LDH: MGA PAG-ANDAR, PAGPAPASIYA, REAKSYON, NORMAL NA MGA HALAGA - BIOLOGY - 2025

Ang lactate dehydrogenase , lactic acid dehydrogenase, lactate dehydrogenase NAD-umaasa o simpleng LDH ay isang enzyme na kabilang sa pangkat ng mga oxidoreductases ay praktikal sa lahat ng mga tisyu ng hayop, halaman at maraming mga microorganismo tulad ng bakterya, lebadura , at Archaea .

Ang mga Enzyme ng ganitong uri ay ipinapahiwatig ng bilang na EC 1.1.1.27 ng Enzyme Nomenclature Committee at namamahala sa reaksyon na nag-convert ng lactate sa pyruvate (sa pamamagitan ng oksihenasyon) at vice versa (sa pamamagitan ng pagbawas), pag-oxidizing o pagbabawas ng nicotinamide adenine dinucleotides ( NAD + at NADH) sa proseso na kilala bilang lactic fermentation.

Crystal na istraktura ng Lactate Dehydrogenase B (Pinagmulan: Bcndoye sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Hindi tulad ng alkohol na pagbuburo, na nangyayari lamang sa ilang mga microorganism tulad ng lebadura at gumagamit ng glycolytic pyruvate para sa paggawa ng ethanol, lactic fermentation na nagaganap sa maraming mga organismo at mga tisyu ng katawan ng iba't ibang mga nilalang na may buhay.

Ang mahalagang enzyme para sa cellular metabolism ay na-crystallized mula sa rat skeletal muscle noong 1940s at, hanggang sa kasalukuyan, ang pinakamahusay na nailalarawan ay ang kalamnan ng balangkas at mammalian na tisyu ng puso.

Sa "mas mataas" na hayop ang enzyme ay gumagamit ng L isomer ng lactate (L-lactate) para sa paggawa ng pyruvate, ngunit ang ilang "mas mababang" mga hayop at bakterya ay gumagawa ng D-lactate mula sa pyruvate na nakuha ng glycolysis.

Ang lactate dehydrogenase ay karaniwang ipinahayag lalo na sa mga tisyu o mga cell sa ilalim ng mga kondisyon ng anaerobic (na may mababang suplay ng dugo) na, halimbawa, ay maaaring makilala ang mga kondisyon ng pathological tulad ng cancer, atay o mga kondisyon sa puso.

Gayunpaman, ang pag-convert ng pyruvate sa lactate ay karaniwang sa mga kalamnan sa panahon ng ehersisyo at kornea ng mata, na hindi maganda ang oxygen.

Mga Tampok

Ang Lactate dehydrogenase ay nagsisilbi ng maraming mga pag-andar sa maraming mga metabolic path. Ito ang sentro ng maselan na balanse sa pagitan ng mga catabolic at anabolic na mga landas na may karbohidrat.

Sa panahon ng aerobic glycolysis, ang pyruvate (ang huling produkto ng ruta per se) ay maaaring magamit bilang isang substrate para sa pyruvate dehydrogenase enzyme complex, kung saan ito ay decarboxylated, naglalabas ng acetyl-CoA na mga molekula na ginagamit sa agos ng agos, pagsasalita ng metaboliko, sa Krebs cycle.

Sa anaerobic glycolysis, sa kabilang banda, ang huling hakbang ng glycolysis ay gumagawa ng pyruvate, ngunit ito ay ginagamit ng lactate dehydrogenase upang makagawa ng lactate at NAD ⁺ , na nagpapanumbalik sa NAD ⁺ na ginamit sa reaksyon na napalaki ng glyceraldehyde 3- phosphate dehydrogenase.

Tulad ng sa panahon ng anaerobiosis ang pangunahing mapagkukunan ng paggawa ng enerhiya sa anyo ng ATP ay glycolysis, ang dactdrogenase ng lactate ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa teypoxation ng NADH na ginawa sa mga nakaraang hakbang ng glycolytic pathway, na mahalaga para sa paggana ng iba pang mga kaugnay na enzyme.

Ang lactate dehydrogenase ay kasangkot din sa glycogenesis na nagaganap sa mga tisyu na nagko-convert ng lactate sa glycogen at, sa ilang mga aerobic na tisyu tulad ng puso, ang lactate ay isang gasolina na na-aktibo sa wikang aktibo upang makabuo ng enerhiya at pagbabawas ng kapangyarihan sa anyo ng ATP at Ayon sa NAD ⁺ .

Mga katangian at istraktura

Mayroong maraming mga molekular na form ng lactate dehydrogenase sa kalikasan. Sa mga hayop lamang na natukoy na mayroong limang mga aktibidad na dactdrogenase ng lactate, lahat ng tetrameric at mahalagang binubuo ng dalawang uri ng polypeptide chain na kilala bilang H at M subunits (na maaaring maging hom-o heterotetrameric).

Ang form na H ay karaniwang matatagpuan sa tisyu ng cardiac, habang ang form ng M ay napansin sa kalamnan ng kalansay. Ang parehong chain ay magkakaiba sa bawat isa sa mga tuntunin ng kasaganaan, amino acid komposisyon, kinetic properties, at mga istruktura na katangian.

Ang mga form na H at M ay ang produktong pangsalin ng iba't ibang mga gen, marahil ay matatagpuan sa iba't ibang mga kromosom, at kung saan ay nasa ilalim din ng kontrol o regulasyon ng iba't ibang mga gen. Ang form na H ay nangingibabaw sa mga tisyu na may aerobic metabolism at ang form ng M sa anaerobic na tisyu.

Ang isa pang uri ng pangngalan ay gumagamit ng mga titik A, B at C para sa iba't ibang uri ng mga enzyme sa parehong mga mammal at ibon. Sa gayon, ang kalamnan ng lactate dehydrogenase ay kilala bilang A ₄ , cardiac bilang B ₄ at isang pangatlo ay tinatawag na C ₄ , na kung saan ay tiyak sa mga testes.

Ang expression ng mga isoenzymes na ito ay kinokontrol ng parehong pag-unlad na umaasa at umaasa sa tisyu.

Ang enzyme ay nakahiwalay sa iba't ibang mga mapagkukunan ng hayop at napagpasyahan na ang istruktura ng tetrameric na ito ay may average na bigat ng molekular na halos 140 kDa at na ang nagbubuklod na site para sa NADH o NAD ^{+ ay} binubuo ng isang β-nakatiklop na sheet na binubuo ng anim na chain at 4 na alpha helice.

Pagpapasya

Sa pamamagitan ng spectrophotometry

Ang aktibidad ng lactate dehydrogenase ng pinagmulan ng hayop ay natutukoy na spectrophotometrically sa vitro sa pamamagitan ng mga sukat ng pagbabago ng kulay salamat sa proseso ng redox na naganap sa panahon ng pyruvate upang reaksyon ng conversion ng lactate.

Ang mga pagsukat ay ginawa sa 340nm na may isang spectrophotometer at ang rate ng pagbaba ng optical density dahil sa oksihenasyon o "paglaho" ng NADH, na na-convert sa NAD ^{+, ay natutukoy} .

Iyon ay, ang tinukoy na reaksyon ay ang mga sumusunod:

Pyruvate + NADH + H ⁺ → Lactate + NAD ⁺

Ang pagsukat ng enzymatic ay dapat isagawa sa pinakamainam na mga kondisyon ng pH at konsentrasyon ng mga substrate para sa enzyme, upang walang panganib na ma-underestimate ang halaga na naroroon sa mga sample dahil sa isang kakulangan ng mga substrate o dahil sa matinding mga kondisyon ng kaasiman o pagiging pangunahing.

Sa pamamagitan ng immunohistochemistry

Ang isa pang pamamaraan, marahil medyo mas moderno, para sa pagtukoy ng pagkakaroon ng lactate dehydrogenase ay may kinalaman sa paggamit ng mga immunological tool, iyon ay, sa paggamit ng mga antibodies.

Sinasamantala ng mga pamamaraang ito ang pagkakaugnay sa pagitan ng pagbubuklod ng isang antigen na may isang antibody na partikular na nabuo laban dito at lubos na kapaki-pakinabang para sa mabilis na pagpapasiya ng pagkakaroon o kawalan ng mga enzyme tulad ng LDH sa isang partikular na tisyu.

Depende sa layunin, ang mga antibodies na ginamit ay dapat na tiyak para sa pagtuklas ng alinman sa mga isoenzymes o para sa anumang protina na may aktibidad na may lactate dehydrogenase.

Bakit matukoy ang lactate dehydrogenase?

Ang pagpapasiya ng enzyme na ito ay isinasagawa para sa iba't ibang mga layunin, ngunit higit sa lahat para sa klinikal na diagnosis ng ilang mga kondisyon, kabilang ang myocardial infarction at cancer.

Sa antas ng cellular, ang pagpapakawala ng lactate dehydrogenase ay itinuturing na isa sa mga parameter upang matukoy ang paglitaw ng mga necrotic o apoptotic na proseso, dahil ang lamad ng plasma ay nagiging natagusan.

Ang mga produkto ng reaksyon na ito ay catalyzes ay maaari ring matukoy sa isang tisyu upang matukoy kung ang isang anaerobic metabolismo ay namumuno sa anumang partikular na kadahilanan.

Reaksyon

Tulad ng una na nabanggit, ang enzyme lactate dehydrogenase, na ang sistematikong pangalan ay (S) -lactate: NAD ⁺ dehydrogenase, catalyzes ang conversion ng lactate sa pyruvate sa isang paraan na umaasa sa NAD ⁺ , o kabaliktaran, na nangyayari salamat sa paglipat ng isang hydride ion (H ^- ) mula sa pyruvate hanggang lactate o mula sa NADH hanggang sa na-oxidized pyruvate.

Lactate dehydrogenase reaksyon scheme at mekanismo (Pinagmulan: Jazzlw sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang NAD ⁺ ay may isang yunit ng ADP at isa pang pangkat na nucleotide na nagmula sa nikotinic acid, na tinatawag ding niacin o bitamina B _3, at ang coenzyme na ito ay nakikilahok sa maraming reaksyon ng mahusay na biological kahalagahan.

Mahalagang i-highlight na ang balanse sa nasabing reaksyon ay lumipat patungo sa panig ng lactate at ipinakita na ang enzyme ay may kakayahang mag-oxidizing ng iba pang mga (S) -2-hydroxymonocarboxylic acid at gamit, bagaman hindi gaanong mahusay, ang NADP ⁺ bilang isang substrate.

Nakasalalay sa rehiyon ng katawan na isinasaalang-alang at, sa parehong oras, sa mga metabolic na katangian na may kaugnayan sa pagkakaroon o kawalan ng oxygen, ang mga tisyu ay gumagawa ng iba't ibang mga halaga ng lactate, ang produkto ng reaksyon na nabalisa ng LDH.

Kung isaalang-alang mo, halimbawa, isang pulang selula ng dugo (erythrocyte) na kulang sa mitochondria na maaaring mag-metabolize ng pyruvate na ginawa sa panahon ng glycolysis sa CO ₂ at tubig, kung gayon masasabi na ito ang pangunahing mga cell na gumagawa ng lactate sa katawan ng tao, mula pa. na ang lahat ng pyruvate ay na-convert sa lactate ng lactate dehydrogenase.

Sa kabilang banda, kung ang mga selula ng atay at mga cell ng kalamnan ng kalamnan ay isinasaalang-alang, responsable sila sa paggawa ng isang minimum na halaga ng lactate, dahil mabilis itong na-metabolize.

Mga normal na halaga

Ang konsentrasyon ng lactate dehydrogenase sa suwero ng dugo ay produkto ng pagpapahayag ng maraming isoenzyma sa atay, puso, kalamnan ng kalansay, erythrocytes, at mga bukol, bukod sa iba pa.

Sa suwero ng dugo, ang normal na saklaw ng aktibidad ng dactdrogenase ng lactate ay nasa pagitan ng 260 at 850 U / ml (mga yunit bawat milliliter), na may average na halaga ng 470 ± 130 U / ml. Samantala, ang mga hemolysate ng dugo ay may aktibidad na LDH na nag-iiba sa pagitan ng 16,000 at 67,000 U / ml, na katumbas ng isang average na 34,000 ± 12,000 U / ml.

Ano ang ibig sabihin ng magkaroon ng isang mataas na LDH?

Ang pagsukat ng konsentrasyon ng lactate dehydrogenase sa serum ng dugo ay may isang mahalagang halaga sa pagsusuri ng ilang mga sakit sa puso, atay, dugo at kahit na mga cancer.

Ang mga mataas na antas ng aktibidad ng LDH ay natagpuan sa mga pasyente na may myocardial infarctions (parehong eksperimental at klinikal), pati na rin sa mga pasyente ng cancer, partikular sa mga kababaihan na may endometrial, ovarian, dibdib at may isang ina na kanser.

Nakasalalay sa partikular na isozyme na nasa "labis" o mataas na konsentrasyon, ang dami ng mga lactate dehydrogenase isoenzymes ay ginagamit ng maraming mga nagpapagamot sa mga doktor para sa pagpapasiya ng pagkasira ng tisyu (malubhang o talamak).

Mga Sanggunian

1. Bergmeyer, H., Bernt, E., & Hess, B. (1961). Lactic Dehydrogenase. Mga Paraan ng Pagsusuri ng Enzymatic. Verlag Chemie, GmbH.
2. Chung, F., Tsujubo, H., Bhattacharyya, U., Sharief, F., & Li, S. (1985). Ang genomic na samahan ng tao na lactate dehydrogenase-A gene. Biochemical Journal, 231, 537-541.
3. De Becker, D. (2003). Lactic acidosis. Intensive Care MEd, 29, 699-702.
4. Everse, J., & Kaplan, N. (1973). Lactate Dehydrogenases: Istraktura at Pag-andar. Sa Advances sa Enzymology at Mga Kaugnay na Lugar ng Molecular Biology (pp. 61–133).
5. Fox, SI (2006). Human Physiology (ika-9 ed.). New York, USA: McGraw-Hill Press.
6. Huijgen, H., Sanders, GTB, Koster, RW, Vreeken, J., & Bossuyt, PMM (1997). Ang Klinikal na Halaga ng Lactate Dehydrogenase sa Serum: Isang Pag-aaral sa Dami. Ang Eur J Clin Chem Clin Biochem, 35 (8), 569-579.
7. Nomenclature Committee ng International Union of Biochemistry and Molecular Biology (NC-IUBMB). (2019). Nakuha mula sa www.qmul.ac.uk/sbcs/iubmb/enzyme/index.html
8. Rawn, JD (1998). Biochemistry. Burlington, Massachusetts: Mga Publisher ng Neil Patterson.
9. Usategui-Gomez, M., Wicks, RW, & Warshaw, M. (1979). Immunochemical Determination ng Puso Isoenzyme ng Lactate Dehydrogenase (LDH1) sa Human Serum. Clin Chem, 25 (5), 729-734.
10. Wróblewski, F., & Ladue, JS (1955). Aktibidad sa Lactic Degydrogenase sa Dugo. Pang-eksperimentong Biology at Medisina, 90, 210-215.