Alfa-amylaza

Stężenie amylazy można zwiększyć w następujących przypadkach:

• Zapalenie trzustki (zapalenie trzustki)
• Guzy trzustki
• Zapalenie ślinianki przyusznej (np. Świnka): wzrasta tylko stężenie amylazy ślinowej
• Niewydolność nerek

Oprócz amylazy wyżej wymienione choroby wymagają określenia dodatkowych danych laboratoryjnych w celu potwierdzenia rozpoznania i dalszych badań..

Co zrobić, gdy wzrasta stężenie amylazy we krwi?

Jeśli wartość amylazy wzrośnie, nie można zdiagnozować żadnej konkretnej choroby. Zamiast tego należy określić więcej badań krwi, aby wyjaśnić przyczynę. Jeśli amylaza jest coraz częściej wykrywana we krwi z powodu zapalenia trzustki. Stężenie jest często mierzone kilka razy w celu dalszej obserwacji..

AMYLASA. STRUKTURA, FUNKCJE

Kurs pracy

Dyscyplina: biochemia

Temat: Specyfika amylazy

1. RECENZJA LITERACKA

1.1 KLASYFIKACJA ENZYMÓW

1.2. STRUKTURA AMYLAZY, FUNKCJE

1.3 WŁAŚCIWOŚĆ AMYLAZY

1.4. WPŁYW INHIBITORÓW I AKTYWATORÓW NA AKTYWNOŚĆ AMYLAZY

2. EKSPERYMENTALNY

4. WYKAZ UŻYWANEJ LITERATURY
WPROWADZENIE Jednym z podstawowych pojęć zarówno biologii, jak i chemii jest pojęcie „enzymu”. Badanie enzymów ma ogromne znaczenie dla każdej dziedziny przemysłu chemicznego, spożywczego i farmaceutycznego, zajmującego się produkcją substancji biologicznie czynnych dla medycyny i gospodarki narodowej. Dlatego jednym z kluczowych pojęć ogólnej biochemii jest pojęcie „enzymu”.

Trafność pracy: amylazy są szeroko stosowane w przemyśle spożywczym. Amylazy są więc wykorzystywane w technologiach piekarniczych i fermentacyjnych. Amylaza odgrywa również znaczącą rolę w rozkładzie skrobi w organizmie człowieka. Dlatego zrozumienie działania amylazy jest ważne dla optymalizacji produkcji przemysłowej i badania metabolizmu w organizmie człowieka..

Cel: tej pracy rozważenie specyfiki działania amylazy.

Aby osiągnąć ten cel, należy rozważyć następujące zadania: 1. Zbadaj klasyfikację enzymów.2. Zrozumieć strukturę i funkcję enzymu amylazy.3. Zbadanie specyficznego działania enzymu amylazy 4. Rozważenie wpływu inhibitorów i aktywatorów na aktywność amylazy..
1. RECENZJA LITERACKA

1.1 KLASYFIKACJA ENZYMÓW

Nowoczesna klasyfikacja enzymów została opracowana w 1961 roku przez Komisję Enzymów Międzynarodowej Unii Biochemicznej. Klasyfikacja oparta jest na typie katalizowanej reakcji, który jest specyficzny dla każdego enzymu..

Zgodnie z tą klasyfikacją wszystkie enzymy są podzielone na 6 głównych klas:

1. Oksydoreduktazy - katalizują reakcje redoks;

2. Transferazy - katalizują reakcje międzycząsteczkowego przenoszenia grup atomów i rodników;

3. Hydrolazy - katalizują reakcje rozszczepienia z udziałem wody;

4. Liazy - katalizują reakcje wewnątrzcząsteczkowego rozszczepienia niehydrolitycznego, z utworzeniem wiązania podwójnego lub addycji przy wiązaniu podwójnym;

5. Izomerazy - katalizują reakcje izomeryzacji;

6. Ligazy (syntetazy) - katalizują reakcje syntezy ze zużyciem energii.

Klasa oksydoreduktaz obejmuje enzymy katalizujące reakcje utleniania-redukcji. Ogólny schemat można przedstawić w następujący sposób:

Utlenianie przebiega jako proces usuwania atomów H (przez elektron z podłoża, a redukcja - jako dodanie atomów H (elektronów) do akceptora. Jeśli receptor oznaczamy literą A, a substratem B, to równanie reakcji utleniania-redukcji z udziałem oksydoreduktaz przybierze postać:

W obiektach naturalnych znaleziono około 500 pojedynczych oksydoreduktaz. Najbardziej powszechne są oksydoreduktazy zawierające dinukleotyd nikotynamidoadeninowy lub NADH + jako grupę aktywną. Nazywa się je dehydrogenazami..

Liczba znanych procesów utleniania grup alkoholowych do grup karbonylowych przy użyciu koenzymów nikotynamidowych przekracza dwieście. Na przykład ważnym etapem pośrednim w utlenianiu glukozy jest utlenianie gliceraldehydo-3-fosforanu, które przebiega w reakcji i prowadzi do powstania mieszanego bezwodnika kwasu 3-fosfoglicerynowego i kwasu ortofosforowego - 1,3-difosfoglicerynianu.

Ten typ utleniania ma duże znaczenie bioenergetyczne, ponieważ reszta kwasu fosforowego, która tworzy wiązanie bezwodnikowe, może zostać przeniesiona z 1,3-difosfoglicerynianu do ADP z utworzeniem ATP. Enzym, który katalizuje tę reakcję, nazywany jest dehydrogenazą gliceraldehydo-3-fosforanu..

Na szczególną uwagę zasługuje podklasa oksydoreduktaz, która obejmuje niewielką liczbę niezwykle ważnych enzymów katalizujących oksydacyjną dekarboksylację ketokwasów przez resztę lipoamidową połączoną wiązaniem amidowym z resztą lizyny z transacetylazą apoenzymu poprzez grupę aminową:

Kofaktorem tych enzymów jest pirofosforan tiaminy:

Schemat przemian zachodzących w centrum aktywnym enzymu z udziałem reaktywnego karboanionu pirofosforanu tiaminy można przedstawić jako

Powstały dihydrolipoamid jest utleniany za pomocą NAD + przez trzeci enzym biorący udział w oksydacyjnej dekarboksylacji - dehydrogenazę dihydrolipoamidową, która katalizuje reakcję

Enzymy katalizujące przemiany z udziałem tlenu cząsteczkowego dzielą się na trzy główne grupy: oksydazy, monooksygenazy i dioksygenazy. Oksydazy obejmują enzymy katalizujące procesy, w wyniku których O2 zostaje zredukowany do H2O2 lub do dwóch cząsteczek wody. Oksydaza glukozowa i oksydaza cytochromu c, które katalizują utlenianie ferrocytochromu c do żelazicytochromu w wyniku reakcji:

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

Monooksygenazy obejmują enzymy, które katalizują utlenianie związków organicznych, prowadząc do włączenia jednego z atomów tlenu cząsteczki O2 do cząsteczek tych związków i redukcji drugiego atomu tlenu do wody. Ogólne równanie reakcji można zapisać jako

Monooksygenazy obejmują ważną grupę enzymów znanych łącznie jako cytochrom P450.

Dioksygenazy katalizują przemiany, podczas których oba atomy cząsteczki tlenu O2 są włączane do utlenionego substratu. Na przykład niszczenie tryptofanu rozpoczyna się od utworzenia formylkenureniny, która zawiera oba atomy tlenu w cząsteczce O2. Enzym katalizujący tę reakcję to hemoproteina zwana 2,3-dioksygenazą tryptofanu..

Enzym, który katalizuje dysproporcjonowanie wolnej rodnika HO2, który powstaje w niektórych reakcjach z udziałem O2 i jest bardzo silnym utleniaczem, nazywany jest dysmutazą ponadtlenkową. Katalizuje reakcję

HO2 + HO2> H2O2 + O2

Enzym jest metaloproteiną i w zależności od źródła zawiera Cu2 +, Zn2 +, Mn2 + lub Fe2+.

Ta klasa obejmuje enzymy, które przyspieszają przenoszenie grup funkcyjnych i reszt molekularnych z jednego związku do drugiego. W zależności od charakteru przenoszonych grup fosfotransferazy, aminotransferazy, glikozylotransferazy, acylotransferazy, transferazy zawierające reszty jednowęglowe (metylotransferazy, formylotransferazy) itp..

Fosfotransferaza. Obejmuje to enzymy, które przyspieszają reakcję przenoszenia reszt kwasu fosforowego. Fosfotransferazy obejmują na przykład heksokinazę, enzym przyspieszający transfer reszt kwasu fosforowego z cząsteczki ATP do glukozy (reakcja ta zwykle rozpoczyna konwersję glukozy):

Aminotransferaza. Enzymy te przyspieszają reakcję transaminacji aminokwasów z ketokwasami i są bardzo ważne dla biosyntezy aminokwasów. Mają następującą strukturę:

Enzym pirydoksal katalizuje reakcję transaminacji. W wyniku szeregu reakcji, w tym niezbędnego tworzenia się kompleksów enzym-substrat, kwas asparaginowy przekształca się w kwas szczawiowo-octowy, a kwas ketoglutarowy w kwas glutaminowy. Wyraża to następujące podsumowanie równania:

Enzymy te przyspieszają reakcje przenoszenia reszt glikozylowych z cząsteczek estrów fosforu lub innych związków do cząsteczek monosacharydów, polisacharydów lub innych substancji, zapewniając głównie reakcje syntezy i rozkładu oligo- i polisacharydów w świecie zwierząt i roślin. Poniżej równanie reakcji rozkładu sacharozy z udziałem sacharozy-6-glukozylotransferazy, czyli fosforylazy sacharozy:

Klasa hydrolaz obejmuje enzymy, które przyspieszają reakcje rozszczepiania (czasem syntezy) związków organicznych z udziałem wody. Dzielą się na następujące podklasy:

Esterazy katalizują reakcje hydrolizy estrów i alkoholi z kwasami organicznymi i nieorganicznymi. Najważniejszymi podklasami esteraz są hydrolazy estrów kwasów karboksylowych i fosfatazy. Przedstawicielem pierwszej podklasy jest lipaza.

Lipaza przyspiesza hydrolizę zewnętrznych, czyli estrowych wiązań w cząsteczkach triglicerydów (tłuszczów):

Fosfatazy katalizują hydrolizę estrów fosforanowych. Szczególnie rozpowszechnione są fosfatazy działające na estry kwasu fosforowego i węglowodany, np. Glukozo-1-fosfataza:

Glikozydazy. Enzymy te przyspieszają reakcję hydrolizy glikozydów.

Hydrolazy peptydowe. Enzymy z tej podklasy przyspieszają hydrolizę wiązań peptydowych w białkach i peptydach, w określonych warunkach także syntezę wiązań peptydowych. Chemię procesu hydrolizy białek i peptydów z udziałem hydrolaz peptydowych można wyrazić następującym schematem:

Amidazy przyspieszają hydrolizę amidów kwasowych. Spośród nich ureaza, asparaginaza i glutaminaza odgrywają ważną rolę w procesach biochemicznych w organizmie..

Asparaginaza i glutaminaza przyspieszają hydrolizę amidów kwasów dikarboksylowych - asparaginowego i glutaminowego, np.:

Oprócz amidaz, hydrolazy obejmują arginazę. Dzięki niej aminokwas arginina ulega hydrolizie do ornityny i mocznika:

Klasa liaz obejmuje enzymy, które przyspieszają niehydrolityczne reakcje rozkładu związków organicznych wzdłuż wiązań C - C; C - N; C - O itp. W tym przypadku wiązania podwójne są zamknięte i uwalniane są takie proste produkty jak CO2, H2O, NH3 itp..

Jedną z najważniejszych grup enzymów w tej klasie są liazy węglowo-węglowe (C - C-liazy). Wśród nich szczególne znaczenie mają karboksylazy (dekarboksylazy) i aldehydo-liazy..

W naturze dekarboksylazy ketokwasów i aminokwasów są szeroko rozpowszechnione, katalizując reakcje według następujących schematów:

typowym przedstawicielem liaz aldehydowych jest aldolaza, która katalizuje odwracalne rozpad fruktozo-1,6-difosforanu do fosfotriozy:

Inną ważną grupę liaz stanowią liazy węglowo-tlenowe (hydrolazy), które przyspieszają reakcje hydratacji i odwodnienia związków organicznych. Jako przedstawiciel hydroliaz przedstawiamy fumaran-hydratazę:

Przykładem liazy węglowo-azotowej jest liaza asparaginianowo-amoniakowa, która przyspiesza reakcję bezpośredniej deaminacji kwasu asparaginowego:

Niektóre liazy przyspieszają nie tylko reakcje rozkładu, ale także syntezę. Na przykład z drożdży wyizolowano hydroliazę L-seryny, która odszczepia wodę od seryny i dodaje siarkowodór, w wyniku czego syntetyzowany jest aminokwas - cysteina.

Te enzymy nazywane są syntazami..

Enzymy należące do tej małej klasy (około 90 pojedynczych enzymów) przyspieszają zmiany geometryczne lub strukturalne w obrębie pojedynczej cząsteczki. Zmiany te mogą polegać na wewnątrzcząsteczkowym przenoszeniu grup wodorowych, fosforanowych i acylowych, na zmianie przestrzennego rozmieszczenia grup atomowych, na ruchu wiązań podwójnych itp. Najważniejsze izomerazy to trioza-ftizomeraza, fosfoglicerynian-fosfomutaza, aldosomutarotaza i izopentenylodifosforanowa izomeraza..

Fteizomeraza triozowa przyspiesza przenoszenie atomów H podczas konwersji aldehydu 3-fosfoglicerolu do fosfodioksyacetonu i odwrotnie:

Fosfomutaza fosfoglicerynianowa zapewnia wystarczającą szybkość konwersji kwasu 2-fosfoglicerynowego do kwasu 3-fosfoglicerynowego i odwrotnie:

Mutaroza jest przedstawicielem stereoizomerazy, przyspiesza przemianę D-glukopiranozy do D-glukopiranozy:

Izomeraza izopentenylopirofosforanu katalizuje przemianę pirofosforanu izopentylu w pirofosforan dimetyloallilu, co jest związane z przesunięciem wiązania podwójnego z pozycji 3 na 2:

Izomeraza izopentenylopirofosforanu zawiera wolne grupy siarczkowe prawdopodobnie w postaci rodnika cis w cząsteczce białka i to dzięki nim zapewniona jest powyższa reakcja, która ma ogromne znaczenie dla syntezy polizioprenoidów i steroli.

Ligazy obejmują enzymy, które katalizują połączenie cząsteczek ze sobą, sprzężone z hydrolizą wiązania pirofosforanowego w cząsteczce ATP lub innego trifosforanu nukleozydu.

Przykładem działania ligazy jest synteza kwasu pantotenowego z

AMYLASA. STRUKTURA, FUNKCJE

Amylazy (z łacińskiego amylum - skrobia), enzymy z klasy hydrolaz, które katalizują hydrolizę skrobi, glikogenu i innych pokrewnych oligo- i polisacharydów, Ch. arr. 1.4 wiązań glukozydowych (patrz, na przykład, schemat w Art. O-glikozydowe hydrolazy). Przygotowując ciasto drożdżowe, drożdże rozkładają skrobię za pomocą amylazy na di- i trisacharydy, które są następnie wykorzystywane w życiu, tworząc w rezultacie alkohol, dwutlenek węgla (CO₂) i inne metabolity, które nadają chlebowi specyficzny smak i „podnoszą” ciasto. Jest to jednak proces długotrwały, dlatego w nowoczesnych technologiach amylaza jest wykorzystywana jako jeden z ważnych składników specjalnego dodatku przyspieszającego proces fermentacji. Amylaza bakteryjna jest stosowana w proszkach do prania w celu rozbicia skrobi obecnej w praniu.

A. (o masie cząsteczkowej 50 tys.) Uczestniczy w hydrolizie cukrów zawierających trzy lub więcej reszt glukozy z rzędu. Rozszczepienie wiązań może nastąpić pomiędzy dowolnymi resztami glukozy, a reszty monosacharydów w miejscu rozszczepienia mają konfigurację anomerową. A. przekształca amylozę skrobiową w glukozę i maltozę. Amylopektyna w skrobi, zawierająca 1,6 wiązań w cząsteczce, nie ulega całkowitej hydrolizie - pozostaje rozgałęziony polisacharyd, tzw. „resztkowa dekstryna”. A. posiada lekko kwaśnych świętych. Jony Ca 2+ i Cl - aktywuj. Występuje we wszystkich tkankach zwierząt i roślin, a także w mikroorganizmach. Katalitycznie. aktywności enzymów z różnych źródeł znacznie się od siebie różnią. A. ślina, trzustka i błona śluzowa jelit biorą udział w trawieniu pokarmu, A. wątroba rozkłada glikogen.

A. (masa cząsteczkowa 50-200 tys.) Sekwencyjnie odszczepia reszty maltozy z nieredukującego końca łańcucha polisacharydowego. Pod działaniem A. maltoza powstaje z amylozy, az amylopektyny powstaje także „resztkowa dekstryna”. Zawiera A. w słodzie.

A. (egzo-1,4-glukozydaza; masa cząsteczkowa 50-100 tysięcy) sekwencyjnie odszczepia końcowe reszty D-glukozy z nieredukujących końców łańcuchów polisacharydowych, tworząc D-glukozę. Jest również zdolny do rozszczepiania wiązania 1,6, jeśli następujące monosacharydy są połączone w pozycjach 1 i 4. Znalezione w formach. W diagnostyce wykorzystuje się określenie aktywności A. celów, w szczególności do identyfikacji glikogenozy. A. (w tym immobilizowane) znajduje zastosowanie w przemyśle: A. - do „scukrzania” skrobi, A. - do produkcji glukozy.

Funkcje. Amylaza, enzym hydrolityczny, rozkłada skrobię i glikogen na maltozę. Amylaza powstaje głównie w gruczołach ślinowych i trzustce, następnie przedostaje się do światła jamy ustnej lub dwunastnicy i bierze udział w trawieniu węglowodanów pokarmowych. W surowicy krwi izolowane są odpowiednio izozymy amylazy trzustkowej i ślinowej. Narządy takie jak jajniki, jajowody, jelito cienkie i grube oraz wątroba również mają znacznie niższą aktywność amylazy. Enzym jest wydalany przez nerki. Dlatego wzrost aktywności amylazy w surowicy prowadzi do wzrostu aktywności amylazy w moczu. Amylaza może tworzyć wielkogabarytowe kompleksy z immunoglobulinami i innymi białkami osocza, dlatego nie przechodzi przez kłębuszki nerkowe, dlatego zwiększa się jej zawartość w surowicy, w moczu obserwuje się prawidłową aktywność amylazy.

Ślina zawiera znaczną ilość amylazy - enzymu biorącego udział w trawieniu węglowodanów, a także enzymów rozkładających białka. Wszystkie z nich są aktywne tylko przy alkalicznej lub obojętnej reakcji medium. Dlatego kwaśny sok żołądkowy zatrzymuje ich działanie. Niemniej jednak ich działanie utrzymuje się przez pewien czas w żołądku, ponieważ bryła pokarmu nie jest natychmiast nasycana sokiem żołądkowym..

Ślina ma właściwości bakteriobójcze (zabijające zarazki). Zapobiega rozwojowi próchnicy zębów dzięki obecności w nim enzymu lizozymu. U ludzi ślinienie jest również związane z funkcją mowy: ślina zapewnia nawilżenie błony śluzowej jamy ustnej podczas mowy (ustalono, że ślinienie towarzyszy nawet pisaniu). W ciągu dnia wydziela się od 0,5 l do 2 l śliny.

1.3 WŁAŚCIWOŚĆ AMYLAZY

Enzymy są bardzo specyficzne. Ta specyficzność wynika ze specjalnego kształtu cząsteczki enzymu, który dokładnie odpowiada kształtowi cząsteczki substratu. Hipoteza ta nazywana jest hipotezą „klucz i zamek”: podłoże porównuje się w niej z kluczem, który dokładnie pasuje do zamka, tj. do enzymu. Co więcej, na podstawie tej hipotezy już w 1959 roku Koshland zaproponował nową interpretację hipotezy „klucza i zamka”. Dochodzi do wniosku, że miejsca aktywne enzymów są elastyczne. Zgodnie z tym założeniem substrat w połączeniu z enzymem powoduje zmiany w jego budowie. Odpowiednią analogią w tym przypadku jest rękawica, która po nałożeniu na dłoń odpowiednio zmienia swój kształt Amylazy różnego pochodzenia mają wiele wspólnych właściwości: dobrze rozpuszczają się w wodzie lub w mocno rozcieńczonych roztworach soli. Bardziej stężone roztwory soli (na przykład 20-30% roztwory siarczanu amonu) powodują wytrącanie tych enzymów. Amylazy łatwo rozpuszczają się w rozcieńczonych roztworach alkoholu etylowego, ale wytrącają się, gdy ich stężenie w ośrodku przekracza 60%. Białko amylazy ma właściwości lekko kwaśne; punkt izoelektryczny enzymów waha się od pH 4,2 do 5,7. Masa cząsteczkowa amylazy słodowej wynosi 60 000, amylaz grzybów mikroskopijnych - 45 000-50 000. Wiele amylaz otrzymuje się w postaci wysoce oczyszczonej lub krystalicznej. Jony wapnia działają stabilizująco na amylazę. Zostało to po raz pierwszy odkryte przez Wollersteina, a następnie potwierdzone przez Nakamurę. Obecnie zjawisko to zaobserwowano dla prawie wszystkich amylaz. Jednak teoretycznie to pytanie w odniesieniu do przemysłowej hydrolizy skrobi nie zostało jeszcze rozwinięte. Hydroliza skrobi przez amylazy:

Amylaza działa na wiązania -1,4-glikozydowe, rozszczepia amylozę w swoim łańcuchu, powodując powstawanie niskocząsteczkowych produktów hydrolizy - normalnych dekstryn z dużą szybkością. Ich dalsza hydroliza daje maltozę, maltotriozę i glukozę. Stwierdzono, że rozszczepienie wiązań -1,4-glukozydowych w amylozie jest przypadkowe i jest zgodne z prawem rozkładu statystycznego produktów reakcji. Rozszczepianie mniejszych frakcji na ostatnim etapie amylozy nie jest już przypadkowe - działanie enzymu skierowane jest tylko na określone wiązania -1,4-glikozydowe. Ostatecznie amylaza przekształca amylozę w maltozę i glukozę, chociaż odnotowuje się nieznaczne różnice w dynamice hydrolizy tego substratu przez te enzymy..

Bendetskiy, Yarovenko ocenił działanie (wielokrotność ataku) bacylazy na podstawie zmiany lepkości i zdolności redukcyjnej hydrolizatów skrobi. Subtilis na rozpuszczalnej skrobi. Autorzy zaobserwowali istotną różnicę w lepkości zdolności redukcyjnej podczas kwaśnej i enzymatycznej hydrolizy skrobi. To dało powód do wniosku, że degradacja skrobi podczas hydrolizy kwasowej

Amylazy są specyficzne dla różnych typów organizmów. Ich fizjologiczną rolą jest mobilizacja rezerw polisacharydów w komórkach (np. Podczas kiełkowania nasion). Ich znaczenie w procesie trawienia jest ogromne: amylazy zawarte są w ślinie i soku trzustkowym ludzi i zwierząt. Zatem amylaza rozkłada glikogen i skrobię na glukozę i odgrywa ważną rolę w wewnątrzkomórkowym metabolizmie glikogenu. Mikroorganizmy konsumują skrobię, uwalniając amylazę do podłoża.

Oznaczanie aktywności amylazy w surowicy krwi i moczu znajduje zastosowanie w diagnostyce chorób trzustki, wątroby, nerek, ślinianek, a także w diagnostyce glikogenozy.

1.4 WPŁYW INHIBITORÓW I AKTYWATORÓW NA AKTYWNOŚĆ AMYLAZY

Działanie większości enzymów zależy od obecności szeregu substancji, które prowadzą do inaktywacji enzymów. Substancje te nazywane są inhibitorami.

Proces życiowy opiera się na metabolizmie, którego ogniwami składowymi są liczne reakcje biochemiczne katalizowane przez enzymy. Zatrucie (zahamowanie) dowolnego enzymu może mieć głęboki, a czasem śmiertelny wpływ na cały organizm. Badanie inhibitorów enzymów ma fundamentalne znaczenie dla farmakologii i toksykologii. Znajduje również bezpośrednie zastosowanie praktyczne, w tym w sprawach wojskowych. Zatem gazy nerwowe są specyficznymi inhibitorami enzymów. Jako insektycydy coraz częściej stosuje się związki pokrewne inhibitorom enzymów. W medycynie praktycznej inhibitory amylazy są z powodzeniem stosowane jako leki do leczenia chorób związanych ze zwiększoną aktywnością tych enzymów - cukrzycy, próchnicy, otyłości itp..

W kategoriach czysto akademickich, specyficzne inhibitory są wykorzystywane jako skuteczne narzędzia do badania mechanizmu działania enzymów, struktury ich centrum aktywnego..

Naturalne inhibitory różnią się pewnymi cechami szczególnymi: działają w wyjątkowo niskich stężeniach (od 10-6 do 10-12 M), są zwykle nieodwracalne itp. Te inhibitory często działają w naturze jako regulatory relacji międzygatunkowych. Zatem wiadomo, że inhibitory amylaz z kiełkujących ziaren zbóż są toksyczne dla owadów i ssaków. Ostatnio wśród tak zwanych białek „za pośrednictwem patogenów” (białek PR) zaangażowanych w obronę roślin przed patogenami znaleziono inhibitory amylazy.

Inhibitory klasyfikuje się jako odwracalne lub nieodwracalne. Nieodwracalne inhibitory wiążą lub niszczą grupy funkcyjne cząsteczki enzymu niezbędne do manifestacji jego aktywności katalitycznej, podczas gdy aktywność enzymu nie zostaje przywrócona, nawet jeśli inhibitor zostanie w jakikolwiek sposób usunięty. Nieodwracalne inhibitory to cyjanki, działające jako kofaktory na szereg enzymów redoks zawierających metale. Inhibitory cyjanków są zdolne do tworzenia trwałych kompleksów z metalami, a zatem inaktywują enzymy.

Częściej jednak występuje odwracalne hamowanie, które można poddać badaniu ilościowemu opartemu na równaniu Michaelisa-Mentena. Z kolei odwracalne hamowanie dzieli się na konkurencyjne i niekonkurencyjne, w zależności od tego, czy jest możliwe, czy nie, przezwyciężenie zahamowania reakcji enzymatycznej poprzez zwiększenie stężenia substratu.

Zahamowanie konkurencji może być spowodowane przez substancje, które mają strukturę podobną do struktury podłoża, ale nieznacznie różniącą się od struktury prawdziwego podłoża. To hamowanie opiera się na wiązaniu inhibitora z centrum wiążącym substrat (aktywnym). Klasycznym przykładem tego typu hamowania jest hamowanie dehydrogenazy bursztynianowej (SDH) przez kwas malonowy. Enzym ten katalizuje utlenianie poprzez odwodornienie kwasu bursztynowego (bursztynianu) do kwasu fumarowego:

Jeśli do pożywki dodany zostanie malonian (inhibitor), to w wyniku podobieństwa strukturalnego do prawdziwego bursztynianu substratu (obecność dwóch takich samych zjonizowanych grup karboksylowych), będzie on oddziaływał z centrum aktywnym, tworząc kompleks enzym-inhibitor, jednak całkowicie wyklucza to przeniesienie atomu wodoru z malonata. Struktury substratu (bursztynianu) i inhibitora (malonian) są nadal nieco inne. Dlatego współzawodniczą o wiązanie z miejscem aktywnym, a stopień hamowania zostanie określony przez stosunek stężeń malonianu i bursztynianu, a nie przez bezwzględne stężenie inhibitora. Zatem inhibitor może odwracalnie wiązać się z enzymem, tworząc kompleks enzym-inhibitor. Ten rodzaj hamowania jest czasami określany jako hamowanie antagonizmu metabolicznego..

Generalnie reakcję interakcji inhibitora z enzymem można przedstawić za pomocą następującego równania:

Powstały kompleks, zwany kompleksem hamującym enzym EI, w przeciwieństwie do kompleksu enzym-substrat ES, nie rozkłada się wraz z tworzeniem produktów reakcji. Stała dysocjacji kompleksu EI lub stała hamowania K_ja, można, kierując się teorią Michaelisa-Mentena, zdefiniować jako stosunek stałych reakcji odwrotnej i do przodu:

te. stała hamowania jest wprost proporcjonalna do iloczynu stężenia enzymu i inhibitora oraz odwrotnie proporcjonalna do stężenia kompleksu EI.

Metoda konkurencyjnego hamowania jest szeroko stosowana w praktyce medycznej. Wiadomo na przykład, że leki sulfonamidowe są stosowane w leczeniu niektórych chorób zakaźnych wywoływanych przez bakterie. Okazało się, że leki te wykazują strukturalne podobieństwo do kwasu paraaminobenzoesowego, którego komórka bakteryjna wykorzystuje do syntezy kwasu foliowego, będącego integralną częścią enzymów bakteryjnych..

Figa. 1 Działanie konkurencyjnego inhibitora (schemat według V.L. Kretovicha). E - enzym; S - podłoże; R₁ i p₂ - produkty reakcji; I - inhibitor.

Ze względu na to podobieństwo strukturalne, sulfonamid blokuje działanie enzymu poprzez wypieranie kwasu para-aminobenzoesowego z kompleksu z enzymem syntetyzującym kwas foliowy, co prowadzi do zahamowania wzrostu bakterii.

Niektóre analogi witaminy B.₆ a kwas foliowy, w szczególności dezoksypirydoksyna i aminopteryna, działają jako konkurencyjne, tzw. koenzymy, inhibitory (czyli antywitaminy), hamujące wiele procesów biologicznych w organizmie, które intensywnie zachodzą w patologii. Zastosowanie takich analogów w praktyce medycznej (w szczególności w dermatologii i onkologii) opiera się na konkurencyjnym wypieraniu koenzymów z ośrodków wiązania substratów kluczowych enzymów metabolicznych.

Zahamowanie niekonkurencyjne jest spowodowane przez substancje, które nie mają strukturalnego podobieństwa do substratów i często nie wiążą się z miejscem aktywnym, ale z innym miejscem w cząsteczce enzymu. Stopień zahamowania w wielu przypadkach zależy od czasu działania inhibitora na enzym. W przypadku tego typu hamowania, ze względu na tworzenie stabilnego wiązania kowalencyjnego, enzym jest często całkowicie inaktywowany, a następnie hamowanie staje się nieodwracalne. Przykładem nieodwracalnego hamowania jest działanie jodooctanu, DPP, a także fosforanu dietylo-n-nitrofenylu i soli kwasu cyjanowodorowego. Działanie to polega na wiązaniu i wyłączaniu grup funkcyjnych lub jonów metali i cząsteczki enzymu.

Należy zauważyć, że niekonkurencyjne hamowanie może być również odwracalne i nieodwracalne, ponieważ nie ma konkurencji między substratem a inhibitorem o miejsce aktywne. Przykłady nieodwracalnego zahamowania podano wcześniej. W przypadku odwracalnego niekonkurencyjnego hamowania, substrat S i inhibitor I wiążą się z różnymi ośrodkami, dlatego staje się możliwe utworzenie zarówno kompleksu EI, jak i kompleksu trójskładnikowego EIS; ten ostatni może rozpadać się wraz z uwolnieniem produktu, ale z mniejszą szybkością niż kompleks ES.

Ten typ niekonkurencyjnego hamowania jest najczęściej obserwowany w enzymach katalizujących konwersje więcej niż jednego substratu, gdy wiązanie inhibitora nie blokuje wiązania substratu z miejscem aktywnym. W tym przypadku inhibitor wiąże się zarówno z wolnym enzymem, jak i kompleksem ES.

Ponadto znane jest tak zwane hamowanie niekonkurencyjne, gdy inhibitor wiąże się z enzymem również w centrum niekatalitycznym, ale nie z wolnym enzymem, ale tylko z kompleksem ES w postaci trójskładnikowego kompleksu.

Aby wyjaśnić kwestię rodzaju hamowania, użyj równań Michaelisa-Mentena, Lineweavera-Burke'a lub innych, na przykład równania Ediego-Hofstiego:

i odpowiednie wykresy we współrzędnych liniowych.

Figa. 2. Wykresy zależności szybkości reakcji enzymatycznej od stężenia substratu w obecności konkurencyjnego inhibitora.

a - we współrzędnych v z [S]; b - we współrzędnych 1 / v od 1 / [S]; V_maxi V_ja - maksymalne szybkości reakcji; DO_m i K._mi - Michael jest stała odpowiednio przy braku (1) i w obecności (2) inhibitora.

Figa. 3. Wykresy zależności szybkości reakcji enzymatycznej od stężenia substratu w obecności niekonkurencyjnego inhibitora.

W konkurencyjnym typie hamowania inhibitor zwiększa wartość K._m, bez wpływu na prędkość maksymalną V_max. Oznacza to, że przy wystarczająco wysokim stężeniu substratu [S] inhibitor jest wypierany przez cząsteczki substratu z kompleksu EI. W przypadku hamowania niekonkurencyjnego (ryc. 4.22) inhibitor zmniejsza maksymalną szybkość. Jeśli w tym przypadku wartość K_m nie maleje, wtedy mówi się o całkowicie niekonkurencyjnym hamowaniu. Podobny rodzaj hamowania występuje podczas tworzenia nieaktywnych, trudnych do dysocjacji kompleksów EI i / lub EIS. Często jednak obserwuje się mieszany rodzaj hamowania, czasami nazywany częściowo niekonkurencyjnym lub odwracalnym hamowaniem niekonkurencyjnym (patrz powyżej), w którym zmniejszenie V_max połączone z jednoczesnym wzrostem wartości K._m. Oznacza to, że kompleks EI zachowuje częściową aktywność, tj. zdolność do tworzenia pośredniego trójskładnikowego kompleksu EIS, w którym substrat ulega opóźnionej konwersji katalitycznej. W rzadkich przypadkach stopień zahamowania aktywności enzymu może wzrastać wraz ze wzrostem stężenia substratu. Dla tego typu hamowania, jak wspomniano wcześniej, zaproponowano raczej nieprecyzyjny termin „niekonkurencyjne hamowanie”. Jednym z mechanizmów takiego hamowania jest możliwość połączenia inhibitora z kompleksem ES w celu utworzenia nieaktywnego lub wolno reagującego trójskładnikowego kompleksu EIS.

Amylasa

Badanie krwi pomaga zidentyfikować wiele procesów patologicznych w organizmie. W przypadku patologii układu pokarmowego biochemiczne badanie krwi jest bardzo pouczające.

Amylaza jest jednym z ważnych wskaźników biochemii. Jest głównym wskaźnikiem stanu trzustki. Jego odchylenia od normy zawsze wskazują na obecność patologii ciała..

Co to jest amylaza w biochemicznym badaniu krwi

Amylaza jest enzymem biorącym udział w procesie trawienia.

Istnieją 2 rodzaje amylazy:

• Alfa-amylaza. Jego produkcja odbywa się w trzustce (w większym stopniu) i gruczołach ślinowych;
• Amylaza trzustkowa jest składnikiem alfa-amylazy, wytwarzanej wyłącznie przez trzustkę i aktywnie uczestniczy w procesie trawienia w dwunastnicy.

Amylaza jest wytwarzana przez komórki gruczołowe trzustki i wchodzi w skład soku trzustkowego.

Enzym amylaza ma ogromne znaczenie dla organizmu człowieka.

Alfa-amylaza we krwi pełni następujące funkcje:

• Rozkład skrobi podczas trawienia pokarmu. Proces ten rozpoczyna się już w jamie ustnej, ze względu na obecność amylazy w ślinie. Skrobia jest przekształcana w prostsze substancje zwane oligosacharydami;
• Asymilacja węglowodanów w organizmie;
• Rozpad glikogenu na glukozę, która jest głównym magazynem energii. To ona dostarcza wszystkim komórkom i narządom energii niezbędnej do ich życia..

Enzym amylaza jest bardzo ważny dla prawidłowego funkcjonowania układu pokarmowego, dlatego badanie jego poziomu jest najczęściej przepisywane, jeśli istnieje podejrzenie chorób i zaburzeń przewodu pokarmowego.

W przypadku braku jakiejkolwiek patologii amylazę należy znaleźć tylko w jelicie. Jednak gdy występują różne choroby, dostaje się do krwiobiegu..

Wskazania do analizy

Amylaza jest wskaźnikiem rozwoju chorób zapalnych i endokrynologicznych u ludzi. Główne wskazania do badania krwi na obecność amylazy to:

• Podejrzenie ostrego zapalenia trzustki (zapalenie trzustki). Analiza jest przeprowadzana, jeśli występują takie objawy:
  • Nudności;
  • Wymioty;
  • Częste luźne stolce;
  • Ból brzucha, często obręczy;
  • Ogólna słabość.
• Zaostrzenie przewlekłego zapalenia trzustki. Reklamacje jak w ostrym przebiegu choroby;
• Zapalenie wątroby (zapalenie miąższu wątroby). Oznaki choroby:
  • Rysowanie bólów w prawym podżebrzu;
  • Hepatomegalia (powiększenie wątroby);
  • Goryczka w ustach;
  • Nudności;
  • Słabość.

• Wskazaniem do tego badania może również stać się podejrzenie rozwoju cukrzycy. Jest to patologia endokrynologiczna trzustki, która objawia się:
  • Intensywne pragnienie;
  • Wielomocz (wydalanie dużych ilości moczu);
  • Sucha skóra i błony śluzowe;
  • Swędząca skóra;
  • W ciężkich przypadkach dochodzi do utraty przytomności i śpiączki.
• Łagodne i złośliwe guzy trzustki. Ich symptomatologia może być różna. Złośliwy proces może przebiegać bezobjawowo przez długi czas. Dlatego przy wykrywaniu skarg z tego ciała konieczne jest określenie poziomu amylazy;
• Zapalenie ślinianek - zapalenie gruczołów ślinowych z ich zablokowaniem;
• Cysty w trzustce.

Przygotowanie do badań

Aby określić poziom amylazy, zaleca się biochemiczne badanie krwi. Aby wynik był wiarygodny, musisz się odpowiednio przygotować.

Eksperci podają kilka zaleceń dotyczących przygotowania do dostarczenia analizy pod kątem alfa-amylazy, których należy dokładnie przestrzegać:

• Na kilka dni przed badaniem musisz zrezygnować z tłustych, smażonych i pikantnych potraw;
• W przeddzień pobrania krwi należy przestać pić herbatę i kawę. W tym dniu zaleca się pić tylko czystą wodę niegazowaną;
• Jeśli pacjent przyjmuje jakiekolwiek leki, należy skonsultować się z lekarzem w sprawie możliwości przerwy w leczeniu w momencie badania laboratoryjnego;

• Porzuć sport dziennie, ponieważ nadmierna aktywność fizyczna zniekształca wskaźniki;
• Unikaj stresu i niepokoju emocjonalnego;
• Przestań pić napoje alkoholowe dzień przed analizą;
• Rano w dniu oddania krwi nie można jeść, ponieważ badanie przeprowadza się na czczo. Dozwolone jest picie tylko niewielkiej ilości wody (nie więcej niż 200 mililitrów).

Zalecenia dotyczące badania krwi:

• Przygotuj miejsce nakłucia (pobranie krwi). Z reguły jest to zgięcie łokcia ramienia. Jeśli potrzebujesz uwolnić rękę od ubrania;
• Załóż opaskę uciskową na przedramię, poproś pacjenta o „pracę” pięścią;
• Traktuj skórę roztworem antyseptycznym (alkohol medyczny);
• Wprowadzić igłę i pobrać wymaganą ilość krwi do probówki lub strzykawki;
• Na koniec zabiegu na ranę przyłożyć wacik zwilżony alkoholem, zgiąć ramię w stawie łokciowym i pozostać w tej pozycji przez 10 minut. Konieczne jest zatrzymanie krwawienia..

Pobrana od pacjenta krew trafia do laboratorium. Tam dodaje się do niego węglowodany i określa się czas ich rozkładu. Na podstawie tego wskaźnika wynik jest odszyfrowany..

Należy pamiętać, że tylko lekarz może rozszyfrować wynik, biorąc pod uwagę wszystkie czynniki.

Stawka amylazy we krwi

Należy pamiętać, że zwykle izoluje się 2 rodzaje tego enzymu we krwi. Jest to trzustka i alfa-amylaza. W związku z tym ich normy są różne. W każdym laboratorium wskaźniki mogą się nieznacznie różnić, ponieważ używane są różne odczynniki. Dlatego w formularzu wyników znajduje się kolumna wskazująca granice normy dla tego laboratorium. Istnieją jednak ogólnie przyjęte standardy wydajności oparte na danych z niezależnego laboratorium..

Tabela norm alfa-amylazy (całkowitej amylazy we krwi) u dorosłych i dzieci:

Normy amylazy trzustkowej, która jest częścią alfa-amylazy, przedstawiono w tabeli:

Przyczyny odchyleń

Odchylenie od normy, zarówno w górę, jak i w dół, jest oznaką wystąpienia lub przedłużającego się przebiegu niektórych chorób, w szczególności przewodu pokarmowego..

Zwiększona alfa-amylaza

Wzrost trzustki i alfa-amylazy może wystąpić w następujących warunkach:

• Ostre i przewlekłe zapalenie trzustki. W tym przypadku komórki narządu wytwarzają amylazę w ilościach większych niż to konieczne;
• Zmiany nowotworowe i torbielowate w tkankach narządu, a także obecność kamienia nazębnego w przewodach pęcherzyka żółciowego. W takim przypadku dochodzi do wtórnego zapalenia, które sprzyja zwiększonej produkcji amylazy. Wskaźniki wzrastają do 200 U / l;
• Cukrzyca. Choroba ta charakteryzuje się upośledzonym metabolizmem węglowodanów. W tym przypadku część amylazy jest wysyłana do krwi i nie spełnia swoich bezpośrednich obowiązków, to znaczy nie bierze udziału w rozkładzie węglowodanów;
• Zapalenie otrzewnej to zapalenie otrzewnej. Proces ten sprzyja rozprzestrzenianiu się stanu zapalnego na wszystkie narządy jamy brzusznej, w tym trzustkę;
• Świnka to zapalenie gruczołów ślinowych. Przyczynia się do niewielkiego wzrostu wydajności;

• Niewydolność nerek Jak wiesz, amylaza opuszcza organizm ludzki przez nerki. Jeśli jednak ich funkcjonowanie zostanie zakłócone, enzym ten nie jest całkowicie usuwany z krwi, co prowadzi do wzrostu jego wskaźników;
• Ciąża pozamaciczna;
• Uraz brzucha;
• Nadużywanie alkoholu może również prowadzić do wyższych wskaźników;
• Jedzenie „niewłaściwego” jedzenia, czyli tłustych, wędzonych, smażonych, słonych potraw w dużych ilościach.

Zmniejszona zawartość amylazy

Przyczynami spadku alfa-amylazy we krwi mogą być:

• Martwica trzustki - śmierć znacznej części trzustki;
• Ostre lub przewlekłe zapalenie wątroby. Ten stan wywołuje naruszenie procesów metabolicznych, w tym węglowodanów. W tym przypadku trzustka z czasem zmniejsza ilość wytwarzanych enzymów;
• Marskość wątroby;
• Proces nowotworowy w trzustce. Dotyczy to tylko tych guzów (złośliwych), które prowadzą do zmian w tkance narządów. W tym przypadku zmienione tkanki nie mogą wytwarzać enzymu;
• Resekcja (usunięcie) dużej części trzustki.

Amylaza i zapalenie trzustki

Jak wiadomo, amylaza jest markerem chorób trzustki, a raczej zapalenia trzustki. Należy jednak zauważyć, że każde zapalenie przewodu żołądkowo-jelitowego może być przyczyną niewielkiego wzrostu wskaźników..

W przypadku, gdy wskaźniki amylazy trzustkowej są 6 do 10 razy wyższe niż normalnie, oznacza to rozwój ciężkiego zapalenia narządu. Oznacza to, że w przypadku wystąpienia odpowiednich objawów rozpoznaje się ostre zapalenie trzustki lub zaostrzenie przewlekłego procesu.

Należy również zauważyć, że przy długim przebiegu przewlekłego zapalenia trzustki podczas zaostrzenia wskaźniki mogą nieznacznie wzrosnąć. Wynika to z adaptacji ciała.

W pierwszych godzinach wystąpienia choroby określa się znaczny wzrost alfa-amylazy. Po 48 - 72 godzinach jej poziom wraca do normy.

Podobał Ci się artykuł? Udostępnij to znajomym w sieciach społecznościowych: