Презентация Энзимология номенклатура и классификация ферментов Медицинская энзимология онлайн

Содержание слайда: Энзимология номенклатура и классификация ферментов Медицинская энзимология (ферменты -3) Лектор д.м.н., проф. Грицук А. И. зав. кафедрой биохимии Гомельского государственного медицинского университета

Содержание слайда: Локализация ферментов в клетке (компартментализация) 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

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

Содержание слайда: Выделение ферментов 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

Содержание слайда: Очистка ферментов 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

Содержание слайда: Качественное обнаружение и количественное определение 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

Содержание слайда: Единицы измерения активности ферментов 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).

Содержание слайда: Классификация ферментов 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)

Содержание слайда: Номенклатура (шифр) КФК

Содержание слайда: Изоферменты 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

Содержание слайда:

Содержание слайда: Роль изоферментов 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»

Содержание слайда: Метаболизм ферментов 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

Содержание слайда: Полиферментные комплексы и метаболоны 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

Содержание слайда: Изменение активности ферментов в онтогенезе 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 )

Содержание слайда: Основные направления медицинской энзимологии 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

Содержание слайда: Энзимопатии 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

Содержание слайда: Механизм развития метаболических нарушений при энзимопатиях 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

Содержание слайда: Энзимодиагностика 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

Содержание слайда: Задачи энзимодиагностики 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

Содержание слайда: Механизмы ферментемий и ферментурий

Содержание слайда: Ферменты энзимодиагностики заболеваний 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

Содержание слайда: 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

Содержание слайда: Изменение активности ферментов в крови при ИМ

Содержание слайда: Энзимотерапия 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

Содержание слайда: Иммобилизованные ферменты и липосомы 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

Содержание слайда: Применение ферментов в лабораторной практике 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.

Содержание слайда: Применение ферментов в производстве быту и …. Биотехнология производства лекарств, препаратов высокой степени чистоты Пищевые технологии в хлебопечении, пивоварении, производства табака и т.д. Кожевенном производстве Стиральные порошки

Содержание слайда: