De laktatdehydrogenas, Mjölksyradehydrogenas, NAD-beroende laktatdehydrogenas eller helt enkelt LDH, är ett enzym som tillhör gruppen oxidoreduktaser som finns i praktiskt taget alla djur- och vävnadsvävnader och i många mikroorganismer såsom bakterier, jäst och arkea.
Enzymer av denna typ betecknas med nummer EC 1.1.1.27 från enzymnomenklaturkommittén och är ansvariga för reaktionen som omvandlar laktat till pyruvat (genom oxidation) och vice versa (genom reduktion), oxiderar eller reducerar nikotinamid-adenin-dinukleotider (NAD + och NADH) i processen känd som mjölksjäsning.
Till skillnad från alkoholhaltig jäsning, som endast förekommer i vissa mikroorganismer som jäst och som använder glykolytiskt pyruvat för produktion av etanol, sker mjölksjäsning i många organismer och kroppsvävnader hos olika levande varelser.
Detta viktiga enzym för cellmetabolism kristalliserades från skelettmuskulatur från råtta på 1940-talet och hittills är det bäst karakteriserade skelettmuskulaturen och hjärtvävnad från däggdjur..
Hos "högre" djur använder enzymet L-isomeren av laktat (L-laktat) för produktion av pyruvat, men vissa "lägre" djur och bakterier producerar D-laktat från pyruvat erhållet genom glykolys..
Laktatdehydrogenas uttrycks vanligtvis huvudsakligen i vävnader eller celler under anaeroba förhållanden (med låg blodtillförsel), som till exempel hos människor kan karakterisera patologiska tillstånd såsom cancer, lever eller hjärtsjukdomar.
Omvandlingen av pyruvat till laktat är emellertid typiskt för musklerna under träning och hornhinnan i ögat, som är dåligt syresatt.
Artikelindex
Laktatdehydrogenas tjänar flera funktioner i många metaboliska vägar. Det är centrum för den känsliga balansen mellan kataboliska och anabola kolhydrater.
Under aerob glykolys, pyruvat (den sista produkten på vägen i sig) kan användas som ett substrat för pyruvatdehydrogenasenzymkomplexet, genom vilket det dekarboxyleras, vilket frigör acetyl-CoA-molekyler som används nedströms, metaboliskt sett, i Krebs-cykeln.
I anaerob glykolys å andra sidan producerar det sista steget i glykolys pyruvat, men detta används av laktatdehydrogenas för att producera laktat och NAD.+, som återställer NAD+ som användes under reaktionen katalyserad av glyceraldehyd-3-fosfatdehydrogenas.
Eftersom under anaerobios är den huvudsakliga källan till energiproduktion i form av ATP glykolys, laktatdehydrogenas spelar en grundläggande roll vid återoxidering av NADH producerad i tidigare steg av glykolytiska vägen, vilket är viktigt för att andra relaterade enzymer fungerar.
Laktatdehydrogenas är också involverat i glykogenes som äger rum i vävnader som omvandlar laktat till glykogen, och i vissa aeroba vävnader såsom hjärtat är laktat ett bränsle som omoxideras för att producera energi och reducera kraften i form av ATP och NAD+, respektive.
Det finns flera molekylära former av laktatdehydrogenas i naturen. Endast hos djur har det fastställts att det finns fem laktatdehydrogenasaktiviteter, alla tetramera och i huvudsak sammansatta av två typer av polypeptidkedjor kända som H- och M-underenheterna (de kan vara homo- eller heterotetramera).
H-formen finns vanligtvis i hjärtvävnad, medan M-formen har detekterats i skelettmuskulaturen. Båda kedjorna skiljer sig från varandra när det gäller överflöd, aminosyrasammansättning, kinetiska egenskaper och strukturella egenskaper..
H- och M-formerna är den translationella produkten av olika gener, eventuellt lokaliserade på olika kromosomer, och som också är under kontroll eller reglering av olika gener. H-formen är dominerande i vävnader med aerob metabolism och M-formen i anaeroba vävnader..
En annan typ av nomenklatur använder bokstäverna A, B och C för olika typer av enzymer i både däggdjur och fåglar. Således är muskellaktatdehydrogenas känt som A4, hjärt som B4 och en tredje kallas C4, vilket är specifikt för testiklarna.
Uttrycket av dessa isoenzymer regleras både utvecklingsberoende och vävnadsberoende..
Enzymet har isolerats från olika djurkällor och det har fastställts att dess tetramera struktur har en genomsnittlig molekylvikt av ca 140 kDa och att bindningsstället för NADH eller i NAD+ består av ett β-vikt ark bestående av sex kedjor och 4 alfa-spiraler.
Laktatdehydrogenasaktivitet av animaliskt ursprung bestäms spektrofotometriskt in vitro genom färgförändringsmätningar på grund av redoxprocessen som äger rum under omvandlingsreaktionen pyruvat till laktat.
Mätningar görs vid 340 nm med en spektrofotometer och hastigheten för minskning av optisk densitet på grund av oxidation eller "försvinnande" av NADH, som omvandlas till NAD, bestäms.+.
Det vill säga den bestämda reaktionen är som följer:
Pyruvat + NADH + H+ → Laktat + NAD+
Den enzymatiska mätningen måste utföras under optimala pH-värden och koncentrationen av substrat för enzymet, så att det inte finns någon risk att underskatta mängden som finns i proverna på grund av substratbrist eller extrema surhets- eller basförhållanden..
En annan metod, kanske något mer modern, för att bestämma närvaron av laktatdehydrogenas har att göra med användningen av immunologiska verktyg, det vill säga med användningen av antikroppar..
Dessa metoder utnyttjar affiniteten mellan bindningen av ett antigen till en antikropp som specifikt genereras mot det och är mycket användbara för snabb bestämning av närvaron eller frånvaron av enzymer såsom LDH i en viss vävnad..
Beroende på syftet måste de använda antikropparna vara specifika för detektion av någon av isoenzymerna eller för något protein med laktatdehydrogenasaktivitet..
Bestämningen av detta enzym utförs för olika ändamål, men huvudsakligen för klinisk diagnos av vissa tillstånd, inklusive hjärtinfarkt och cancer..
På mobilnivå har frisättningen av laktatdehydrogenas betraktats som en av parametrarna för att bestämma förekomsten av nekrotiska eller apoptotiska processer, eftersom plasmamembranet blir permeabelt..
Produkterna av reaktionen som den katalyserar kan också bestämmas i en vävnad för att avgöra om en anaerob metabolism dominerar av någon speciell anledning..
Som ursprungligen nämnts är enzymet laktatdehydrogenas, vars systematiska namn är (S) -laktat: NAD+ dehydrogenas, katalyserar omvandlingen av laktat till pyruvat i NAD-form+ beroende, eller tvärtom, vilket sker tack vare överföringen av en hydridjon (H-från pyruvat till laktat eller från NADH till oxiderat pyruvat.
NAD+ Den har en enhet av ADP och en annan nukleotidgrupp härledd från nikotinsyra, även kallad niacin eller vitamin B3, och detta koenzym deltar i flera reaktioner av stor biologisk betydelse.
Det är viktigt att notera att jämvikten i denna reaktion flyttas mot laktatsidan och det har visat sig att enzymet också kan oxidera andra syror (S) -2-hydroximonokarboxyler och använder, även om det är mindre effektivt, NADP+ som ett substrat.
Beroende på kroppsregionen som övervägs och samtidigt på dess metaboliska egenskaper i förhållande till närvaron eller frånvaron av syre producerar vävnader olika mängder laktat, den reaktionsprodukt som katalyseras av LDH..
Med tanke på till exempel en röd blodkropp (erytrocyt) som saknar mitokondrier som kan metabolisera pyruvat producerat under glykolys till COtvå och vatten, då kan man säga att dessa är de viktigaste laktatproducerande cellerna i människokroppen, eftersom allt pyruvat omvandlas till laktat genom inverkan av laktatdehydrogenas.
Å andra sidan, om leverceller och skelettmuskelceller beaktas, är de ansvariga för produktionen av en minsta mängd laktat, eftersom det snabbt metaboliseras..
Koncentrationen av laktatdehydrogenas i blodserumet är produkten av uttrycket av flera isoenzymer i bland annat lever, hjärta, skelettmuskulatur, erytrocyter och tumörer..
I blodserum är de normala laktatdehydrogenasaktiviteterna mellan 260 och 850 U / ml (enheter per milliliter), med ett genomsnittligt värde på 470 ± 130 U / ml. Under tiden har blodhemolysat en LDH-aktivitet som varierar mellan 16 000 och 67 000 U / ml, vilket motsvarar i genomsnitt 34 000 ± 12 000 U / ml..
Kvantifiering av koncentrationen av laktatdehydrogenas i blodserumet har ett viktigt värde vid diagnos av vissa hjärtsjukdomar, lever, blod och till och med cancer..
Höga nivåer av LDH-aktivitet har påträffats hos patienter med hjärtinfarkt (både experimentell och klinisk) såväl som hos cancerpatienter, särskilt hos kvinnor med endometriecancer, äggstockscancer, bröst- och livmodercancer..
Beroende på det speciella isozym som finns i "överskott" eller hög koncentration används kvantifiering av laktatdehydrogenasisoenzymer av många behandlande läkare för bestämning av vävnadsskada (svår eller kronisk)..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.