젖산 탈수소 효소 , 락트산 탈수소 효소, NAD 의존성 또는 락트산 탈수소 단순히 LDH 산화 환원 효소의 그룹에 속하는 효소는 모든 동물 조직, 식물, 박테리아, 효모 등의 미생물에 많은 실제적이다 , 및 고세균 .
이 유형의 효소는 Enzyme Nomenclature Committee의 EC 1.1.1.27로 표시되며 젖산을 피루 베이트로 (산화에 의해) 또는 그 반대로 전환 (환원에 의해), 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오타이드를 산화 또는 환원시키는 반응을 담당합니다 ( NAD + 및 NADH)를 젖산 발효라고합니다.
젖산 탈수소 효소 B의 결정 구조 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 Bcndoye)
효모와 같은 일부 미생물에서만 발생하고 에탄올 생산을 위해 해당 분해 피루 베이트를 사용하는 알코올 발효와 달리 젖산 발효는 다양한 생물의 많은 유기체와 신체 조직에서 발생합니다.
세포 대사를위한이 중요한 효소는 1940 년대 쥐의 골격근에서 결정화되었으며 현재까지 가장 특징적인 것은 골격근과 포유류 심장 조직의 것입니다.
"고등"동물에서 효소는 피루 베이트의 생산을 위해 젖산의 L- 이성체 (L- 락 테이트)를 사용하지만, 일부 "저급"동물과 박테리아는 해당 과정에서 얻은 피루 베이트에서 D- 락 테이트를 생산합니다.
젖산 탈수소 효소는 일반적으로 혐기성 조건 (낮은 혈액 공급) 하에서 주로 조직이나 세포에서 발현되며, 예를 들어 인간에서는 암, 간 또는 심장 상태와 같은 병리학 적 상태를 특성화 할 수 있습니다.
그러나 피루 베이트에서 젖산으로의 전환은 운동 중 근육과 산소가 부족한 눈의 각막에서 전형적입니다.
풍모
젖산 탈수소 효소는 수많은 대사 경로에서 여러 기능을 제공합니다. 이화 작용과 동화 작용 탄수화물 경로 사이의 섬세한 균형의 중심입니다.
호기성 해당 과정 동안, 피루 베이트 (경로의 마지막 산물)는 피루 베이트 탈수소 효소 복합체의 기질로 사용될 수 있으며, 이에 의해 탈 카르 복 실화되어 대사 적으로 말하면 하류에서 사용되는 아세틸 -CoA 분자를 방출합니다. 크렙스 사이클.
무산소에서는 반대로 해당 작용의 최종 단계는 피루브산을 생성하지만, 이것은, 생산, 락트산 및 락트산 탈수소 NAD에 의해 사용되는 + NAD 복원 + 글리 세르 의해 촉매 반응 동안 사용 된 3- 인산염 탈수소 효소.
anaerobiosis 동안 ATP 형태의 에너지 생산의 주요 원천은 해당 과정이고, 젖산 탈수소 효소는 해당 과정의 이전 단계에서 생성 된 NADH의 재산 화에 근본적인 역할을하며 다른 관련 효소의 기능에 필수적입니다.
젖산 탈수소 효소는 젖산을 글리코겐으로 전환하는 조직에서 발생하는 당 생성에도 관여하며, 심장과 같은 일부 호기성 조직에서 젖산은 ATP 형태로 에너지를 생산하고 전력을 감소시키기 위해 재산 화되는 연료입니다. NAD + .
특성 및 구조
자연에는 여러 분자 형태의 젖산 탈수소 효소가 있습니다. 동물에서만 5 개의 락 테이트 탈수소 효소 활성이 있으며, 모두 사량 체이고 본질적으로 H 및 M 서브 유닛 (동종 또는 이종 사량 체일 수 있음)으로 알려진 두 가지 유형의 폴리 펩타이드 사슬로 구성되어있는 것으로 확인되었습니다.
H 형태는 일반적으로 심장 조직에서 발견되는 반면 M 형태는 골격근에서 발견되었습니다. 두 사슬은 풍부도, 아미노산 조성, 운동 학적 특성 및 구조적 특성이 서로 다릅니다.
H 및 M 형태는 다른 유전자의 번역 산물이며, 아마도 다른 염색체에 위치하며 다른 유전자의 제어 또는 조절하에 있습니다. H 형은 호기성 대사가있는 조직에서 우세하고 M 형은 혐기성 조직에서 우세합니다.
또 다른 유형의 명명법은 포유류와 조류 모두에서 다양한 유형의 효소에 대해 문자 A, B 및 C를 사용합니다. 따라서 근육 젖산 탈수소 효소는 A 4 , 심장은 B 4 , 세 번째는 고환에 특이적인 C 4 라고 합니다.
이러한 동종 효소의 발현은 발달 의존적 및 조직 의존적 모두 조절됩니다.
효소는 다른 동물 공급원에서 분리되었으며, 4 량체 구조의 평균 분자량은 약 140kDa이고 NADH 또는 NAD + 의 결합 부위 는 6 개의 사슬로 구성된 β- 접힘 시트로 구성되어 있음이 확인되었습니다. 그리고 4 개의 알파 나선.
결심
분광 광도법
동물 기원의 젖산 탈수소 효소 활성은 피루 베이트에서 젖산으로의 전환 반응 동안 발생하는 산화 환원 과정 덕분에 색 변화 측정에 의해 시험관 내에서 분광 광도계로 결정됩니다.
분광 광도계를 사용하여 340nm에서 측정이 이루어지며 NAD + 로 변환되는 NADH의 산화 또는 "소멸"로 인한 광학 밀도의 감소 속도 가 결정 됩니다.
즉, 결정된 반응은 다음과 같습니다.
피루브산 + NADH + H + → 젖산 + NAD +
효소 측정은 효소에 대한 최적의 pH 조건과 기질 농도에서 수행되어야하므로 기질 부족이나 극도의 산도 또는 염기도 조건으로 인해 시료에 존재하는 양을 과소 평가할 위험이 없습니다.
면역 조직 화학
젖산 탈수소 효소의 존재를 결정하기위한 또 다른 방법은 아마도 다소 더 현대적인 방법으로 면역 학적 도구의 사용, 즉 항체 사용과 관련이 있습니다.
이러한 방법은 항원과 항원에 대해 특이 적으로 생성 된 항체의 결합 사이의 친 화성을 이용하며 특정 조직에서 LDH와 같은 효소의 존재 또는 부재를 신속하게 결정하는 데 매우 유용합니다.
목적에 따라 사용되는 항체는 동종 효소 또는 젖산 탈수소 효소 활성이있는 모든 단백질의 검출에 특이 적이어야합니다.
젖산 탈수소 효소를 결정하는 이유는 무엇입니까?
이 효소의 결정은 다른 목적으로 수행되지만 주로 심근 경색 및 암을 포함한 일부 상태의 임상 진단을 위해 수행됩니다.
세포 수준에서 젖산 탈수소 효소의 방출은 원형질막이 투과성이되기 때문에 괴사 또는 아폽토시스 과정의 발생을 결정하는 매개 변수 중 하나로 간주되었습니다.
그것이 촉매하는 반응의 산물은 또한 혐기성 대사가 특정 이유로 우세한지를 결정하기 위해 조직에서 결정될 수 있습니다.
반응
처음에 언급했듯이, 체계적인 이름이 (S)-락 테이트 : NAD + 탈수소 효소 인 효소 젖산 탈수소 효소 는 젖산을 NAD + 의존적 방식으로 또는 그 반대로 피루 베이트로 전환시키는 것을 촉매합니다 . 수소 이온 (H - )으로부터 피루브산, 락트산 또는 피루브산으로 산화 NADH로부터.
젖산 탈수소 효소 반응 방식 및 메커니즘 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 Jazzlw)
NAD +는 ADP 부 니코틴산 염기로부터 유도 된 다른 기, 니아신과 같은 비타민 B라고 갖는 3 훌륭한 생물학적 중요성 여러 반응이 조효소가 참여한다.
이 반응에서 평형이 젖산쪽으로 이동하고 효소가 다른 (S) -2- 하이드 록시 모노 카복실산을 산화시킬 수 있고 덜 효율적이지만 NADP + 를 기질로 사용할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다 .
고려중인 신체 부위와 동시에 산소의 존재 또는 부재와 관련된 대사 특성에 따라 조직은 LDH에 의해 촉매되는 반응의 산물 인 젖산의 다른 양을 생성합니다.
당신이 고려하는 경우, 예를 들어, CO에 해당 작용하는 동안 생성 된 피루브산 대사 수 미토콘드리아 부족한 적혈구 (적혈구) 이 물은, 다음은 이러한 인간의 몸의 주요 젖산 생산 세포가 있기 때문에, 있다고 말할 수있다 모든 피루브산은 젖산 탈수소 효소에 의해 젖산으로 전환됩니다.
반면에 간세포와 골격근 세포를 고려하면 빠르게 대사되기 때문에 최소한의 젖산 생산을 담당합니다.
정상 값
혈청의 젖산 탈수소 효소 농도는 특히 간, 심장, 골격근, 적혈구 및 종양에서 여러 동종 효소 발현의 산물입니다.
혈청에서 젖산 탈수소 효소 활성의 정상 범위는 260 ~ 850 U / ml (밀리 리터당 단위)이며 평균 값은 470 ± 130 U / ml입니다. 한편, 혈액 용 혈액은 16,000 ~ 67,000 U / ml 사이의 LDH 활성을 가지며 이는 평균 34,000 ± 12,000 U / ml에 해당합니다.
LDH가 높다는 것은 무엇을 의미합니까?
혈청 내 젖산 탈수소 효소 농도의 정량화는 일부 심장 질환, 간, 혈액 및 심지어 암의 진단에 중요한 가치가 있습니다.
높은 수준의 LDH 활성은 심근 경색 환자 (실험 및 임상 모두)뿐만 아니라 암 환자, 특히 자궁 내막 암, 난소 암, 유방암 및 자궁암이있는 여성에서 발견되었습니다.
"과잉"또는 고농도에서 발견되는 특정 이소 자임에 따라 많은 치료 의사가 조직 손상 (중증 또는 만성)을 결정하기 위해 젖산 탈수소 효소 동종 효소의 정량화를 사용합니다.
참고 문헌
- Bergmeyer, H., Bernt, E., & Hess, B. (1961). 젖산 탈수소 효소. 효소 분석 방법. Verlag Chemie, GmbH.
- Chung, F., Tsujubo, H., Bhattacharyya, U., Sharief, F., & Li, S. (1985). 인간 젖산 탈수소 효소 -A 유전자의 게놈 조직. 생화학 저널, 231, 537-541.
- De Becker, D. (2003). 젖산 증. 집중 치료 MEd, 29, 699–702.
- Everse, J., & Kaplan, N. (1973). 젖산 탈수소 효소 : 구조 및 기능. 효소 학 및 분자 생물학 관련 분야의 발전 (pp. 61–133).
- Fox, SI (2006). 인간 생리학 (9 판). 미국 뉴욕 : McGraw-Hill Press.
- Huijgen, H., Sanders, GTB, Koster, RW, Vreeken, J., & Bossuyt, PMM (1997). 혈청 내 젖산 탈수소 효소의 임상 적 가치 : 정량적 고찰. Eur J Clin Chem Clin Biochem, 35 (8), 569–579.
- 국제 생화학 및 분자 생물학 연합 (NC-IUBMB)의 명명위원회. (2019). www.qmul.ac.uk/sbcs/iubmb/enzyme/index.html에서 검색
- Rawn, JD (1998). 생화학. 매사추세츠 주 벌링턴 : Neil Patterson Publishers.
- Usategui-Gomez, M., Wicks, RW 및 Warshaw, M. (1979). 인간 혈청 내 Lactate Dehydrogenase (LDH1)의 심장 동위 효소의 면역 화학적 측정. Clin Chem, 25 (5), 729-734.
- Wróblewski, F., & Ladue, JS (1955). 혈액 내 젖산 탈지 드로게나 제 활성. 실험 생물학 및 의학, 90, 210–215.