Энзимодиагностика, энзимотерапия

ЛЕКЦИЯ № 2

Лигазы (синтетазы)

Изомеразы

Лиазы

Отщепление групп от субстратов по негидролитическому механизму с образованием двойных связей (или наоборот, присоединение по двойной связи). Реакции обратимы, за исключением отщепления СО₂.

В реакцию вступает 1 вещество и 2 образуются (или наоборот): -SХ-SY- ↔ XY + -S=S-

Систематическое название с убстрат: что отщепляется–лиаза

L-малат ↔ фумарат + Н₂О

L-малат: гидро – лиаза [фумараза]

Взаимопревращения оптических, геометрических, позиционных изомеров. В реакцию вступает 1 вещество и 1 образуется. Исходя из типа катализируемой реакции выделяется несколько подклассов: 1) рацемазы . 2) эпимеразы . 3) таутамеразы . 4) цис,- трансизомеразы . 5) мутазы (при внутримолекулярном переносе группы) . 6) цикло-, оксоизомеразы.

Систематическое название субстрат – вид изомеризации – изомераза

Фумаровая к-та ↔ малеиновая к-та

фумарат – цис,транс – изомераза

или субстрат – продукт – изомераза

гл-6ф ↔ фр-6ф гл-6ф – фр-6ф – изомераза

Соединение 2 молекул с использованием энергии макроэргических соединений (АТФ и др). В реакцию вступают 3 вещества, образуется 3 вещества.

Систематическое название субстрат: субстрат – лигаза (источник энергии)

АТФ + L-глутамат + NH₄⁺ → АДФ + Фн + L-глутамин

L-глутамат: аммиак – лигаза (АТФ → АДФ + Фн) [глутаминсинтетаза]

Тема: Клиническая энзимология – энзимопатии,

Факультеты: лечебно-профилактический, медико-профилактический, педиатрический.

2 курс.

Энзимология – это раздел биохимии, изучающий ферменты и катализируемые ими реакции. Медицинская энзимология – это раздел биохимии, изучающий применение ферментов в медицине. В области медицинской энзимологии выделяют три основных направления исследований: энзимопатология, энзимодиагностика и энзимотерапия.

Энзимопатология – это частная медицинская энзимология, которая изучает молекулярные основы развития патологического процесса, вызванного нарушением механизмов регуляции активности или синтеза ферментов.

Энзимопатии – это группа заболеваний, которые вызваны различными дефектами ферментов. Энзимопатий делятся на: наследственные (первичные) и приобретенные (вторичные). Приобретенные энзимопатии делятся на алиментарные, токсические и вызванные различными патологическими состояниями организма, например нарушениями КОС, повышением температуры тела и т.д. Приобретенные энзимопатии, по-видимому, наблюдаются при всех болезнях.

Причиной наследственных энзимопатий является генетически обусловленная недостаточность или полное отсутствие синтеза ферментов. Дефектные ферменты наследуются, в основном, по аутосомно-рецессивному типу. Гетерозиготы, чаще всего, не имеют фенотипических отклонений. При наследственных энзимопатиях происходит нарушение определенных метаболических путей, возникает дефицит их конечных продуктов и накопление промежуточных продуктов, что приводит к клиническим проявлениям.

Особенностью течения наследственных энзимопатий является наличие скрытого периода, когда болезнь клинически не проявляется, но может быть заподозрена или установлена на основании биохимических исследований. Обычно первые клинические симптомы врожденных энзимопатий обнаруживаются в раннем детском возрасте. Многочисленные патологические состояния, обусловленные дефицитом одного или нескольких ферментов, характеризуется большим разнообразием течения . прогноз их различен.

Классификация наследственных энзимопатий до конца не разработана, обычно их разделяют по типу нарушений метаболизма:

1. нарушения метаболизма аминокислот: фенилкетонурия, альбинизм, алкаптонурия и др. .

2. нарушения углеводного обмена: галактоземия, наследственная непереносимость фруктозы, гликогенозы .

3. нарушения липидного обмена: липидозы .

4. нарушения метаболизма нуклеиновых оснований: подагры, синдрома Леш-Нихана и др. .

5. нарушение обмена в соединительной ткани: мукополисахаридозы, хондродистрофия и др. .

6. дефекты ферментов в ЖКТ: муковисцидоз, целиакия, непереносимость лактозы и др.

7. нарушения обмена стероидов и т.д.

Пример: фенилпировиноградная олигофрения – наследственное заболевание, приводящее в раннем детстве к гибели ребенка или к развитию тяжелой умственной отсталости. Молекулярный дефект заключается в блокировании превращения незаменимой аминокислоты Фен в Тир:

Оказалось, что фермент, катализирующий данную реакцию, Фен-4-монооксигеназа, — не синтезируется в клетках печени, единственном органе, где он в норме открыт. Это приводит к развитию тяжелого наследственного заболевания, обусловленного избыточным накоплением самого Фен и продуктов его побочного пути обмена – фенилпировиноградной кислоты, а затем фенилмолочной и фенилуксусной кислоты в ткани мозга и сыворотке крови больных детей. Обычно диагноз ставят на основании химического метода открытия Фен или фенилпировиноградной кислоты на пеленках детей. Лечение в основном сводится к исключению из питания ребенка Фен. Для такого ребенка Тир оказывается незаменимой аминокислотой.

Развитие другого тяжелого наследственного заболевания – галактеземии (непереносимость молочного сахара), связано с отсутствием синтеза в клетках печени фермента, катализирующего превращение галактозы в глюкозу. Следствием подобной аномалии является накопление галактозы в тканях и развития катаракты в раннем возврате, поражение тканей печени и мозга, нередко приводящие к гибели ребенка. Лечение в данном случае сводиться к исключению из диеты молочного сахара.

Аллиментарные энзимопатии – это стойкие нарушения активности ферментов, связанные с характером питания:

1. отсутствием или снижением в пище количества белка .

2. дефицитом в пище витаминов, макро- и микроэлементов, некоторых низкомолекулярных биологически активных веществ .

3. нарушением соотношения в пище белков, жиров и углеводов .

Токсические энзимопатии обусловлены избирательным угнетением активности или синтеза отдельных ферментов или неспецифическим угнетением биосинтеза белка в результате длительного воздействия токсических агентов. Токсическим агентами являются соли тяжелых металлов,…..

Токсические агенты могут находиться не только в чужеродных соединениях, но и в пищевых продуктах. Например:

1) ингибиторы, содержащиеся в соевых продуктах, яйцах домашней птицы угнетают активность протеаз ЖКТ — трипсина, химотрипсина, эластазы.

2) Антивитамины, присутствующие в некоторых пищевых продуктах, или разрушают витамины или конкурентно замещают их в молекулах ферментов, что приводит к угнетению активности этих ферментов.

3) цианиды или оксиды углерода (II) угнетают активность ферментов, содержащих в активном центре Fe²⁺.

4) Длительное действие фторидов угнетает активность ферментов, содержащих в активном центре Mg²⁺ .