АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Использование ферментов в медицине

В настоящее время медицинская энзимология развивается двумя путями. Один путь – энзимотерапия, другой – энзимодиагностика.

Энзимотерапия – использование ферментов в качестве лечебных средств в терапии, хирургии, гинекологии, урологии, стоматологии и многих других областях медицины. Широко распространена заместительная терапия заболеваний желудочно-кишечного тракта, основанная на использовании пищеварительных ферментов амилазы, липазы, протеиназ: пепсина, трипсина, химотрипсина, коллагеназы, эластазы.

Известно, что протеиназы легко расщепляют белки мертвых клеток, поэтому их применяют для очистки ран, лечения воспалительных заболеваний, сильных ожогов и обморожений. Ферментативный препарат рибонуклеазу используют при лечении вирусных заболеваний, гиалуронидазу применяют для рассасывания рубцов после операций. Ферменты используют в онкологии, в частности, аспарагиназу, катализирующую расщепление аспарагина, для лечения лейкозов.

Энзимодиагностика заключается в уточнении диагноза заболевания на основе определения активности фермента в биологических жидкостях организма. Понижение или повышение активности ферментов в крови, а также появление в крови ферментов, отсутствующих в норме, служит диагностическим критерием при патологии.

Для диагностики органических и функциональных поражений органов и тканей применяются ферментные тесты, характеризующиеся относительно высокой чувствительностью и специфичностью.

Определение активности ферментов в биологических жидкостях в настоящее время является обязательным компонентом диагностики:

- инфаркта миокарда (креатинкиназа, лактатдегидрогеназа и их изоферментный состав);

- заболеваний поджелудочной железы (амилаза сыворотки крови и мочи);

- патологии печени (аминотранасферазы – аланинаминотрансфераза (АЛТ), аспартатаминотрансфераза (АСТ), щелочная фосфатаза, γ – глутамилтрансфераза);

- при карциноме простаты (кислая фосфатаза).

При инфаркте миокарда наблюдают достоверные изменения в крови активности ферментов креатинкиназы (КК) и лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и их изоферментного состава, аминотрансфераз – ACT и АЛТ, которые зависят от времени, прошедшего от начала развития инфаркта и от зоны тканевого повреждения (рис. 13). Обнаружение повышенной активности КК в плазме крови - основной энзимодиагностический критерий инфаркта миокарда. Если у пациента с загрудинными болями не обнаружено изменения в активности КК, диагноз инфаркта миокарда маловероятен.

Рис.13 Изменение активности ферментов в плазме крови при инфаркте миокарда. (Северин Е.С. 2009). Обозначения ферментов даны в тексте.

Креатинкиназа имеет 3 изофермента – ВВ, МВ, ММ. Изофермент ВВ находится преимущественно в головном мозге, ММ – в скелетных мыщцах и МВ – в сердечной мыщце. При инфаркте миокарда происходит повышение количества МВ – изоформы.

Одним из распространенных и часто используемых методов в энзимодиагностике является иммуноферментный анализ (ИФА), в котором ферменты выступают в качестве неотъемлемого компонента тест-системы. Сущность ИФА заключается в специфическом взаимодействии антитела и антигена с последующем присоединением к полученному комплексу конъюгата (антивидового иммуноглобулина, меченного ферментом). Фермент вызывает разложение хромогенного субстрата с образованием окрашенного продукта, который выявляется либо визуально, либо фотометрически.

Получение иммобилизованных (закрепленных) ферментов, значительно расширило сферу применения биокатализаторов. Сущность иммобилизации ферментов — прикрепление их в активной форме к нерастворимой основе или заключение в полупроницаемую мембранную систему за счет чего резко повышается стабильность фермента. Прикрепление фермента к носителю осуществляется адсорбционно, химической связью или путем механического включения фермента в органический или неорганический гель. В медицине иммобилизованные ферменты открыли путь к созданию лекарственных препаратов пролонгированного действия со сниженной токсичностью и аллергенностью. Иммобилизационные подходы способствуют решению проблемы направленного транспорта лекарств в организме. Ряд иммобилизованных ферментов с успехом применяются в медицине:

- использование тампонов, бинтов с иммобилизованными на них протеиназами для заживления ран и ожогов;

- создание протезов кровеносных сосудов и сердечных клапанов из тромборезистентного материала на основе полимеров с иммобилизованными на них тромболитическими ферментами;

- использование иммобилизованных ферментов в экстракорпоральных реакторах (уреазы, фенилаланиламмиклиазы – в лечении соответственно почечной недостаточности, фенилкетонурии).

Иммобилизованная пенициллинамидаза служит для выработки 6-аминопенициллановой кислоты, используемой в синтезе полусинтетическиъх пенициллинов из природного пенициллина, а иммобилизованная β-галактозидаза – для получения диетического безлактозного молока.

Кроме того, ферменты используют, как избирательные реагенты для количественного определения нормальных или патологических компонентов сыворотки крови, мочи, желудочного сока и др. Так, глюкозооксидазу применяют для количественного определения глюкозы в моче, а фермент уреазу для определения мочевины в крови и моче. При определении содержания холестерина в сыворотке крови используют несколько ферментов: холестеринэстераза расщепляет сложноэфирную связь в эфирах холестерина (форма депонирования холестерина), полученный свободный холестерин окисляется холестериноксидазой до кето-формы холестерина и пероксида водорода, последний под действием пероксидазы окисляет фенол до окрашенного соединения (оптическую плотность которого определяют фотометрически).

Вопросы в тестах.

Вашему вниманию предлагаются тесты по теме пособия. Правильные ответы (один или несколько) можно проверить в конце каждого вопроса.

1. Синтез фосфопротеинов катализируют

1 гидролазы

2 трансферазы

3 оксидоредуктазы

4 изомеразы

5 лиазы

/2

2. Фосфат отщепляется от фосфопротеинов в результате действия

1 протеиназ

2 фосфатаз

3 протеинкиназ

4 фосфорилаз

5 оксидаз

/2

4. Ферменты, расщепляющие белки, относятся к классу

1. оксидоредуктаз

2. трансфераз

3. гидролаз

4. лиаз

5. изомераз

/3

5. Активность фермента определяют

1. по массе фермента

2. по изменению концентрации субстрата за единицу времени

3. по изменению концентрации продукта за единицу времени

4. по изменению температуры в ходе реакции

/2,3

6. Конкурентный ингибитор

1. связывается в активном центре

2. связывается обратимо

3. не изменяет максимальную скорость реакции

4. снижает Км

5. повышает Км

/1,2,3,5

7. Для фосфорилирования белков под действием киназ необходимо наличие

1. фосфат-ионов

2. хлорид-ионов

3. АДФ

4. АТФ

/4

8. Фосфопротеины образуются из синтезированных на рибосомах белков в результате

1. ограниченного протеолиза

2. действия протеинфосфатаз

3. действия протеинкиназ

4. метилирования

/3

9. Присоединение воды по двойной связи к молекуле субстрата катализирует фермент из класса

1. оксидоредуктаз

2. трансфераз

3. гидролаз

4. лиаз

5. изомераз

/4

10. Неконкурентный ингибитор

1. связывается в активном центре

2. снижает максимальную скорость реакции

3. не изменяет максимальную скорость реакции

4. повышает Км

5. не изменяет Км

/2,5

11. Ферменты

1. сдвигают равновесие реакции в сторону образования продуктов

2. катализируют как прямую, так и обратную реакцию

3. термолабильны

4. всегда растворимы

5. всегда состоят из нескольких субъединиц

/2,3

12. Название небелковой группы, прочно связанной с белковой частью фермента

1. шаперон

2. холофермент

3. апофермент

4. простетическая группа

/4

13. Общие свойства ферментов и неорганических катализаторов

1. не сдвигают равновесия реакции

2. термолабильность

3. не расходуются в процессе реакции

4. физиологические условия протекания реакций

/1,3

14. Ферменты из класса оксидоредуктаз осуществляют

1. перенос электронов

2. перенос групп атомов

3. реакции гидролиза

4. присоединение групп по двойным связям

5. расщепление по двойным связям

/1

15. Скорость ферментативных реакций зависит от

1. концентрации субстрата

2. концентрации фермента

3. молекулярной массы фермента

4. температуры

/1,2,4

16. Небелковой частью ферментов могут быть

1. липиды

2. углеводы

3. ионы металлов

4. азотистые основания

5. витамины

/1,2,3,4,5

17. Изоферменты – это множественные формы ферментов, которые:

1. катализируют разные реакции

2. катализируют одну и ту же реакцию

3. различаются по физико-химическим свойствам

4. не различаются по физико-химическим свойствам

5. кодируются разными генами

/2,3,5

18. Как ферменты влияют на энергию активации реакции?

1. увеличивают

2. снижают

3. не изменяют

4. сначала увеличивают, а потом снижают

/2

19. Как ферменты влияют на константу равновесия катализируемой реакции?

1. увеличивают

2. снижают

3. не изменяют

4. сначала увеличивают, а потом снижают

/3

21. Реакции образования новых связей, сопряжённые с расходованием АТФ катализируют:

1. оксидоредуктазы

2. трансферазы

3. гидролазы

4. лиазы

5. лигазы

/5

22. Все ферменты содержат

1. простетическую группу

2. аллостерический центр

3. активный центр

4. субстрат-связывающий участок

/3,4

23. Ионы металлов в ходе ферментативной реакции могут

1. поддерживать нативную конформацию фермента

2. участвовать в акте катализа

3. входить в состав субстрата

4. тормозить реакцию

/1,2,3,4

24. Отличия ферментов от неорганических катализаторов

1. ускоряют реакцию

2. снижают энергию активации реакции

3. термолабильны

4. имеют активный центр

/3,4

26. Нуклеиновые кислоты разрушаются под действием

1. оксидоредуктаз

2. трансфераз

3. гидролаз

4. лигаз

5. лиаз

/3

27. При взаимодействии субстрата с ферментом

1. они подходят друг к другу как «ключ к замку»

2. их пространственная структура не изменяется

3. они взаимодействуют как «рука с перчаткой»

4. субстрат связывается в активном центре

/3,4

28. Протомеры это

1. предшественники активных ферментов

2. субъединицы олигомерных белков

3. протеолитические ферменты

4. белки, связывающиеся с НК

/2

29. Катал – это количество фермента, превращающее за 1 сек

1. 1 моль субстрата

2. 1 ммоль субстрата

3. 1 мкмоль субстрата

4. 1 нмоль субстрата

/1

30. Е активности фермента – это количество фермента, нарабатывающее

1. 1 моль продукта за 1 минуту

2. 1 мкмоль продукта за 1 минуту

3. 1 мкмоль продукта за 1 секунду

4. 1 моль продукта за 1 секунду

5. 1 грамм продукта за 1 час

/2

31. Апофермент – это

1. небелковая часть сложного фермента

2. фермент, связанный с субстратом

3. белковая часть сложного фермента

4. инактивированный фермент

/3

32. 1.Удельная активность фермента выражается в

1. U/мг белка

2. моль/(л∙мин)

3. моль/л

4. U/моль фермента

/1

33. Каталитической активностью в организме могут обладать

1. белки

2. РНК

3. антитела

4. углеводы

5. липиды

/1,2,3

34. Срок хранения ферментных препаратов можно увеличить путем

1. лиофилизации ферментов

2. хранения в холодильнике

3.добавления в раствор фермента высоких концентраций сульфата аммония

4. тепловой стерилизации

/1,2,3

36. В организме человека активность ферментов может регулироваться:

1. специфическим гидролизом пептидных связей (прицельным протеолизом)

2. с помощью белков-активаторов или белков-ингибиторов

3. путем отделения регуляторных субъединиц от каталитических субъединиц фермента

4. фосфорилированием молекулы фермента

/1,2,3,4

37. Ретроингибирование ферментов заключается в:

1. связывании отдаленного продукта цепочки превращений с регуляторным центром первого фермента

2. денатурации фермента

3. связывании с ферментом вторичного посредника

4. присоединении ингибитора в активном центре фермента

/1

38. Скорость ферментативной реакции измеряется в

1. мин^-1

2. моль/(л∙мин)

3. моль/(л∙сек)

4. моль/л

/2,3

39. Лактатдегидрогеназа относится к классу

1. оксидоредуктаз

2. трансфераз

3. гидролаз

4. лиаз

5. изомераз

6. лигаз

/1

40. Трипсин относится к классу

1. оксидоредуктаз

2. трансфераз

3. гидролаз

4. лиаз

5. изомераз

6. лигаз

/3

41. Амилаза относится к классу

1. оксидоредуктаз

2. трансфераз

3. гидролаз

4. лиаз

5. изомераз

6. лигаз

/3

42. К гидролазам относятся

1. амилаза

2. лактатдегидрогеназа

3. алкогольдегидрогеназа

4. пепсин

/1,4

43. Лактатдегидрогеназа

1. состоит из 4 субъединиц

2. катализирует обратимую реакцию

3. имеет 6 изоферментов

4. используется для энзимодиагностики

/1,2,4

44. Алкогольдегидрогеназа относится к классу

1. оксидоредуктаз

2. трансфераз

3. гидролаз

4. лиаз

5. изомераз

6. лигаз

/1

45. Алкогольдегидрогеназа

1. превращает альдегиды в кислоты

2. относится к оксидоредуктазам

3. имеет широкую субстратную специфичность

4. может окислять ретинол

/2,3,4

46. На графиках изображены 4 типа ингибирования ферментов. Найти соответствие:

1. А. Конкурентное

2. Б. Неконкурентное

3. В. Безконкурентное

4. Г. Смешанное

/1Б/2А/3В/4Г

Список литературы

1. Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. Биологическая химия: Учебник. - 4-е издание - М.: Медицина, 2007.

2. «Биохимия. Руководство к практическим занятиям» под редакцией Н.Н. Чернова. М.2009.

3. Н.Н. Чернов «Ферменты в клетке и пробирке» Соросовский образовательный журнал, №5, 1996.

4. Сборник тестов по биохимии: Учебное пособие / Под ред. Н.Н. Чернова. - М.2005. - 92 с.

5. Биологическая химия. Е.С. Северин и др. 2011.

6. Биохимия с упражнениями и задачами. Под ред. Е.С. Северина. М.: Гэотар-мед, 2008. Для студентов, обучающихся по специальности "Стоматология".

7. Биохимия. Под ред. Ф. Н. Гильмияровой, Самара: Офорт, 2008.

Дата добавления: 2015-08-06 | Просмотры: 1787 | Нарушение авторских прав