LDH -funksjoner, bestemmelse, reaksjon, normale verdier

De Laktatdehydrogenase, Melkesyredehydrogenase, laktat NAD-avhengig avhengige eller ganske enkelt LDH, er et enzym som tilhører Oxidorticas-gruppen som finnes praktisk talt i alt dyrevev, grønnsaker og i mange mikroorganismer som bakterier, gjær og buer.

Enzymer av denne typen er betegnet med nummer EC 1.1.1.27 i den enzymatiske nomenklaturutvalget og er ansvarlig for reaksjonen som konverterer laktat til pyruvat (ved oksidasjon) og omvendt (ved reduksjon), oksiderer eller reduserer dyukleotider av adenin nikotinamid (NAD+ og NADH) i prosessen kjent som laktisk fermentering.

Krystallinsk struktur av laktatdehydrogenase B (Kilde: BCDOYE [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

I motsetning til alkoholgjæring, som bare forekommer i noen mikroorganismer som gjær og bruk.

Dette viktige enzymet for cellemetabolisme ble krystallisert fra skjelettrotemuskulatur på 1940 -tallet, og til dags dato er de best karakteriserte det av skjelettmuskulatur og hjertevev hos pattedyr.

Hos "overlegne" dyr bruker enzymet laktat L-isomer (L-laktat) for produksjon av pyruvat, men noen "lavere" dyr og bakterier produserer d-laktat fra pyruvatet oppnådd ved glykolyse.

Laktatdehydrogenase uttrykkes vanligvis hovedsakelig i vev eller celler under anaerobe forhold (vanning med lite blod) som for eksempel kan karakterisere patologiske forhold som kreft, lever eller hjerteforhold.

Imidlertid er omdannelsen av pyruvatet til laktat typisk for musklene under øvelsen og hornhinnen i øyet, som er dårlig oksygenert.

[TOC]

Funksjoner

Laktatdehydrogenase oppfyller flere funksjoner på mange metabolske ruter. Det er sentrum for den delikate balansen mellom de katabolske og anabole rutene i karbohydratene.

Under aerob glykolyse, pyruvat (det siste produktet av ruten per se) Det kan brukes som et underlag av den enzymatiske kompleks pyruvatdehydrogenase, av hvem det er dekarboksylert, frigjør acetyl-CoA-molekyler som brukes nedstrøms, metabolsk sett, i Krebs-syklusen.

I anaerob glykolyse produserer det siste trinnet i glykolyse pyruvat, men dette brukes av laktatdehydrogenase for å produsere laktat og NAD⁺, som gjenoppretter NAD⁺ som ble brukt under reaksjonen katalysert av glyseraldehyd 3-fosfatdehydrogenase.

Som under anaerobiose den viktigste kilden til energiproduksjon i form av ATP er glykolyse, har laktatdehydrogenase en grunnleggende rolle i reoksidasjonen av NADH produsert i tidligere trinn i den glykolytiske ruten, essensiell for drift av andre relaterte enzymer.

Kan tjene deg: tubulin

Laktatdehydrogenase er også involvert i glykogenese som foregår i vev som omdanner laktat til glykogen, og i noen aerobe vev som hjertet er laktat et drivstoff som er gjenvist for å produsere energi og redusere strøm i form av ATP og NAD⁺, henholdsvis.

Egenskaper og struktur

Det er flere molekylære former for laktatdehydrogenase i naturen. Bare hos dyr har det blitt bestemt at det er fem aktiviteter laktatdehydrogenase, alle tetrameriske og i hovedsak sammensatt av to typer polypeptidkjeder kjent som underenheten H og M (å være i stand til å være homo- eller heterotramérica).

H -formen er vanligvis i hjertestoff, mens M -formen er blitt påvist i skjelettmuskel. Begge kjedene skiller seg fra hverandre når det gjelder overflod, aminosyresammensetning, kinetiske egenskaper og strukturelle egenskaper.

H- og M -former er det translasjonelle produktet av forskjellige gener, muligens lokalisert i forskjellige kromosomer, og som også er under kontroll eller regulering av forskjellige gener. H -formen er dominerende i vev med aerob metabolisme og M -formen i anaerobt vev.

En annen type nomenklatur bruker bokstaver A, B og C for de forskjellige typer enzymer hos både pattedyr og fugler. Dermed er laktatmuskeldehydrogenase kjent som₄, hjerte som b₄ og en tredjedel kalles C₄, som er spesifikk for testiklene.

Uttrykket av disse isoenzymene er regulert både i en form for utviklingsavhengig og vevavhengig.

Enzymet er blitt isolert fra forskjellige dyrekilder, og det er blitt bestemt at dens tetrameriske struktur har en gjennomsnittlig molekylvekt på omtrent 140 kDa og at unionsstedet for NADH eller NAD⁺ Det består av et β-peelet ark sammensatt av seks kjeder og 4 alfa-propeller.

Besluttsomhet

Ved spektrofotometri

Laktataktivitet dehydrogenase av dyr opprinnelse er en viss spektrofotometrisk In vitro Gjennom fargeendringsmålinger takket være oksidorreduksjonsprosessen som finner sted under laktatpyruvatkonverteringsreaksjonen.

Målingene gjøres ved 340 nm med et spektrofotometer og reduksjonshastigheten i optisk tetthet på grunn av oksidasjon eller "forsvinning" av NADH bestemmes, som blir konvertert til NAD⁺.

Det vil si at den bestemte reaksjonen er som følger:

Pyruvate + nadh + h⁺ → Laktat + NAD⁺

Den enzymatiske måling bør utføres under optimale pH -forhold og konsentrasjon av underlag for enzymet, slik at risikoen for å undervurdere mengden som er til stede i prøvene på grunn av underlagsunderskudd eller ved ekstreme surhetsbetingelser eller basisitet ikke kjører.

Ved immunhistokjemi

En annen metode, kanskje noe mer moderne, for bestemmelse av tilstedeværelsen av laktatdehydrogenase har å gjøre med bruk av immunologiske verktøy, det vil si ved bruk av antistoffer.

Kan tjene deg: homologi (biologi)

Disse metodene utnytter affiniteten mellom foreningen av et antigen med et antistoff som genereres spesielt mot det og er veldig nyttige for rask bestemmelse av tilstedeværelsen eller fraværet av enzymer som LDH i et bestemt stoff.

Avhengig av formålet, må antistoffene som brukes være spesifikke for påvisning av noen av isoenzymene eller for noe protein med laktataktivitet dehydrogenase.

Hvorfor bestemme dehydrogenase laktat?

Bestemmelsen av dette enzymet utføres med forskjellige formål, men hovedsakelig for klinisk diagnose av noen tilstander, inkludert hjerteinfarkt og kreft.

På cellenivå har frigjøring av dehydrogenase laktat blitt betraktet som en av parametrene for å bestemme forekomsten av nekrotiske eller apoptotiske prosesser, siden plasmamembranen blir permeabel.

Produktene fra reaksjonen som katalysiserer kan også bestemmes i et stoff for å avgjøre om en anaerob metabolisme dominerer av en eller annen spesiell grunn.

Reaksjon

Som opprinnelig kommentert, enzymet laktatdehydrogenase, hvis systematiske navn er (S) -Laktato: nad⁺ dehydrogenase, katalyser laktatkonvertering til en pyruvat⁺ avhengig, eller omvendt, som oppstår takket være overføring av et hydridion (h^-) Fra pyruvatet til laktat eller fra NADH til oksidert pyruvat.

Skjema og reaksjonsmekanisme for dehydrogenase laktat (kilde: jazzlw [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)] via Wikimedia Commons)

NAD⁺ Den har en ADP -enhet og en annen nukleotisk gruppe avledet fra nikotinsyre, også kalt niacin eller vitamin B_3, Og dette koenzym deltar i flere reaksjoner av stor biologisk betydning.

Det er viktig å fremheve at balansen i denne reaksjonen er forskjøvet til siden som tilsvarer laktatet, og det er vist at enzymet også er i stand til å oksidere andre syrer (S) -2 -hydroximonocarboxylic og bruk, selv om det er mindre effektivt, NADP⁺ som et underlag.

Avhengig av kroppsregionen som blir vurdert, og samtidig det.

Hvis for eksempel en rød blodcelle (erytrocyt) som mangler mitokondrier som kan metabolisere pyruvatet produsert under glykolyse til CO₂ Og vann, da kan det sies at dette er de viktigste laktatproduserende cellene i menneskekroppen, siden alt pyruvat blir omdannet til laktat ved virkningen av dehydrogenase laktat.

På den annen side, hvis levercellene og cellene i skjelettmuskelen blir vurdert, er disse ansvarlige for produksjon av en minimumsmengde laktat, med tanke på at dette raskt metaboliseres.

Kan tjene deg: Sabouraud Agar: Hva er, grunnlag, forberedelse, bruk

Normale verdier

Konsentrasjonen av laktatdehydrogenase i blodserum er produktet av ekspresjonen av flere isoenzymer i leveren, hjertet, skjelettmuskelen, erytrocytter og svulster, blant andre.

I blodserum. I mellomtiden har blodhemoraliserte en LDH -aktivitet som varierer mellom 16.000 og 67.000 u/ml, som tilsvarer et gjennomsnitt på 34.000 ± 12.000 u/ml.

Hva betyr det å ha en høy LDH?

Kvantifiseringen av konsentrasjonen av laktatdehydrogenase i blodserumet har en viktig verdi i diagnosen noe hjerte, lever, blodsykdommer og til og med kreftformer.

Høye LDH -aktivitetstall er funnet hos pasienter med hjerteinfarkt (både eksperimentelle og kliniske), så vel som hos kreftpasienter, spesielt hos kvinner med endometrial kreft, eggstokk, bryst og livmor.

Avhengig av det spesielle isoenzym som er i "overflødig" eller i en høy konsentrasjon, brukes kvantifiseringen av isoenzymene til dehydrogenase laktat av mange behandling av leger for bestemmelse av skader på vevene (alvorlig eller kronisk).

Referanser

1. Bergmeyer, h., Bøyd, e., & Hess, B. (1961). Laktisk dehydrogenase. Metoder for enzymatisk analyse. Seelag Chemie, GmbH.
2. Chung, f., Tsujubo, h., Bhattacharyya, u., Sharief, f., & Li, s. (1985). Genomisk organisering av humant laktatdehydrogenase-A-gen. Journal Biochemical, 231, 537-541.
3. Becker, d. (2003). Melkesyreose. Intensive Care Med, 29, 699-702.
4. Til og med, J., & Kaplan, n. (1973). Laktatdehydrogener: Struktur og funksjon. I Fremskritt innen enzymologi og relaterte områder av molekylærbiologi (s. 61-133).
5. Fox, s. Yo. (2006). Menneskelig fysiologi (9. utg.). New York, USA: McGraw-Hill Press.
6. Huijgen, h., Sanders, g. T. B., Koster, r. W., Vreeke, J., & Bossuyt, s. M. M. (1997). Den kliniske verdien av laktatdehydrogenase i serum: en kvantitativ gjennomgang. Eur J Clin Chem Clin Biochem, 35(8), 569-579.
7. Nomenklaturutvalg for International Union of Biochemistry and Molecular Biology (NC-IBMB). (2019). Hentet fra www.QMUL.Ac.UK/SBCS/IUBMB/enzym/indeks.Html
8. Rawn, J. D. (1998). Biokjemi. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publisher.
9. Usategui-gomez, m., Wicks, r. W., & Warshaw, m. (1979). Immunokjemisk bestemmelse av hjertet isoenzym av laktatdehydrogenase (LDH1) i humant serum. Clin Chem, 25(5), 729-734.
10. Wróblewski, f., & Ladue, J. S. (1955). Laktisk degydrogenaseaktivitet i blod. Eksperimentell biologi og medisin, 90, 210-215.