Регуляция протеолизом
Целый ряд ферментов вырабатывается клетками организма в каталитически неактивной форме. Активация фермента происходит путем отщепления от него пептида – протеолиз.
В результате протеолиза изменяются первичная структура, молекулярная масса, конформация фермента и его активного центра, повышаются сродство к субстрату и скорость ферментативной реакции.
Например, в поджелудочной железе трипсин синтезируется в форме неактивного предшественника трипсиногена. В кишечнике происходит отщепление с N-конца молекулы трипсиногена под действием энтеропептидазы. Фермент из неактивной формы переходит в активную.
Синтез пептидаз в неактивной форме предотвращает их разрушающее действие на клетки органов, в которых они образуются.
ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ
ЭНЗИМОДИАГНОСТИКА
Важная особенность ферментов, используемых в диагностике, состоит в том, что активность каждого из них можно определить в природном материале без предварительного фракционирования: в крови, в моче, в спинно-мозговой жидкости, в слюне.
К ферментам, используемых в энзимологии предъявляют следующие требования
-
Органоспецифичность (тканеспецифичность)
-
Выход фермента в кровь при повреждении органа или ткани
-
Низкая активность фермента в крови в норме
При этом различают:
-
Неспецифические ферменты, которые присутствуют во всех тканях в разных количествах
-
Тканеспецифические ферменты, которые присутствуют только в данной конкретной ткани
Весьма существенным в энзимодиагностике является знание особенностей внутриклеточной локализации ферментов. Внутри клетки они, как правило, локализованы в определенном ее отделе (компартменте). Различают цитоплазматические, митохондриальные, ядерные, лизосомные ферменты.
Например, при воспалительных процессах повышается проьницаемость клеточных мембран и в крови обнаруживаются цитоплазматические ферменты.
Энзимотерапия
Энзимотерапия – использование ферментов в качестве лечебных средств. Для лечения очень широко используются протеазы. Трипсин и химотрипсин практически не атакуют живые клетки, а легко расщепляют белки мертвых клеток. На этом основано их применение для очистки гнойных ран, лечения ожогов, отморожений.
Ферменты крови плазмин, урокиназу применяют для предотвращения тромбообразования, т.к. они быстро разрушают тромб.
Энзимотерапию пепсином, трипсином, химотрипсином, амилазой проводят при отсутствии этих ферментов в организме.
Ферменты используют и в онкологии, для замедления развития лейкозов. В лейкозных клетках отсутствует фермент, катализирующий синтез аспарагина. Они получают эту аминокислоту из крови. Внутривенное введение фермента аспарагиназы, катализирующей гидролиз аспарагина, снижает его концентрацию в крови. При этом в лейкозных клетках на фоне дефицита аспарагина замедляется синтез белков, приводящий к нарушению метаболизма этих клеток.
