Локализация ферментов в клетке, органоспецифические и маркерные ферменты

Все ферменты и метаболические процессы компартментализованы (разделены и изолированы).

В нормальной клетке находится более 1000 ферментов.

Упорядоченное взаимодействие ферментов достигается путем многоуровневой регуляции и компартментализации.

Зная локализацию ферментов в клетке и определяя их активность в крови, можно судить о степени деструкции ткани.

Ядро: локализованы РНК-полимеразы, НАД-синтетаза, ферменты, участвующие в репликации ДНК.

Митохондрии: ферменты тканевого дыхания, окислительного фосфорилирования, ферменты b-окисления ЖК, цикла Кребса, пируватдегидрогеназного комплекса, синтеза мочевины.

Лизосомы: гидролитические ферменты с оптимумом рН в области 5 (пептидазы, эстеразы, нуклеазы).

Рибосомы: ферменты белкового синтеза.

ЭПС: ферменты синтеза липидов, ферменты гидроксилирования, детоксикации (метилирования, ацетилирования), конъюгации.

Мембраны: Na-K-АТФаза, аденилатциклаза, ферменты транспорта субстратов.

Цитоплазма: ферменты гликолиза, ПЦ, активации а/к, ферменты синтеза жирных кислот, ГНГ.

Мультиферментные системы локализуются в структуре органелл таким образом, что каждый фермент располагается в непосредственной близости от следующего фермента данной последовательной реакции.

Благодаря также компартментализации в клетке могут одновременно протекать 2 несовместимых процесса, например: b-окисление ЖК (в митохондриях) и синтез ЖК (в цитоплазме).

Органоспецифические ферменты:

Под органоспецифичностью понимают наличие метаболических путей, присущих только данному органу.

Так вот органоспецифические ферменты - это ферменты, катализирующие определенные метаболические пути, присущие определенному органу.

Хотя органы и имеют различное выражение того или иного метаболического пути, они имеют важное значение для диагностики многих заболеваний, путем определения их активности:

так для печени характерна высокая активность АсАТ, АлАТ, сорбитдегидрогеназы, ГДГ. Причем активность АлАТ выше, чем АсАТ, т. к. АсАТ лучше спрятана во внутриклеточных структурах.

Костная ткань - щелочная фосфатаза.

Простата - кислая фосфатаза.

Glandula parotis et pancreas - амилаза.

Миокард - ЛДГ1 и ЛДГ2, креатинкиназа (ММ и MB-изоферменты).

Мышцы - ЛДГ4,5; ММ.

При нарушении целостности тканей этих органов, ферменты выделяются в сыворотку крови, где их активность резко повышается. В зависимости от того, активность какого фермента повысилась можно судить не только локализации каталитического процесса, но и о степени его тяжести.

Но для более конкретной и точной диагностики заболеваний, для определения интенсивности и глубины повреждения тканей нужны маркерные ферменты. Это ферменты, принадлежащие определенной конкретной органелле:

сукцинатдегидрогеназа - внутренняя мембрана митохондрий;

кислые гидролазы - лизосомы;

ферменты гликолиза - цитоплазма и т. д.