lipáza.

Lipáza urychluje hydrolýzu vnějších, tj. Esterových vazeb v triglyceridových (tukových) molekulách:

Fosfatázy katalyzují hydrolýzu fosfátových esterů. Obzvláště rozšířené jsou fosfatázy působící na estery kyseliny fosforečné a uhlohydráty, například glukóza-1-fosfatáza:

Glykosidázy. Tyto enzymy urychlují glykosidovou hydrolytickou reakci.

Peptidové hydrolázy. Enzymy této podtřídy urychlují hydrolýzu peptidových vazeb v proteinech a peptidech a za určitých podmínek také syntézu peptidových vazeb. Chemii procesu hydrolýzy proteinů a peptidů za účasti peptidů hydroláz lze vyjádřit pomocí následujícího schématu:

Amidázy urychlují hydrolýzu amidů kyseliny. Z nich hraje ureáza, asparagináza a glutamináza důležitou roli v biochemických procesech v těle..

Asparagináza a glutamináza urychlují hydrolýzu amidů dikarboxylových kyselin - aspartová a glutamová, například:

Kromě amidáz zahrnují hydrolázy také arginázu. Tím se aminokyselina arginin hydrolyzuje na ornitin a močovinu:

Třída lyáz zahrnuje enzymy, které urychlují nehydrolytické reakce rozkladu organických sloučenin podél vazeb C - C; C - N; C - O atd. V tomto případě se uzavřou dvojné vazby a uvolní se takové jednoduché produkty jako CO2, H2O, NH3 atd..

Jednou z nejdůležitějších skupin enzymů této třídy jsou uhlík-uhlík-lyázy (C - C-lyázy). Mezi nimi jsou zvláště důležité karboxy-lyasy (dekarboxylázy) a aldehydové lyasy..

V přírodě jsou dekarboxylázy keto kyselin a aminokyselin rozšířené a katalyzují reakce podle následujících schémat:

typickým představitelem aldehydových lyáz je aldolasa, která katalyzuje reverzibilní štěpení fruktosy-1,6-difosfátu na fosfotriózu:

Další důležitou skupinu lyáz tvoří uhlík-kyslík-lyázy (hydrolázy), které urychlují hydratační a dehydratační reakce organických sloučenin. Jako zástupce hydro-lyáz představujeme fumarát-hydratázu:

Příkladem uhlík-dusík-lyáza je aspartát-amoniak-lyáza, která urychluje reakci přímé deaminace kyseliny asparagové:

Některé lyázy urychlují nejen rozkladné reakce, ale také syntézu. Například L-serin-hydro-lyáza byla izolována z kvasinek, které odštěpují vodu ze serinu a přidávají sirovodík, čímž se syntetizuje aminokyselina - cystein.

Tyto enzymy se nazývají syntázy..

Enzymy patřící do této malé třídy (asi 90 jednotlivých enzymů) urychlují geometrické nebo strukturální změny v jedné molekule. Tyto změny mohou spočívat v intramolekulárním přenosu vodíkových, fosfátových a acylových skupin, ve změně prostorového uspořádání atomových skupin, v pohybu dvojných vazeb atd. Nejdůležitější izomerázy jsou triose-fthisomeráza, fosfoglycerát-fosfomutáza, aldosomutarotáza a isopentenyl difosfát isomeráza..

Triosa fthisomeráza urychluje přenos atomů H během přeměny 3-fosfoglycerol aldehydu na fosfodioxyaceton a naopak:

Fosfoglycerát-fosfomutáza poskytuje dostatečnou rychlost přeměny 2-fosfoglycerinové kyseliny na 3-fosfoglycerovou kyselinu a naopak:

Mutaróza je zástupcem stereoizomeráz, urychluje přeměnu D-glukopyranózy na D-glukopyranózu:

Isopentenylpyrofosfát izomeráza katalyzuje přeměnu isopentylpyrofosfátu na dimethylallylpyrofosfát, což je spojeno s pohybem dvojné vazby ze 3. do 2. pozice:

Isopentenylpyrofosfát izomeráza obsahuje volné sulfhydridové skupiny, pravděpodobně ve formě cis radikálu v molekule proteinu, a díky nim je poskytována výše uvedená reakce, která má velký význam pro syntézu polysioprenoidů a sterolů.

Ligázy zahrnují enzymy, které katalyzují kombinaci molekul navzájem, spojené s hydrolýzou pyrofosfátové vazby v molekule ATP nebo jiného nukleosid trifosfátu.

Příkladem působení ligázy je syntéza kyseliny pantothenové z

AMYLASE. STRUKTURA, FUNKCE

Amylázy (z latinského azylu - škrob), enzymy třídy hydroláz, které katalyzují hydrolýzu škrobu, glykogenu a dalších příbuzných oligo- a polysacharidů, Ch. arr. 1,4 glukosidové vazby (viz například schéma v článku O-Glykosidové hydrolázy). Při přípravě kvasnicového těsta rozloží kvasnice škrob pomocí amylázy na di- a trisacharidy, které se pak v životě používají, čímž se vytvoří alkohol, oxid uhličitý (CO)₂) a dalších metabolitů, které dodávají chlebu specifickou chuť a „zvyšují“ těsto. Jedná se však o dlouhodobý proces, a proto se v moderních technologiích amyláza používá jako jedna z důležitých složek speciální přísady, která urychluje fermentační proces. Bakteriální amyláza se používá v pracích prášcích k odbourávání škrobu přítomného v prádle.

A. (molekulová hmotnost 50 000) se účastní hydrolýzy cukrů obsahujících tři nebo více zbytků glukózy v řadě. Štěpení vazeb může nastat mezi jakýmikoli zbytky glukózy a monosacharidové zbytky v místě štěpení mají konfiguraci anomeru. A. převádí škrob amylózu na glukózu a maltózu. Amylopektin v škrobu, který obsahuje 1,6 vazeb v molekule, není úplně hydrolyzován - zůstává rozvětvený polysacharid, tzv. "zbytkový dextrin". A. má mírně kyselé světce. Ions Ca 2+ a Cl - aktivujte je. Je přítomen ve všech tkáních zvířat a rostlin, jakož i v mikroorganismech. Katalyticky. enzymové aktivity z různých zdrojů se od sebe významně liší. Na trávení potravy se podílí A. sliny, slinivka a střevní sliznice, A. játra rozkládají glykogen.

A. (molekulová hmotnost 50 až 200 tisíc) postupně odštěpuje zbytky maltózy z neredukujícího konce polysacharidového řetězce. Při působení A. se maltosa tvoří z amylózy a „zbytkový dextrin“ se také vytváří z amylopektinu. Obsahuje A. ve sladu.

A. (exo-1,4 glukosidáza; molekulová hmotnost 50 až 100 tisíc) postupně odštěpuje terminální zbytky D-glukózy z neredukujících konců polysacharidových řetězců za vzniku D-glukózy. Je také schopen štěpit 1,6 vazbu, pokud jsou následující monosacharidy spojeny v pozicích 1 a 4. Nalezeny ve formách. Stanovení aktivity A. se používá v diagnostice. účely, zejména pro identifikaci glykogenózy. A. (včetně imobilizovaných) se používá v průmyslu: A. - pro „sacharizaci“ škrobu, A. - pro výrobu glukózy.

Funkce. Amyláza, hydrolytický enzym, štěpí škrob a glykogen na maltózu. Amyláza se tvoří hlavně ve slinných žlázách a slinivce břišní, poté vstupuje do dutiny ústní nebo do duodenálního lumenu a podílí se na trávení potravinových uhlohydrátů. V krevním séru se izolují izozymy pankreatu a slinných amyláz. Orgány, jako jsou vaječníky, vejcovody, tenká a tlustá střeva a játra, mají také významně nižší aktivitu amylázy. Enzym je vylučován ledvinami. Zvýšení aktivity amylázy v séru proto vede ke zvýšení aktivity amylázy v moči. Amyláza může tvořit velké komplexy s imunoglobuliny a dalšími plazmatickými proteiny, proto neprochází renálními glomeruli, proto se zvyšuje její obsah v séru, v moči je pozorována normální aktivita amylázy.

Sliny obsahují významné množství amylázy - enzymu podílejícího se na trávení uhlohydrátů, jakož i enzymů, které štěpí proteiny. Všechny jsou aktivní pouze s alkalickou nebo neutrální reakcí média. Proto kyselá žaludeční šťáva zastavuje jejich činnost. Jejich účinek však ještě nějakou dobu přetrvává v žaludku, protože kus potravy není okamžitě nasycen žaludeční šťávou..

Sliny mají baktericidní vlastnosti (ničení bakterií). Zabraňuje rozvoji zubního kazu v důsledku přítomnosti enzymu lysozymu v něm. U lidí je slinění spojeno také s funkcí řeči: sliny zajišťují během řeči zvlhčení ústní sliznice (bylo prokázáno, že slinování doprovází i akt psaní). Během dne se vylučuje 0,5 až 2 litry slin.

1.3 SPECIFICITA AMYLASE

Enzymy jsou velmi specifické. Tato specifičnost je způsobena zvláštním tvarem molekuly enzymu, který přesně odpovídá tvaru molekuly substrátu. Tato hypotéza se nazývá hypotéza „klíč a zámek“: substrát se v ní porovnává s klíčem, který přesně odpovídá zámku, tj. k enzymu. Na základě této hypotézy Koshland již v roce 1959 navrhl novou interpretaci hypotézy „klíč a zámek“. Dospěl k závěru, že aktivní místa enzymů jsou flexibilní. Podle tohoto předpokladu substrát, pokud je kombinován s enzymem, způsobuje změny ve struktuře enzymu. Vhodnou analogií v tomto případě je rukavice, která při natažení rukou odpovídajícím způsobem mění svůj tvar. Amylázy různého původu mají mnoho společných vlastností: dobře se rozpustí ve vodě nebo ve vysoce zředěných solných roztocích. Koncentrovanější solné roztoky (například 20 - 30% roztoků síranu amonného) způsobují vysrážení těchto enzymů. Amylázy se snadno rozpustí ve zředěných roztocích ethylalkoholu, ale vysráží se, když jeho koncentrace v médiu přesáhne 60%. Protein amylázy má mírně kyselé vlastnosti; isoelektrický bod enzymů se pohybuje od pH 4,2 do 5,7. Molekulová hmotnost sladové amylázy je 60 000, amylázy mikroskopických hub - 45 000 - 50 000. Mnoho amylas se získá buď ve vysoce vyčištěné nebo krystalické formě. Vápníkové ionty mají stabilizační účinek na amylázu. Toto bylo poprvé objeveno Wollersteinem a poté potvrzeno Nakamurou. V současné době byl tento jev pozorován téměř u všech amylas. Teoreticky však tato otázka ve vztahu k průmyslové hydrolýze škrobu dosud nebyla vyvinuta. Hydrolýza škrobu amylázami:

Amyláza působí na -1,4-glykosidické vazby, štěpí amylózu v jejím řetězci, což vede k tvorbě nízkomolekulárních produktů hydrolýzy - normálních dextrinů vysokou rychlostí. Jejich další hydrolýza poskytuje maltózu, maltotriózu a glukózu. Bylo zjištěno, že štěpení -1,4-glukosidických vazeb v amylóze je náhodné a dodržuje zákon statistické distribuce reakčních produktů. Štěpení menších frakcí v poslední fázi amylózy již není náhodné - působení enzymu je zaměřeno pouze na určité -1,4-glykosidické vazby. Nakonec amyláza přeměňuje amylózu na maltózu a glukózu, ačkoliv jsou zaznamenány některé nevýznamné rozdíly v dynamice hydrolýzy tohoto substrátu těmito enzymy..

Bendetskiy, Yarovenko vyhodnotil účinek (multiplicitu útoku) Bac amylázy změnou viskozity a snížením schopnosti hydrolyzátů škrobu. Subtilis na rozpustný škrob. Autoři pozorovali významný rozdíl ve viskozitě redukční schopnosti během kyselé a enzymatické hydrolýzy škrobu. Toto dalo důvod k závěru, že degradace škrobu během kyselé hydrolýzy

Amylázy jsou specifické pro různé typy organismů. Jejich fyziologickou úlohou je mobilizovat rezervy polysacharidů v buňkách (například během klíčení semen). Jejich význam v procesu trávení je velký: amylázy jsou obsaženy ve slinách a pankreatické šťávě lidí a zvířat. Amyláza tedy rozkládá glykogen a škrob na glukózu a hraje důležitou roli v intracelulárním metabolismu glykogenu. Mikroorganismy konzumují škrob a uvolňují amylázu do média.

Stanovení aktivity amylázy v krevním séru a moči se používá při diagnostice onemocnění slinivky břišní, jater, ledvin, slinných žláz a při diagnostice glykogenózy.

1.4 ÚČINKY INHIBITORŮ A AKTIVÁTORŮ NA AKTIVITU AMYLASE

Působení většiny enzymů závisí na přítomnosti řady látek, které vedou k inaktivaci enzymů. Tyto látky se nazývají inhibitory.

Životní proces je založen na metabolismu, jehož základní vazby jsou četné biochemické reakce katalyzované enzymy. Otrava (inhibice) jakéhokoli jednoho enzymu může mít hluboký a někdy fatální účinek na celé tělo. Studium inhibitorů enzymů má zásadní význam pro farmakologii a toxikologii. Nalezne také přímé praktické použití, a to i ve vojenských záležitostech. Nervové plyny jsou tedy specifické inhibitory enzymů. Sloučeniny příbuzné inhibitorům enzymů se stále více používají jako insekticidy. V praktické medicíně se inhibitory amylázy úspěšně používají jako léčiva pro léčbu nemocí spojených se zvýšenou aktivitou těchto enzymů - cukrovka, kaz, obezita atd..

Z čistě akademického hlediska se specifické inhibitory používají jako účinné nástroje ke studiu mechanismu působení enzymů, struktury jejich aktivního centra..

Přírodní inhibitory se liší v některých zvláštnostech: působí v extrémně nízkých koncentracích (od 10 -6 do 10 -12 M), jsou obvykle nevratné atd. Tyto inhibitory často fungují v přírodě jako regulátory mezidruhových vztahů. Je tedy známo, že inhibitory amyláz z klíčících obilných zrn jsou pro hmyz a savce toxické. Nedávno byly nalezeny inhibitory amylázy mezi takzvanými proteiny zprostředkovanými patogeny (PR-proteiny) zapojenými do ochrany rostlin proti patogenům.

Inhibitory jsou klasifikovány jako reverzibilní nebo nevratné. Ireverzibilní inhibitory vážou nebo ničí funkční skupiny molekuly enzymu nezbytné pro projev její katalytické aktivity, zatímco aktivita enzymu není obnovena, i když je inhibitor jakýmkoli způsobem odstraněn. Nevratné inhibitory jsou kyanidy, které působí na řadu redoxních enzymů obsahujících kovy jako kofaktory. Inhibitory kyanidového typu jsou schopné vytvářet stabilní komplexy s kovy, a proto inaktivují enzymy.

Častěji však existuje reverzibilní inhibice, přístupná kvantitativní studii založené na Michaelis-Mentenově rovnici. Reverzibilní inhibice je zase rozdělena na kompetitivní a nekompetitivní, v závislosti na tom, zda je možné nebo ne možné překonat inhibici enzymatické reakce zvýšením koncentrace substrátu..

Konkurenční inhibice může být způsobena látkami, které mají strukturu podobnou struktuře substrátu, ale mírně se liší od struktury skutečného substrátu. Tato inhibice je založena na vazbě inhibitoru na substrát vázající (aktivní) centrum. Klasickým příkladem tohoto typu inhibice je inhibice sukcinátdehydrogenázy (SDH) kyselinou malonovou. Tento enzym katalyzuje oxidaci dehydrogenací kyseliny jantarové (sukcinát) na kyselinu fumarovou:

Pokud je do média přidán malonát (inhibitor), pak v důsledku jeho strukturální podobnosti se skutečným substrátem sukcinátem (přítomnost dvou stejných ionizovaných karboxylových skupin) bude interagovat s aktivním centrem za vzniku komplexu enzym-inhibitor, nicméně to zcela vylučuje přenos atomu vodíku z malonata. Struktury substrátu (sukcinát) a inhibitoru (malonát) jsou stále poněkud odlišné. Proto soutěží o vazbu s aktivním místem a stupeň inhibice bude určen poměrem koncentrací malonátu a sukcinátu, a nikoli absolutní koncentrací inhibitoru. Inhibitor se tedy může reverzibilně vázat na enzym za vzniku komplexu enzym-inhibitor. Tento typ inhibice se někdy označuje jako inhibice metabolického antagonismu..

Obecně může být reakce interakce inhibitoru s enzymem reprezentována následující rovnicí:

Výsledný komplex, nazývaný enzym inhibující komplex EI, se na rozdíl od komplexu enzym-substrát ES nerozkládá za vzniku reakčních produktů. Disociační konstanta komplexu EI nebo inhibiční konstanta K_i, lze, podle Michaelisovy - Mentenovy teorie, definovat jako poměr konstant reverzních a dopředných reakcí:

ty. inhibiční konstanta je přímo úměrná součinu koncentrace enzymu a inhibitoru a nepřímo úměrná koncentraci komplexu EI.

Metoda kompetitivní inhibice je široce používána v lékařské praxi. Je například známo, že sulfa-drogy se používají k léčbě některých infekčních chorob způsobených bakteriemi. Ukázalo se, že tato léčiva mají strukturní podobnost s kyselinou para-aminobenzoovou, kterou bakteriální buňka používá k syntéze kyseliny listové, která je nedílnou součástí bakteriálních enzymů..

Obr. 1 Akce konkurenčního inhibitoru (schéma podle V.L. Kretovich). E - enzym; S - substrát; R₁ a P₂ - reakční produkty; I - inhibitor.

V důsledku této strukturní podobnosti sulfanilamid blokuje působení enzymu vytlačením kyseliny para-aminobenzoové z komplexu s enzymem, který syntetizuje kyselinu listovou, což vede k inhibici bakteriálního růstu.

Některé analogy vitaminu B₆ a kyselina listová, zejména deoxypyridoxin a aminopterin, působí jako kompetitivní, tzv. koenzym, inhibitory (nebo antivitaminy), inhibující mnoho biologických procesů v těle, které se v patologii intenzivně vyskytují. Použití těchto analogů v lékařské praxi (zejména v dermatologii a onkologii) je založeno na kompetitivním vytlačování koenzymů z center klíčových vazebných enzymů vázajících substrát..

Nekompetitivní inhibice je způsobena látkami, které nemají strukturní podobnost se substráty a často se neváží k aktivnímu místu, ale jinde v molekule enzymu. Stupeň inhibice je v mnoha případech určen dobou působení inhibitoru na enzym. U tohoto typu inhibice je díky tvorbě stabilní kovalentní vazby enzym často úplně inaktivován a poté se inhibice stává nevratnou. Příkladem ireverzibilní inhibice je působení jodacetátu, DPP, jakož i solí diethyl-n-nitrofenylfosfátu a kyseliny kyanovodíkové. Tato akce spočívá ve vazbě a vypnutí funkčních skupin nebo kovových iontů a enzymové molekuly.

Je třeba poznamenat, že nekompetitivní inhibice může být také reverzibilní a nevratná, protože neexistuje žádná konkurence mezi substrátem a inhibitorem pro aktivní místo. Příklady nevratné inhibice jsou uvedeny dříve. V případě reverzibilní nekompetitivní inhibice se substrát S a inhibitor I vážou na různá centra, a proto je možné tvořit jak komplex EI, tak ternární komplex EIS; ten se může rozpadat s uvolňováním produktu, ale při nižší rychlosti než ES komplex.

Tento typ nekompetitivní inhibice je nejčastěji pozorován u enzymů katalyzujících konverze více než jednoho substrátu, když vazba inhibitoru neblokuje vazbu substrátu k aktivnímu místu. V tomto případě se inhibitor váže na volný enzym i na ES-komplex.

Kromě toho je známa tzv. Nekompetitivní inhibice, když se inhibitor váže na enzym také v nekatalytickém centru, ale ne s volným enzymem, ale pouze s ES-komplexem ve formě ternárního komplexu.

K objasnění otázky typu inhibice použijte rovnice Michaelis-Menten, Lineweaver-Burke nebo jiné, například Edie-Hofstiova rovnice:

a odpovídající grafy v lineárních souřadnicích.

Obr. 2. Grafy závislosti rychlosti enzymatické reakce na koncentraci substrátu v přítomnosti konkurenčního inhibitoru.

a - v souřadnicích v z [S]; b - v souřadnicích 1 / v od 1 / [S]; PROTI_maxa V_i - maximální reakční rychlosti; NA_m a K_mi - Michaelisova konstanta v nepřítomnosti (1) a v přítomnosti (2) inhibitoru.

Obr. 3. Grafy závislosti rychlosti enzymatické reakce na koncentraci substrátu v přítomnosti nekompetitivního inhibitoru.

S konkurenčním typem inhibice inhibitor zvyšuje hodnotu K_m, aniž by to ovlivnilo maximální rychlost V_max. To znamená, že při dostatečně vysoké koncentraci substrátu [S] je inhibitor nahrazen molekulami substrátu z komplexu EI. Při nekompetitivní inhibici (obr. 4.22) inhibitor snižuje maximální rychlost. Pokud v tomto případě hodnota K_m nesnižuje se, pak se mluví o úplně nekompetitivní inhibici. Podobný typ inhibice nastává během tvorby inaktivních, obtížně disociovatelných komplexů EI a / nebo EIS. Často se však pozoruje smíšený typ inhibice, někdy nazývaný částečně nekompetitivní, nebo reverzibilní nekompetitivní inhibice (viz výše), ve kterém pokles V_max v kombinaci se současným zvýšením hodnot K_m. To znamená, že komplex EI si zachovává částečnou aktivitu, tj. schopnost tvořit interní ternární komplex EIS, ve kterém substrát prochází zpožděnou katalytickou konverzí. Ve vzácných případech se stupeň inhibice enzymatické aktivity může zvyšovat se zvyšující se koncentrací substrátu. Pro tento typ inhibice, jak bylo uvedeno výše, byl navržen poněkud nepřesný termín „nekompetitivní inhibice“. Jeden z mechanismů takové inhibice je způsoben možností kombinace inhibitoru s ES komplexem za vzniku inaktivního nebo pomalu reagujícího ternárního EIS komplexu.

Amyláza

Krevní test pomáhá identifikovat mnoho patologických procesů v těle. S patologií zažívacího systému je biochemický krevní test velmi poučný.

Amyláza je jedním z důležitých ukazatelů biochemie. Je to hlavní ukazatel stavu pankreatu. Jeho odchylky od normy vždy naznačují přítomnost patologie těla..

Co je amyláza v biochemickém krevním testu

Amyláza je enzym účastnící se procesu trávení.

Existují 2 typy amylázy:

• Alfa amyláza. Jeho produkce se provádí ve větší míře ve slinivce břišní a ve slinných žlázách;
• Pankreatická amyláza je složkou alfa amylázy, která je produkována výhradně pankreasem a aktivně se podílí na procesu trávení v dvanáctníku..

Amyláza je produkována žlázovými buňkami slinivky břišní a je součástí pankreatické šťávy.

Enzym amyláza má pro lidské tělo velký význam.

Alfa-amyláza v krvi má následující funkce:

• Rozklad škrobu při trávení potravy. Tento proces začíná již v ústech, protože amyláza je přítomna ve slinách. Škrob se převádí na jednodušší látky nazývané oligosacharidy;
• Asimilace uhlohydrátů v těle;
• Rozklad glykogenu na glukózu, která je hlavním zásobníkem energie. Je to ona, která poskytuje všem buňkám a orgánům energii potřebnou pro jejich život..

Enzym amyláza je velmi důležitá pro správné fungování trávicího systému, proto je studium jeho hladiny nejčastěji předepsáno, pokud existuje podezření na nemoci a poruchy zažívacího traktu..

Při absenci patologie by se amyláza měla objevit pouze ve střevě. Pokud však dojde k různým onemocněním, vstupuje do krevního řečiště..

Indikace pro analýzu

Amyláza je indikátorem rozvoje zánětlivých a endokrinních onemocnění u lidí. Hlavní indikace krevního testu na amylázu jsou:

• Podezření na akutní pankreatitidu (zánět slinivky břišní). Analýza se provádí, pokud existují takové příznaky:
  • Nevolnost;
  • Zvracení;
  • Časté volné stoličky;
  • Bolest břicha, často opasku;
  • Obecná slabost.
• Exacerbace chronické pankreatitidy. Stížnosti jako při akutním průběhu onemocnění;
• Hepatitida (zánět parenchymu jater). Příznaky nemoci:
  • Kreslení bolesti v pravé hypochondrii;
  • Hepatomegálie (zvětšení jater);
  • Hořkost v ústech;
  • Nevolnost;
  • Slabost.

• Indikací pro tuto studii se může stát i podezření na vývoj diabetes mellitus. Toto je endokrinní patologie slinivky břišní, která se projevuje:
  • Intenzivní žízeň;
  • Polyurie (vypouštění velkého množství moči);
  • Suchá kůže a sliznice;
  • Svědicí pokožka;
  • V těžkých případech dochází ke ztrátě vědomí a kómatu.
• Nezhoubné a zhoubné nádory slinivky břišní. Jejich symptomatologie se může lišit. Maligní proces může být dlouhodobě asymptomatický. Proto je při odhalování stížností od tohoto těla nezbytné stanovit hladinu amylázy;
• Parotitida - zánět slinných žláz s jejich blokádou;
• Cysty v pankreatu.

Příprava na výzkum

Pro stanovení hladiny amylázy je předepsán biochemický krevní test. Aby byl výsledek spolehlivý, musíte se správně připravit.

Odborníci dávají několik doporučení ohledně přípravy na provedení analýzy na alfa-amylázu, kterou je třeba pečlivě dodržovat:

• Několik dní před studií se musíte vzdát mastných, smažených a kořenitých jídel;
• V předvečer odběru krve byste měli přestat pít čaj a kávu. Během tohoto dne se doporučuje pít pouze čistou vodu nesycené oxidem uhličitým;
• Pokud pacient užívá nějaké léky, je nutné konzultovat s lékařem možnost přerušení léčby v době laboratorního testu;

• Vzdávejte se sportů denně, protože nadměrná fyzická aktivita ukazatele zkresluje;
• Vyvarujte se stresu a emocionální úzkosti;
• Přestaňte pít alkoholické nápoje den před analýzou;
• Ráno v den dárcovství krve nemůžete jíst, protože studie se provádí na lačný žaludek. Je povoleno pít jen malé množství vody (ne více než 200 mililitrů).

Doporučení pro krevní test:

• Připravte si místo vpichu (odběr krve). Zpravidla se jedná o loketní ohyb paže. Pokud potřebujete osvobodit ruku od oblečení;
• Naneste žilní škrtidlo na předloktí a požádejte pacienta, aby „pracoval“ pěstí;
• Ošetřte kůži antiseptickým roztokem (lékařský alkohol);
• Vložte jehlu a natáhněte požadované množství krve do zkumavky nebo stříkačky;
• Na konci manipulace aplikujte na ránu bavlněnou kouli navlhčenou alkoholem, ohněte ruku na loketní kloub a zůstaňte v této poloze po dobu 10 minut. Je nutné zastavit krvácení..

Krev odebraná pacientovi je poslána do laboratoře. Tam se přidají uhlohydráty a stanoví se doba jejich rozkladu. Na základě tohoto ukazatele je výsledek dešifrován..

Je třeba si uvědomit, že výsledek může dešifrovat výsledek pouze lékař, přičemž vezme v úvahu všechny faktory.

Míra amylázy v krvi

Je třeba si uvědomit, že je obvyklé izolovat 2 typy tohoto enzymu v krvi. Je to pankreatická a alfa-amyláza. V souladu s tím jsou jejich normy odlišné. V každé laboratoři se mohou indikátory mírně lišit, protože se používají různá činidla. Proto je ve výsledné podobě sloupec, který udává limity normy pro tuto laboratoř. Existují však obecně přijímané výkonnostní standardy založené na údajích od nezávislé laboratoře..

Tabulka alfa-amylázy (celková amyláza v krvi) u dospělých a dětí:

Normy pankreatické amylázy, která je součástí alfa amylázy, jsou uvedeny v tabulce:

Důvody odchylek

Odchylka od normy, jak směrem nahoru, tak dolů, je známkou nástupu nebo prodlouženého průběhu některých nemocí, zejména gastrointestinálního traktu..

Alfa amyláza se zvýšila

Ke zvýšení pankreatické a alfa-amylázy může dojít za následujících podmínek:

• Akutní a chronická pankreatitida. V tomto případě buňky orgánu produkují amylázu ve větším množství, než je nutné;
• Nádorové a cystické změny v tkáních orgánu, jakož i přítomnost zubního kamene v žlučníku. V tomto případě dochází k sekundárnímu zánětu, který podporuje zvýšenou produkci amylázy. Indikátory se zvyšují na 200 U / l;
• Cukrovka. Toto onemocnění je charakterizováno poruchou metabolismu uhlohydrátů. V tomto případě je část amylázy posílána do krve a neplní své přímé povinnosti, tj. Neúčastní se rozkladu uhlohydrátů;
• Peritonitida je zánět pobřišnice. Tento proces podporuje šíření zánětu do všech orgánů břišní dutiny, včetně slinivky břišní;
• Příušnice jsou zánět slinných žláz. Přispívá k mírnému zvýšení výkonu;

• Selhání ledvin Jak víte, amyláza opouští lidské tělo ledvinami. Pokud je však jejich funkce narušena, není tento enzym úplně odstraněn z krve, což vede ke zvýšení jeho ukazatelů;
• Mimoděložní těhotenství;
• Poranění břicha;
• Zneužívání alkoholu může také vést k vyšší míře;
• Jíst „špatné“ jídlo, tj. Mastná, uzená, smažená, slaná jídla ve velkém množství.

Snížený obsah amylázy

Důvody poklesu alfa-amylázy v krvi mohou být:

• Pankreatická nekróza - smrt významné části slinivky břišní;
• Akutní nebo chronická hepatitida. Tento stav vyvolává narušení metabolických procesů, včetně uhlohydrátů. V tomto případě pankreas v průběhu času snižuje množství produkovaných enzymů;
• Cirhóza jater;
• Nádorový proces v pankreatu. To zahrnuje pouze ty nádory (maligní), které vedou ke změnám v orgánové tkáni. V tomto případě nemohou změněné tkáně produkovat enzym;
• Resekce (odstranění) velké části pankreatu.

Amyláza a pankreatitida

Jak víte, amyláza je markerem onemocnění pankreatu, nebo spíše pankreatitidy. Je však třeba poznamenat, že jakýkoli zánět gastrointestinálního traktu může být příčinou mírného nárůstu ukazatelů..

V případě, že ukazatele pankreatické amylázy jsou 6 až 10krát vyšší, než je obvyklé, naznačuje to vývoj závažného zánětu v orgánu. To znamená, že v přítomnosti vhodných příznaků je diagnostikována akutní pankreatitida nebo exacerbace chronického procesu..

Je třeba také poznamenat, že s dlouhým průběhem chronické pankreatitidy během exacerbace se mohou ukazatele mírně zvýšit. Důvodem je přizpůsobení těla.

V prvních hodinách nástupu onemocnění je stanoveno významné zvýšení alfa-amylázy. Po 48 - 72 hodinách se její hladina vrátí do normálu.

Líbil se vám článek? Sdílejte to se svými přáteli na sociálních sítích: