FOSFATAZA KWASOWA

1) Enzymy - to głównie białka, katalizatory reakcji biosyntezy i rozkładu

Atywność biokatalityczną wykazują również cząsteczki kwasów rybonukleinowych

2) Enzym:

- przyspiesza reakcję biologiczną o 10^6 razy

- nie zmienia końcowego składu mieszaniny reagującej

- odtwarzają się po reakcji

3) Centrum aktywne to miejsce w białku odpowiedzialne za wykonywanie swojej pracy

- Reszty aminokwasowe o odpowiednim ułożeniu

- decyduje o działaniu enzymu

- precyzyjny w swojej pracy, działa tylko w jednej, konkretnej reakcji

4) Specyficzność substratowa - jaki dokładnie rodzaj substancji może zostać przekształcony przez dany enzym.

Specyficzność działania - enzym potrafi tylko jedną konkretną reakcję, jest to zależne od centrum katalicznego

5) MODEL "KLUCZA I ZAMKA"

- Emil Fisher 1894

- enzym i substrat są do siebie geometrycznie dopasowane ( pasują do siebie jak klucz i zamek )

- model wyjaśnia specyficzność enzymów

- nie wyjaśnia w jaki sposób stavilizowany jest stan przejściowy podczas reakcji enzymatycznej

6) MODEL INDUKOWANEGO DOPASOWANIA

- Daniel Koshland 1958

- enzym i substrat nie pasują do siebie idealnie od samego początku. Kiedy substrat łaćzy się z enzymem, enzym trochę zmienia swoją formę, żeby lepiej pasować do substratu ( rękawiczka zakładana na rękę )

7) MODEL "TRZYPUNKTOWEGO DOŁĄCZENIA"

- Alexander G. Ogston 1948

- enymy reagują z tylko jedną odmianą substratu

- połączeni enzymu z substratem musi zachodzić w 3 miejscach

- nawet symetryczna cząsteczka staje się "asymetryczną" dla centrum aktywnego - możlie jest tylko jedno właściwe położenie substratu

8) INHIBITOR - każda substancja, która zmniejsza szybkość reakcji katalizowanej przez dany enzym

Hamowanie aktywności enzymów jest jednym z głównych sposobów regulacji metabolizmu komórki.

inhibitorami enzymów są:

- leki

- środki konserwujące, trucizny

- antybiotyk ( penicilina - brokuje transpeptydaze peptydoglikanu - enym niezbędny do syntezy bakteryjnych ścian komórkowych )

9) czynniki wpływające na szybkość reakcji enzymatycznych

stężenie substratu - szybkość wzrasta wraz ze wzrostem stężenia substratu, w momencie wysycenia enzymu reakcja osiąga szybkość maksymalną ( Vmax ), dalsze zwięszenie stężenia nie powoduje wzrostu szybkości reakcji

stężenie enzymu - Więcej enzymu = większa szybkość reakcji, ale tylko wtedy, gdy substratu jest w nadmiarze i enzymy mają co robić.

temperatura - podwyżsenie temp, o 10 C zwiększa szybkość reakcji 2, 3 - krotnie. Większość enzymów traci aktywność po 65 C na skutek denaturacji

pH - dla każdego enzymu istnieje optymalne pH w zakresie którego szybkość reakcji katalizowanej przez enzym jest maksymalna

warunki jonowe środowiska - często obecność określonyh jonów jest niezbędna dla prawidłowego działania enzymu, podczas gdy inne jony ( np. jony metali ciężkich ) uniemożliwiają zajście reakcji

10) OZNACZANIE ENZYMÓW

- enzymy oznaczać można za pomocą metody chemiczne lub spektrofotometryczne ( zawierają charakterystyczne ugrupowanie dające się określić ilościowo )

- wykrywać ich obecność metodami immunoenzymatycznymi ( ELISA, Western blotting )

- o obecności enzymów można wnioskować na podstawie przemiany chemicznej, której podlega odpowiedni substrat ( metoda typu "endpoint" - tzw. metody dwupunktowe )

11) MIĘDZYNARODOWA JEDNOSTKA STANDARDOWA ENZYMU

- U lub IU, jeden enzym o aktywności 1 U przeszktałca 1 mikromol substancji na produkt w 1 min. ( wydajność 1 U )

- Gdy reakcja dotyczy białek lub cukrów w których więcej niż jedno wiązanie ulega reakcji określenia 1 mikromol substratu zastępuje się "1 mikromol odpowiednich grup"

-Niektóre jednostki są wymyślone na potrzeby konkretnej metody badawczej i nazwane na cześć jej autora, np. jednostka Besseya lub Kinga-Armstronga. Są mniej uniwersalne niż IU i zależą od kontekstu.

12) Jednostka Besseya

- 1 mmol p-nitrofenolu uwolniony przez enzym

- w 1000 ml surowicy

- w ciągu godziny

- 37 stopni

Jednostka Kinga- Armstronga

- ilość mg fenolu uwolnionego z fenylofosforanu diodowego

- w 100 ml surowicy

- 37 stopni

- w ciągu 15 min

ENZYMY komórkowe

- sekrecyjne

- indykatorowe

- ekskrecyjne

pozakomórkowe

13) ENZYMY KOMÓRKOWE

- są aktywne wewnątrz komórek

- powiązane z cytoplazmą, błoną komórkową, mitochondrium, lizosomami, retiukulm endoplazmatycznym (ER)

- są w dużych ilościach gdy tkanki lub narządy są uszkodzone, wskaźnik uszkodzeń

- AspAT : wskaźnik uszkodzenia wątroby, serca lub mięśni

- AIAT : głównie uszkodzenia wątroby

13) Enzymy pozakomórkowe

- produkowane przez komórki, wydzielane do środowiska pozakomórkowego

- Funkcje:

- Sekrecyjne

- Ekskrecyjne

- Indykatorowe

14) SEKRECYJNE ( wydzielnicze )

- stale wydzielane do krwi

- jeśli komórku ( np. wątroby ) zostaną uszkodzone, produkcja tych enzymów spada

INDYKTOROWE(wskaźnikowe):

- niewielka aktywność w osoczu

- wzrost ich aktywności jest proporcjonalny do stopnia uszkodzenia narządów

- badanie izoenzymów pomaga zrozumieć zakres uszkodzeń

a) izoenzymy cytoplazmatyczne - w drobnych uszkodzeniach

b) izoenzymy z organelli komórkowych - wskazują na poważniejsze uszkodzenie

Enzymy inykatorowe dzielimy na:

- narządowo specyficzne - np. wątrobowe

- narządowo niespecyficzne - enzymy glikozy

EKSEKRECYJNE(wydalnicze)

- wydzielane z wydalinami ustrojowymi

- wydzielające je jomórki, dostarczają ich małą ilość do krwi

- w przypadku utrudnionego odpływu wydzielin ( ślina, sok trzustkowy, żółć i ciecz sterczowa ) obserwuje się wzrost ich aktywności we krwi

15) IZOENZYMY

Katalizują te same reakcję w organiźmie, występują w różnych formach molekularnych.

Różnią się właściwościami fizycznymi, chemicznymi i immunologicznymi

Izoenzymy:

- kinazy kreatynowej

- fosfatazy kwaśnej

- fosfotaza zasadowa

- dehydrogenazy mleczanowej

- amylazy

16) WARUNKI ENZYMU DO CELÓW DIAGNOSTYKI:

- obecny we krwi, moczu lub innych łatwo osiągalnych płynach ustrojowych

- łatwość oznaczania

- różnice poziomów aktywności w stanie patologicznym i normalnym

- stabilność w płynie ustrojowym

- specyficznośc tkankowa

17) CELE DIAGNOSTYKI ENZYMOLOGICZNEJ

- pomiar uszkodzenia tkanek

- identyfikacja organu w którym nastąpiło uszkodzenie

- określenie rozległości uszkodzenia

- pomiar ciężkości uszkodzenia komórkowego

- diagnostyka leżącej u podstaw choroby

- diagnostyka różnicowa choroby wewnątrz organu

18) FOSFATAZY

- to "nożyczki enzymatyczne" odcinające grupy fosforanowe

Zasadowe - działajaą w zasadowym pH i są ważne w kościach, wątrobie i jelitach

Kwasowe - działają w kwaśnym pH i występują w prostacie, krwinkach i śledzionie

Ich aktywniość w osoczu jest cennym wskaźnikiem diagnostycznym

U zwierząt:

głównie w lizosomach komórek kości, gruczołu krokowego, jelit, trzustki i nerek , w płytkach krwi i krwinkach czerwonych

U człowieka:

FOSFATAZA ALKALICZNA

- fosfataza jeliowa

- fosfataza łożyskowa

- fosfataza w kościach, wątrobie, nerkach

FOSFOTAZA KWAŚNA

- gruczoł krokowy

- krwinki czerwone

- płytki krwi

- komórki układu siateczkowo-śródbłonkowego

- wątrobie

- śledzionie

- nerkach

Fosfataza kwaśna = diagnostyka medyczna, silnie wzrasta w niektórych chorobach nowotworowych, wątroby, kości

19) W osoczu krwi jest 5 izozymów fosfatazy kwaśnej ( 30% frakcja sterczowa )

ZWIĘKSZONY POZIOM FOSFATAZY KWAŚNEJ WYSTĘPUJE:

- w chorobie nowotworowej, zapaleniu, przeorście gruczołu krokowego

- w chorobach i nowotworach kości

- w chorobie Pageta ( układu kostnego )

- u chorych na szpiczaka

- u chorych na raka jelita lub sutka

20) WAŻNE

- W chorobach gruczołu krokowego szczególne znaczenie ma oznaczenie aktywności izoenzymu sterczowego

STERCZOWA IZOFORMA FOSFATAZY KWASOWEJ:

- z dwóch części 50 kDa ( 100 kDa razem )

- jest glikoproteiną, co oznacza że zawiera białka jak i cukry

- we wnętrzu prostaty

- na zewnątrz komórek, w płynie nasienym

- w błonie komórkowej

- jego obecność lub zmiany w ilości mogą być używane w badaniach diagnostycznych

21) Oznaczanie fosfatazy kwasowej

metodą Besseya:

Metoda Besseya polega na użyciu substratu (p-nitrofenylofosforanu), który enzym rozkłada, uwalniając żółty barwnik. Mierząc intensywność koloru, określamy, jak aktywny jest enzym w próbce.