Лактатдегидрогеназа

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Реакция, катализируемая лактатдегидрогеназой
Лактатдегидрогеназа
Идентификаторы
Шифр КФ 1.1.1.27
Номер CAS 9001-60-9
Базы ферментов
IntEnz IntEnz view
BRENDA BRENDA entry
ExPASy NiceZyme view
MetaCyc metabolic pathway
KEGG KEGG entry
PRIAM profile
PDB structures RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Gene Ontology AmiGO • EGO
Поиск
PMC статьи
PubMed статьи
NCBI NCBI proteins
CAS 9001-60-9
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
Лактатдегидрогеназа A
(субъединица M)
Лактатдегидрогеназа M4 (изофермент обнаруженный в скелетных мышцах). PDB 1I10.
Лактатдегидрогеназа M4 (изофермент обнаруженный в скелетных мышцах). PDB 1I10.
Обозначения
Символы LDHA; LDHM
CAS 9001-60-9
Entrez Gene 3939
HGNC 6535
OMIM 150000
RefSeq NM_005566
UniProt P00338
Другие данные
Шифр КФ 1.1.1.27
Локус 11-я хр., 11p15.4
Логотип Викиданных Информация в Викиданных ?
Лактатдегидрогеназа B
(субъединица H)
Обозначения
Символы LDHB; LDHL
CAS 9001-60-9
Entrez Gene 3945
HGNC 6541
OMIM 150100
RefSeq NM_002300
UniProt P07195
Другие данные
Шифр КФ 1.1.1.27
Локус 12-я хр., 12p12.2-12.1
Логотип Викиданных Информация в Викиданных ?
Лактатдегидрогеназа С
субъединица
Обозначения
Символы LDHC
CAS 9001-60-9
Entrez Gene 3948
HGNC 6544
OMIM 150150
RefSeq NM_002301
UniProt P07864
Другие данные
Шифр КФ 1.1.1.27
Локус 11-я хр., 11p15.5-15.3
Логотип Викиданных Информация в Викиданных ?

Лактатдегидрогеназа, ЛДГ, англ. LDH (L-лактат: NAD-оксидоредуктаза (LDH) 1.1.1.27) — фермент, принимающий участие в реакциях гликолиза[1]. Лактатдегидрогеназа катализирует превращение лактата в пируват, при этом образуется NADH.

Коферментом лактатдегидрогеназы является никотинамидадениндинуклеотид (НАД, NAD). NAD — кофермент динуклеотидного типа, в котором два нуклеозид-5'-монофосфата соединены фосфоангидридной связью.

Лактатдегидрогеназа открыта в 1909 году, её биологическая роль описана в 1933 году.

Анализ на ЛДГ входит в биохимический анализ крови.

История открытия[править | править код]

Впервые лактатдегидрогеназа получена из отмытой мышцы О. Мейергофом в 1909 году.[источник не указан 189 дней]

ЛДГ была идентифицирована Б. Андерсоном (Bength Andersson) в 1933 году (Andersson B. Über Co-Zymaseaktievirung einiger Dehydrogenase :  [нем.]. — Zeitschrift für Physiologische Chemie. — Band 217. — S. 186–190.)[2][3], в своей статье он представил доказательства необходимости этого фермента для синтеза пирувата[4].

Вывод Андерсона подтвердили спектрофотометическим методом У. фон Эйлер с коллегами в 1937 году[4].

В 1940 году Б. Ф. Штрауб (нем. Ferenc Straub) выделил лактатдегидрогеназу из воловьего сердца и получил её в кристаллическом виде[4].

Химические свойства[править | править код]

Лактатдегидрогеназа устойчива к химическим воздействиям, например к действию реактивов, окисляющих или блокирующих сульфгидрильные группы, например йодоацетат и йодобензоат. Активность лактатдегидрогеназы снижается при повышении концентрации пирувата выше 10−4 М. Значительное инактивирование, обратимое при добавлении цистеина, происходит при инкубировании с парахлормеркурибензоатом.

Биологическая роль[править | править код]

Нормы (референсные значения) содержания ЛДГ в крови человека:

  • новорожденные — до 2000 Ед/л
  • дети до 2 лет — 430 Ед/л
  • дети от 2 до 12 — 295 Ед/л
  • дети старше 12 лет и взрослые — 250 Ед/л

Реакция[править | править код]

Лактатдегидрогеназа катализирует взаимопревращение пирувата и лактата с сопутствующим взаимопревращением NADH и NAD+. Он превращает пируват, конечный продукт гликолиза, в лактат, когда кислород отсутствует или его не хватает, и он выполняет обратную реакцию во время цикла Кори в печени. При высоких концентрациях лактата фермент проявляет ингибирование с обратной связью, и скорость превращения пирувата в лактат снижается. Она также катализирует дегидрирование 2-гидроксибутирата, но это гораздо более бедный субстрат, чем лактат.

Активный центр[править | править код]

ЛДГ у людей использует His(193) в качестве акцептора протонов и работает в унисон с коферментом (Arg 99 и Asn 138) и остатками, связывающими субстрат (Arg106; Arg169;Thr 248)[5][6]. Активный сайт(ошибка бота?) His (193) обнаружен не только в человеческой форме ЛДГ, но и у многих разных животных, что свидетельствует о конвергентной эволюции ЛДГ. Две разные субъединицы ЛДГ (ЛДГ-A, также известная как М-субъединица ЛДГ, и ЛДГ-B, также известная как Н-субъединица ЛДГ) сохраняют один и тот же активный сайт и одни и те же аминокислоты, участвующие в реакции. Заметным различием между двумя субъединицами, составляющими третичную структуру ЛДГ, является замена аланина (в М-цепи) на глютамин (в Н-цепи). Считается, что это крошечное, но заметное изменение является причиной того, что Н-субъединица может быстрее связывать NAD, а каталитическая активность М-субъединицы не снижается в присутствии ацетилпиридиндениндинуклеотида, тогда как активность Н-субъединицы снижается в пять раз[7].

Изоферменты[править | править код]

Изоферменты лактатдегидрогеназы имеют разный состав субъединиц М (muscle) и Н (heart). Нумерация идет в зависимости от подвижности в геле при электрофорезе[8]:

  • ЛДГ 1 — (НННН) — обладающий наибольшей подвижностью, содержится преимущественно в миокарде;
  • ЛДГ 2 — (НННМ) — преимущественно локализован в эритроцитах и почках.
  • ЛДГ 3 — (ННММ) — преимущественно содержится в легких;
  • ЛДГ 4 — (НМММ) — преимущественно локализован в скелетных мышцах и отчасти в гепатоцитах. Это причина того, что при болезни Боткина, в сыворотке крови больного одновременно повышается активность и содержание и ЛДГ-5, и ЛДГ-4;
  • ЛДГ 5 — (ММММ) — обладающий наименьшей подвижностью, преимущественно локализован в гепатоцитах.

Изоферменты используются при диагностике инфарктов, ишемий, повреждения почек и т. д. Уровень лактатдегидрогеназы коррелирует со степенью тяжести заболевания, спровоцировавшего выброс фермента в кровь[9].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Комов, В. П. Биохимия : учебн. для вузов / В. П. Комов, В. Н. Шведова. — 3-е изд., стереотип. — М. : Дрофа, 2008. — 638 с. : ил. — (Высшее образование: Современный учебник). — ISBN 978-5-358-04872-0.
  2. States, D. M. A Chronology of the Identification of the Enzymes of Glycolysis. — In: Otto Meyerhof and the Physiology Institute: the Birth of Modern Biochemistry : [англ.] // The Nobel Prizes.
  3. Ferretti, G. 1 Introductory and Historical Remarks // Energetics of Muscular Exercise : [англ.]. — Springer, 2015. — С. 11. — 180 с. — ISBN 978-3-31-905636-4. — ISBN 3319056360.
  4. 1 2 3 Barnett, J. A. Glucose Catabolism in Yeast and Muscle // A History of Biochemistry : [англ.] / Ed.: Marcel Florkin. — Gulf Professional Publishing, 1972. — Vol. 44. — С. 66–67. — ISBN 978-0-44-451866-8. — ISBN 0444518665.
  5. Roger S. Holmes, Erwin Goldberg. Computational analyses of mammalian lactate dehydrogenases: Human, mouse, opossum and platypus LDHs (англ.) // Computational Biology and Chemistry. — 2009-10. — Vol. 33, iss. 5. — P. 379–385. — doi:10.1016/j.compbiolchem.2009.07.006. Архивировано 26 октября 2022 года.
  6. Helen M. Wilks, Keith W. Hart, Raymond Feeney, Cameron R. Dunn, Hilary Muirhead. A Specific, Highly Active Malate Dehydrogenase by Redesign of a Lactate Dehydrogenase Framework (англ.) // Science. — 1988-12-16. — Vol. 242, iss. 4885. — P. 1541–1544. — ISSN 1095-9203 0036-8075, 1095-9203. — doi:10.1126/science.3201242. Архивировано 14 февраля 2023 года.
  7. W Eventoff, M G Rossmann, S S Taylor, H J Torff, H Meyer. Structural adaptations of lactate dehydrogenase isozymes. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 1977-07. — Vol. 74, iss. 7. — P. 2677–2681. — ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490. — doi:10.1073/pnas.74.7.2677.
  8. Т.И. ПУШКАРЕВА, Е.Б. РОМАНЦОВА, В.В. ЯКОВУК. ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ У ДЕТЕЙ (ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ). — Благовещенск, 2010.
  9. ЛДГ-1 изофермент. Диалаб. Дата обращения: 23 января 2021. Архивировано 29 января 2021 года.

Литература[править | править код]

  • Glancy, B. Mitochondrial lactate metabolism: history and implications for exercise and disease : [англ.] / B. Glancy, D. A. Kane, A. N. Kavazis … [et al.] // The Journal of Physiology. — 2020. — Vol. 599, no. 3. — P. 863–888. — doi:10.1113/JP278930. — PMID 32358865. — PMC 8439166.