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暨南大学生物化学讲义-第四章 酶(8)

暨南大学 /2011-11-25

    (二)酶降解的调控

    酶是机体的组成成分,也在不断地自我更新。细胞内各种酶的半寿期相差很大,可以通过改变酶分子的降解速度来调节细胞内酶的含量。细胞内酶的降解速度与机体的营养和激素的调节有关。

                          三、同工酶

    同工酶(isoenzyme)是长期进化过程中基因分化的产物。同工酶是指催化相同的化学反应,而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。根据国际生化学会的建议,同工酶是由不同基因或等位基因编码的多肽链,或由同一基因转录生成的不同mRNA翻译的不同多肽链组成的蛋白质。翻译后经修饰生成的多分子形式不在同工酶之列。同工酶存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中,它在代谢调节上起着重要的作用。

    现已发现百余种酶具有同工酶。乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase)是四聚体酶。该酶的亚基有两型:骨骼肌型(M型)和心肌型(H型)。这两型亚基以不同的比例组成五种同工酶: LDH1(HHHH或H4)、LDH(HHHM或H3M)、 LDH3(HHMM或H2M2)、LDH4

(HMMM或HM3)、LDH5(MMMM或M4)。由于分子结构上的差异,这五种同工酶具有不同的电泳速度(这里1至5的次序代表电泳速度递减的次序),对同一底物表现不同的Km值。单个亚基无酶的催化活性。研究表明,LDH同工酶中这两种不同肽链的合成受不同基因的控制。H型多肽链来自第 12号染色体的基因位点B,M型多肽链来自第11号染色体的基因位点人由于不同组织器官会成这两种亚基的速度不同和两种亚基之间杂交阶情况不同,LDH的同工酶在不同组织器官中的含量与分布比例不同(表4—3)。这使不同的组织与细胞具有不同的代谢特点。

肌酸激酶(creatine kinase,CK)是二聚体酶,其亚基有M型(肌型)和B型(脑型)两种。脑中含CK1(BB型);骨骼肌中含 CK3(MM型);CK2(MB型)仅见于心肌。

同工酶的测定已应用于临床实践。当某组织病变时,可能有某种特殊的同工酶释放出来,同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断。如图412所示,心肌梗死后6-18 小时,CK2释放人血,而LDH的释放比CK2迟1一2天。正常血浆LDH的活性高于LDH;,心肌梗死时可见 LDH1大于LDH2。

第五节酶的命名与分类

                          一、酶的命名

过去,酶的命名缺乏系统的规则,酶的名称多由发现者确定。这些习惯名称多根据酶所催化的底物、反应的性质以及酶的来源而定。国际酶学委员会以酶的分类为例于1961年提出系统命名法。系统命名法规定每一酶均有一个系统名称,它标明酶的所有底物与反应性质。底物名称之间以“:”分隔。由于许多酶促反应是双底物或多底物反应,且许多底物的化学名称太长,这使许多酶的系统名称过长和过于复杂。为了应用方便,国际酶学委员会又从每种酶的数个习惯名称中选定一个简便实用的推荐名称。现将一些酶的系统名称和推荐名称举例列于表4-4。

                        二、酶的分类

    按照酶促反应的性质,酶可分为六大类:

    1.氧化还原酶类(oxidoreductases)催化底物进行氧化还原反应的酶类。例如,乳酸脱氢酶、琉璃酸脱氨酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等。

    2.转移酶类(transgerases)催化底物之间进行某些基团的转移或交换的酶类。例如,甲基转移酶、氨基转移酶、已糖激酶、磷酸化酶等。

    3.水解酶类(hydrolases)催化底物发生水解反应的酶类。例如,淀粉酶、蛋白酶。脂肪酶、磷酸酶等。

    4.裂解酶类(或裂合酶类,lyases)催化从底物移去一个基团并留下双键的反应或其逆反应的酶类。例如,碳酸酐酶、醛缩酶、柠檬酸合酶等。

    5.异构酶类(isomerases)催化各种同分异构体之间相互转化的酶类。例如。磷酸丙糖异构酶、消旋酶等。

    6.合成酶类(或连接酶类,ligases)催化两分子底物合成为一分子化合物,同时偶联有ATP的磷酸键断裂释能的酶类。例如,谷氨酸胺合成酶、氨基酸:tRNA连接酶等。

    国际系统分类法除按上述六类将酶依次编号外,还根据酶所催化的化学键的特点和参加反应的基团不同,将每一大类又进一步分类。每种酶的分类编号均由四个数字组成,数字前冠以 EC(enzyme commission)(表 4—4)。编号中第一个数字表示该酶属于六大类中的哪一类;第二个数字表示该酶属于哪一亚类;第三个数字表示亚.亚类;第四个数字是该酶在亚一亚类中的排序。

                  第六节酶与医学的关系

                        一、酶与疾病的关系

    (一)酶与疾病的发生

    有些疾病的发病机制直接或间接地与酶的异常或酶活性受到抑制相关。现已发现140多种先天性代谢缺陷中,多由酶的先天性或遗传性缺损所致。例如,酪氨酸酶缺乏引起白化病。苯丙氨酸羟化酶缺乏使本丙氨酸和苯丙酮酸在体内堆积,高浓度的苯丙氨酸可抑制5—羟色胺的生成,导致精神幼稚化。

    许多疾病也可引起酶的异常,这种异常又使病情加重。例如,急性胰腺炎时,胰蛋白酶原在胰腺中被激活,造成胰腺组织被水解破坏。许多炎症都可以导致弹性蛋白酶从浸润的白细胞或巨噬细胞中释放,对组织产生破坏作用。

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