Изоферменты.

Изоферменты, или изоэнзимы - это множественные формы фермента, катализирующие одну и ту же реакцию, но отличающиеся друг от друга по физическим и химическим свойствам, в частности по: сродству к субстрату, максимальной скорости катализируемой pеакции (активности), электрофоретической подвижности или регуляторным свойствам.

Природа появления изоферментов разнообразна, но чаще всего обусловлена различиями в структуре генов, кодирующих эти изоферменты. Молекулы ферментов чаще всего представляют собой олигомеры, построенные из двух или нескольких полипептидов, которые в той или иной степени различаются первичными структурами, но имеют однотипную третичную структуру и поэтому при взаимодействии образуют функционально родственные белки. 

Они имеют одинаковую структуру каталитического центра, вследствие чего обладают одним типом субстратной специфичности. Изоферменты одного и того же фермента отличаются оптимумами рН, температуры, других условий внешней среды, по их молярной активности, но все они катализируют одну и ту же реакцию. Когда из клеток организма выделяют какой-либо фермент и определяют его активность, то всегда имеют дело с конкретными изоферментами данного фермента.

Наличие в клетках организма множественных молекулярных форм одного и того же фермента, проявляющих каталитическую активность при разных физиологических условиях, позволяет организму осуществлять с необходимой интенсивностью биохимические процессы при изменении условий внешней среды. 

Одним из наиболее изученных ферментов является лактатдегидрогеназа (ЛДГ), катализирующая обратимое превращение пировиноградной кислоты в молочную. Она состоит из четырех субъединиц двух разных типов: Н (сердечный) и М-(мышечный). Активный фермент представляет собой одну из следующих комбинации: НННН, НННМ, ННММ, HMMМ, MММ или На, HаМ, НаМа, НМ, Ма. Они соответствуют изоферментам ЛДГ, ЛДГ2, ЛДГ, ЛДГ, и ЛДГ. При этом синтез Н- и М-типов осуществляется различными генами и в разных органах экспрессируется по-разному.

Распределение и относительное кол-во изоферментов лдг в различных тканях

Для каждой ткани в норме характерно свое соотношение форм (изоферментный спектр) ЛДГ. Например, в сердечной мышце преобладает тип Н4, т.е. ЛДГ1, а в скелетных мышцах и печени- тип М4, т.е. ЛДГ5 Иучение появления изоферментов ЛДГ (и ряда других ферментов) в сыворотке крови используется для дифференциальной диагностики поражений органов и тканей. По изменению содержания изоферментов в сыворотке крови можно улить как о топографии патологического процесса, так и о степени поражения органа или ткани.

Энзимопатии.

Энзимопатии- заболевания, связанные с нарушением активности ферментов или их количества. 

Выделяют следующие виды энзимопатии: 

• первичные (наследственные) энзимопатии связаны с генетическим дефектом и как следствие- снижением активности фермента;

• вторичные (приобретенные) энзимопатии возникают как следствие заболеваний органов, вирусных инфекций и т.п., что приводит к нарушению синтеза фермента или условий его работы;

• уменьшению количества конечного продукта метаболического пути (меланина при альбинизме, катехоламинов при паркинсонизме);

• накоплению конечного продукта (накопление мочевой кислоты при подагре из-за дефекта ферментов метаболизма пуриновых оснований);

• накоплению промежуточного продукта. Например, фенилаланина при фенилкетонурии; свободного билирубина при желтухе новорожденных, некоторых жиров при болезнях лизосомального накопления (липидозы). 

• накопление исходных веществ. Например: гипераммониемия при заболеваниях печени, при которых ухудшается синтез мочевины и в крови накапливается аммиак.

Недостаток витаминов и их коферментных форм также является причиной приобретенных ферментопатий.