Biochimie curs 5

EnzimeleIntroducere

Enzimele sunt biocatalizatori specifici de natur proteic, care se prezint n stare coloidal; sunt produi de organismele vii (vegetale, animale, microorganisme) i i pot exercita aciunea att n celulele formatoare, ct i n afara acestora.

Sinteza enzimelor se face n toate celulele, nu numai n esuturi sau organe specializate. n general, activitatea enzimelor se manifest n interiorul celulelor formatoare, dar i pstreaz proprietatea i dac sunt scoase din acest mediu.

Enzimele, fiind catalizatori biologici, au caracterele generale ale catalizatorilor:

modific viteza n reacii fr ca ele s se consume;

cantiti minime de enzime pot produce transformarea unei cantiti foarte mari de substrat; aciunea enzimelor este reversibil, ca i a catalizatorilor neenzimatici.

Endoenzimele sunt acele enzime care sunt produse i i desfoar

activitatea chiar n celulele n care sunt secretate.

Exoenzimele sunt enzimele care, dei secretate n celule, sunt eliminate n lichidele din organism, exercitndu-i aciunea la acest nivel. Menionm enzimele din tubul digestiv (enzimele salivare, din sucul gastric, intestinal i pancreatic), cele din plasma sanguin etc.

Locul de aciune al celor mai multe enzime este n interiorul celulelor; unele acioneaz ns i n afara acestora (de exemplu, o serie de enzime din plasma sanguin ntre care i cele care asigur coagularea). Toate enzimele specifice unui tip de celule sunt sintetizate chiar de acele celule; enzimele care acioneaz n afara celulelor sunt sintetizate doar de anumite tipuri de celule (hepatice, renale etc.).

n organism exist enzime fie independent de existena substratului (enzime constitutive), fie enzime care apar n celule numai dac exist un sistem i substratul respectiv (enzime adaptative).

Substanele care rezult dintr-o reacie metabolic se numesc metabolii.

Noiunile de substrat i metabolit nu sunt prea distincte, cci una i aceeai substan poate fi metabolit pentru o reacie, i substrat pentru o alt reacie. Pentru transformrile catalizate de enzime se folosete denumirea de proces enzimatic. Deoarece n celulele organismelor exist numeroase enzime care intervin n diferite reacii (similare sau nu) care se produc n aceeai celul, totalitatea acestor enzime formeaz un sistem enzimatic sau echipament enzimatic.Cunotinele de enzimologie sunt extrem de utile n prezent pentru

interpretarea multor fenomene din biologia celular, genetic i alte tiine biologice. Ingineria genetic se bazeaz aproape exclusiv pe aciunile specifice ale unor enzime.

Din punct de vedere medical, enzimologia contribuie astzi n msur hotrtoare la cunoaterea cauzelor a numeroase boli, diagnosticul i urmrirea evoluiei acestora, elaborarea pe baze tiinifice a medicamentelor i multe altele.Specificitatea enzimelor

nalta specificitate este una dintre caracteristicile fundamentale ale enzimelor. Consecine ale acestei specificiti deosebite sunt att evitarea formrii de produi secundari n reacii, ct i, pe un plan mai general, existen nsi a cilor metabolice (n sensul c succesiunea reaciilor, de exemplu ntr-un compartiment celular, este impus de enzimele existente).Modalitile de manifestare ale specificitii sunt diverse. Se pot considera totui trei variante de baz: specificitatea de reacie, specificitatea de substrat i specificitatea stereochimic.

Specificitatea de reacie

Specificitatea de reacie const n aceea c fiecare enzim catalizeaz numai un singur tip particular de reacie (excepiile sunt foarte rare). Tipul particular se ncadreaz n unul din cele ase tipuri fundamentale de reacii care au loc n lumea vie: oxido-reducere, hidroliz, formare (scindare) de legturi covalente, izomerizare, formare de legturi covalente utiliznd energia eliberat prin scindarea unor legturi macroergice. Se va vedea mai departe n acest curs c n sistemul actual de clasificare sunt ase clase de enzime, corespunztor celor ase tipuri fundamentale de reacii.

Specificitatea de substrat

Aceasta const n aria mai restrns sau mai larg de aciune a fiecrei enzime cu o anumit specificitate de reacie. Ea poate fi:

absolut, dac enzima catalizeaz un anumit tip de reacie la un singur substrat;

de grup, dac enzima catalizeaz acelai tip de reacie la dou sau la un numr restrns de substrate;

specificitate larg, dac enzima catalizeaz acelai tip de reacie la un numr foarte mare de substrate.

Specificitatea stereochimic

Majoritatea substratelor, chiar dintre cele mai simple, au atomi de carbon

asimetrici i deci se pot prezenta, raportat la glicerinaldehid, n configuraii absolute de tip D sau L.

Stereospecificitatea const n aceea c, dup caz, enzima asigur transformarea fie numai a substratului cu configuraie D, fie numai a substratului cu configuraie L.

Stereospecificitile descrise, ca i altele, sunt consecine ale interaciei substratelor cu enzimele corespunztoare la nivelul centrelor active ale acestora, aa cum se va arta n continuare.

Structura enzimelor

Aspecte generale

Din studiul naturii chimice a ctorva mii de enzime cunoscute rezult c ele sunt, cu foarte rare excepii, proteine sau heteroproteine. Excepiile, descoperite n ultimii zece ani, sunt enzime cu structur de acizi ribonucleici, iar ribonucleaza P este un complex protein - acid ribonucleic; activitatea enzimatic a acesteia din urm este datorat acidului ribonucleic i nu proteinei. Una din teoriile formulate n legtur cu existena acestor enzime are n vedere urmtoarele: pe scara evolutiv, acizii nucleici au precedat proteinele i alturi de alte funcii ei au ndeplinit-o i pe aceea de enzime; cnd s-au sintetizat proteinele, acizii nucleici i le-au ataat pe acestea dobndind stabilitate i unele activiti crescute. Treptat ns, din motivele ce vor fi specificate, proteinele au preluat funcia catalitic, ARN-ul fiind abandonat. De aceea, enzimele cu structur de ARN, sau complexe ARN proteine, sunt considerate drept fosile biochimice.

Structura proteic i heteroproteic a enzimelor este avantajoas din mai multe motive: resturile de aminoacizi din proteine dispun de o mare varietate de grupri funcionale care particip la legarea substratului, ct i la desfurarea catalizei; nici o alt clas de compui din lumea vie nu are varietatea de monomeri i de grupri funcionale pe care o au proteinele. n plus, enzimele sunt proteine globulare, ele au deci structur secundar, teriar i deseori structur cuaternar. Structurile secundar si mai ales cea teriar asigur posibiliti multiple de constituire a centrelor active, zonele fierbini ale enzimelor, unde se desfoar reaciile. Deosebit de important este existena la aprox. 10-20% dintre enzime a structurii cuaternare. Activitatea acestor enzime poate fi reglat (crescut, sczut) prin diferii compui din mediu care produc mici modificri ale structurii cuaternare. Asemenea reglaje apar i la unele enzime care nu au structur cuaternar.Enzime cu structur proteic

Enzime cu structur strict proteic sunt relativ puine. Dintre cele 6 clase mari de enzime, mai ales hidrolazele sunt proteine pure; exemple sunt ribonucleaza, chimotripsina i lizozimul. n cazul acestor enzime att legarea substratului, ct i cataliza n sine se realizeaz de ctre gruprile funcionale ale resturilor de aminoacizi.

Un exemplu l constituie aciunea catalitic a lizozimului, o enzim aflat n mucusul nazal i n lacrimi. n prezena lizozimului are loc scindarea hidrolitic a unor compui heterozidici care alctuiesc pereii multor celule bacteriene; odat distrui aceti perei, celulele bacteriene mor. Fleming, care a descoperit aciunea hidrolitic a lizozimului (n anul 1922), a avut un timp convingerea c acesta este un antibiotic (compui de a cror existen era sigur). Ceva mai trziu, n anul 1929, Fleming a descoperit un adevrat antibiotic, penicilina.Enzime cu structur heteroproteic

Cele mai multe enzime au structur heteroproteic; ele sunt alctuite din apoenzim (component proteic) i cofactor (component neproteic). Fiind molecule organice, cationi i anioni (mai rar) ai elementelor, stabilitatea cofactorilor la aciunea temperaturii este mai mare dect a apoenzimelor.

De regul, o enzim are un singur cofactor; exist totui i enzime cu doi cofactori, diferii structural i funcional.

n privina terminologiei cofactorilor s-au fcut recent urmtoarele recomandri (ele urmresc s elimine confuziile, destul de frecvente):

termenul cofactor se va utiliza pentru totalitatea compuilor neproteici din structura heteroenzimelor;

termenul coenzim se va utiliza numai pentru componentele neproteice de natur organic care se leag prin legturi foarte slabe de apoenzime (legturi de hidrogen, ionice, hidrofobe etc.); termenul grupare prostetic se va utiliza tot pentru cofactori de natur organic, dar care se leag de apoenzime prin legturi puternice, inclusiv covalente.

Numrul cofactorilor cunoscui este foarte mic n comparaie cu numrul

enzimelor cu structur heteroproteic. Faptul se explic prin aceea c un anumit cofactor este capabil s se asocieze cu diferite apoenzime rezultnd astfel mai multe heteroenzime. Mai ales o parte dintre coenzime i ioni au aceast proprietate.

Date ample privitoare la coenzime, care sunt derivai ai vitaminelor hidrosolubile, se afl n cursul Vitamine i coenzime.

Dintre gruprile prostetice, hemul este ntlnit cel mai frecvent n diverse enzime din organismul uman.

O regul general reieit din studiul unui mare numr de heteroenzime cu cofactori organici este c specificitatea lor este determinat n totalitate de apoenzime, n timp ce coenzimele sunt gruprile responsabile n cea mai mare parte de transformarea chimic propriu-zis.

Cum s-a mai artat, cofactorii multor enzime sunt ioni metalici (metaloenzime). Legturile dintre componentele proteice i ionii metalici sunt de tip electrostatic. Stabilitatea complexelor este n funcie de numrul i intensitatea acestor interaciuni.

Dac ionii metalici sunt disociai de apoenzim, enzima i pierde complet sau i diminu activitatea; de regul disocierile sunt reversibile n sensul c ionul metalic poate fi reintegrat n componenta proteic.

n reaciile catalizate de metaloenzime, ionii metalici ndeplinesc, de la caz la caz, roluri variate:

stabilizeaz structura enzimei;

particip la legarea substratului;

induc unele modificri n conformaia enzimei, cu efect asupra vitezei de reacie;

particip nemijlocit la cataliz, de exemplu n cazul multor reacii de oxido-reducere.

Sunt i enzime care necesit pentru cataliza simpla prezen a anumitor ioni,

cationi sau anioni; exemple sunt prezena Ca2+ pentru activitatea lipazelor i prezena Cl- pentru activitatea amilazei salivare.Sisteme (complexe) multienzimatice

Cercetrile din ultimele decenii au evideniat c n cazul unor ci metabolice toate enzimele care catalizeaz reacii individuale (sau numai o parte din ele) sunt asociate n form de complexe multienzimatice. n aceste complexe enzimele sunt fixate prin legturi slabe, ntr-o ordine corespunztoare intrrii lor n aciune, pe o protein, central care poate fi chiar una din enzime. Proteina central dispune de un bra al crui rol este urmtorul: fixeaz substratul S1 i l duce la enzima E1 care l transform n P1; cum P1 este n acest caz S2, braul l preia i l duce la E2 care l transform n P2. La nivelul fiecrei enzime braul ndeplinete rol similar asigurnd formarea produsului unic al tuturor enzimelor complexului. Avantajul este c braul duce de fiecare dat S la E corespunztoare potrivindu-l cu mare exactitate pe centrul activ, ceea ce asigur pe ansamblu o vitez mai mare dect cea corespunztoare enzimelor neasociate.

Complexe multienzimatice bine cunoscute sunt acid gras-sintetaza i complexul piruvat-dehidrogenaz a cror alctuire i mod de aciune sunt mai complicate.

Izoenzime

O parte dintre enzimele care au i structur cuaternar se prezint sub mai multe forme moleculare. Pentru o enzim dat, formele moleculare sub care ea apare se numesc izoenzime. Toate izoenzimele unei enzime catalizeaz aceeai reacie; difer doar viteza pe care fiecare o imprim reaciei unice.

Structural, izoenzimele unei enzime difer prin raportul n care sunt asociate lanurile polipeptidice de baz (subunitile, monomerii), care, n acest caz sunt de cel puin dou tipuri. n cazul lactatdehidrogenazei (LDH) cele dou lanuri de baz sunt H (de la heart = inim) i M (de la muscle = muchi). Cele cinci izoenzime ale LDH sunt tetrameri cu urmtoarele asocieri:H4

H3M

H2M2

HM3

M4(LDH1)(LDH2)(LDH3)(LDH4)(LDH5)

Cea mai mare parte a proprietilor fizico-chimice ale izoenzimelor unei

enzime date sunt foarte apropiate.

n esuturi, izoenzimele ndeplinesc importante roluri reglatorii fiind sigur implicate i n morfogenez i diferenierea celular.

Centrul activ i mecanismul de aciune al enzimelor

S-a artat la nceputul acestui curs c n orice reacie catalizat enzimatic formarea intermediar a complexului enzim-substrat este obligatorie:

Datele experimentale corelate cu aceea c, de regul, substratul este foarte mic n raport cu enzima, au permis formularea concluziei c numai o zon restrns din enzim particip la fixarea i transformarea chimic a lui S; aceast zon se numete centrul activ al enzimei. Tot din studii experimentale a rezultat c majoritatea enzimelor au un singur centru activ.

n legtur cu organizarea spaial a centrului activ al enzimelor (raportat la structura substratului) s-au elaborat dou modele:

Modelul clasic (Emil Fischer) consider c potrivirea substratului cu centrul activ al enzimei este analoag cu potrivirea lact-cheie. Acest model presupune o rigiditate a structurii enzimei n zona centrului activ.

Modelul Koshland, numit centrul activ indus, presupune o flexibilitate a zonei n care acesta se afl. n enzima liber centrul activ este preformat, ceea ce nseamn c el are o configuraie spaial uor diferit de cea necesar fixrii substratului. Substratul induce o modificare conformaional a zonei centrului activ realizndu-se configuraia optim fixrii.

Cinetica enzimatic

Cinetica enzimatic studiaz viteza reaciilor catalizate de enzime n funcie de variaia raportului concentraiilor enzimei i substratului ([E], [S]) i a influenelor unor factori fizico-chimici, cum sunt: temperatura, pH-ul, inhibitorii etc.

Concepia unanim admis n enzimologie c formarea din substrat a produsului de reacie implic obligatoriu existena complexului enzim-substrat (ES) redat prin ecuaia:

a fost statuat n primul rnd n legtur cu cinetica reaciilor catalizate de enzime.Influena pH-ului i temperaturii asupra activitii enzimelor

Enzimele produse de celule pentru cataliza reaciilor care au loc n interiorul lor sau n afar (cazul enzimelor plasmatice, digestive) sunt adaptate condiiilor de pH, temperatur i altor factori caracteristici locului de aciune.

Dac n organismul uman temperatura la care se desfoar toate reaciile enzimatice este n mod curent constant (37C), atunci cnd se fac studii de cinetic n vitro, temperatura poate fi variat n limite destul de largi.

Cnd se determin activitile unor enzime n scop diagnostic (de exemplu activitatea enzimelor plasmatice), este obligatoriu ca aceasta s se fac la o temperatur fix, n cazul celor mai multe dintre ele 37C.

Influena temperaturii asupra activitii enzimelor este foarte important n criobiologie; un caz l constituie conservarea la temperaturi sczute a organelor n vederea transplantului.

Viteza reaciilor enzimatice este influenat, de asemenea, de pH. Pentru enzimele din organismul uman pH-ul optim de aciune este chiar pH-ul normal al mediului n care ele i ndeplinesc funcia catalitic. Cum n majoritatea esuturilor din organism pH-ul este n jur de 7 i enzimele au aciune optim n apropierea acestei valori.

Un exemplu de aciune a pH-ului asupra enzimei l constituie inactivarea la nivelul stomacului (pH 1-2) a amilazei salivare (pH optim 6,6-6,8) care este antrenat cu alimentele din cavitatea bucal.Influena concentraiei enzimei

Eficiena catalitic deosebit a enzimelor este responsabil de faptul c n reaciile enzimatice ce au loc n vivo, concentraia substratului este mult superioar concentraiei enzimei; exist totui unele situaii cnd regula nu se respect, concentraia enzimei putnd fi chiar mai mare dect cea a substratului.

Asemenea msurtori de concentraii relative a enzimelor se efectueaz sistematic n laboratoarele de analize medicale (mai ales asupra sngelui), deoarece variaiile sunt corelate cu diferite stri patologice.Influena concentraiei substratului

Concentraia majoritii enzimelor celulare este constant n timp; fac excepie enzimele numite inductibile, precum i enzimele plasmatice nefuncionale a cror concentraie crete sau scade n anumite stri patologice. n schimb, concentraia substratelor celor mai multe enzime variaz destul de mult dup starea metabolic a esutului i numeroi ali factori. De aceea dependena vitezei de reacie de concentraia substratului constituie aspectul cel mai important al cineticii enzimatice.Inhibiia activitii enzimelor

Activitatea multor enzime este inhibat de compui chimici diveri; n sistemele vii asemenea compui pot fi de origine endogen (de exemplu diferii metabolii) sau de origine exogen (cum sunt agenii toxici sau unele medicamente).

Inhibiia enzimelor poate fi reversibil i ireversibil, aceasta din urm numindu-se i inactivare. n ambele cazuri inhibitorul se leag de enzim, dar n timp ce n inhibiia ireversibil legtura enzim-inhibitor este puternic (covalent), n inhibiia reversibil legtura este slab.

Se cunosc dou variante majore de inhibiie reversibil:

a) Inhibiia competitiv, produs de inhibitori care se leag tot la nivelul centrului activ al enzimei, dar prin legturi slabe. n cazul prezenei simultane n mediu (sau n celule) a substratului i inhibitorului, ntre acetia are loc o competiie pentru fixarea pe enzim. La o capacitate egal de legare la nivelul centrului activ a substratului i inhibitorului, enzima va fixa aceti competitori n raport cu concentraiile lor. Inhibitorii competitivi sunt compui cu structur apropiat de cea a substratului. Evenimentele care au loc pot fi reprezentate simplificat:

n acest tip de inhibiie, partea din enzim aflat sub forma complexului EI poate fi recuperat dac n mediu apare un exces de substrat (datorit reversibilitii reaciei de formare a complexului EI).Un numr de medicamente larg utilizate i datoreaz efectele faptului c sunt inhibitori competitivi. De exemplu, sulfanilamida, cea mai simpl sulfamid, este asemntoare structural cu acidul paraaminobenzoic (PABA) pe care l poate nlocui n cursul sintezei acidului folic de ctre bacterii (vezi vitamine i coenzime); cum acidul folic este indispensabil bacteriilor, acestea mor (la om nu se ntmpl acest lucru, deoarece el ia din hran acidul folic).

n chimioterapia cancerului se utilizeaz analogi structurali ai bazelor purinice i pirimidinice; ei inhib sinteza de acizi nucleici mpiedicnd diviziunea celular care este mult mai rapid la tumori.

b) Inhibiia necompetitiv; n acest caz inhibitorul, a crui structur poate s difere destul de mult de structura substratului, se leag prin legturi slabe n alt loc dect centrul activ al enzimei. Afinitatea pentru substrat a enzimei pare a nu fi modificat. Exist ns posibilitatea ca o parte din ES, ct i EI s formeze complex ESI; transformarea lui S din acest complex n P este sczut n raport cu transformarea lui S din ES. Inhibiia necompetitiv depinde numai de concentraia inhibitorului (i de afinitatea enzimei pentru el), deoarece substratul n exces nu l poate deplasa pe acesta.Exemple sunt unele enzime care conin grupri SH n alte poziii dect centrul activ. Aceste grupri pot fixa prin legturi slabe ioni ai unor metale grele cum sunt Ag+ i Hg+ care diminu sau chiar anuleaz capacitatea enzimelor de a transforma substratele n produi. Aa se explic efectul otrvitor al multor metale grele.

Enzimele i patologia

n plasm se afl un numr foarte mare de enzime. Dependent de existena sau inexistena la acest nivel a substratelor corespunztoare (n ali termeni dup cum enzimele catalizeaz sau nu reacii n plasm), ele se mpart n:a) Enzime plasmatice funcionale cum sunt: lipoproteinlipaza, pseudocolinesteraza, lecitin-colesterol aciltransferaza (LCAT), cele implicate n coagulare i fibrinoliz i altele. n afeciuni grave ale ficatului, acesta este incapabil s sintetizeze normal proteine, inclusiv enzime, astfel activitile lor scad n raport cu valorile normale.b) Enzime plasmatice nefuncionale: teoretic, oricare enzim celular trebuie s fie prezent i n plasm; numrul celor identificate este ntr-adevr foarte mare. Prezena lor n plasm se explic prin destrucia celular normal, dar i prin permeabilizarea membranelor n cursul eforturilor fizice, scderea resurselor pentru producerea de energie i altele. La persoanele sntoase nivelul acestor enzime este aproape constant, el reprezentnd o stare staionar ntre rata eliberrii din celule i inactivare. La cele mai multe dintre enzime acest nivel constant este foarte sczut; ele au fost evideniate prin metode extrem de sensibile, posibile de efectuat cu aparatur costisitoare. Cteva zeci de enzime pot fi ns dozate n plasm cu suficient precizie utiliznd metode relativ simple. Dintre acestea s-au selecionat un numr i mai restrns pentru dozare n scop diagnostic; sunt enzime a cror concentraie (activitate) crete foarte mult n cursul destruciilor masive ale celulelor productoare i proporional cu gravitatea leziunilor la nivelul esuturilor din care aceste enzime fac parte: inim, ficat, muchi scheletici i altele. Un element important pentru ca enzimele plasmatice s aib valoare diagnostic, dar i de urmrire a eficacitii tratamentului, este timpul n care activitatea lor devine semnificativ crescut, respectiv sczut.Se exemplific cu enzimele serice care se dozeaz n legtur cu infarctul de

miocard i afeciunile hepatice. n primul caz se dozeaz creatinkinaza (CK), glutamic-oxaloacetic-transaminaza (GOT) i lactatdehidrogenaza (LDH). La toate exist o cretere proporional ntre mrimea zonei infarctate i creterea activitii serice. Dozarea creatinkinazei este totui mai util pentru diagnostic, deoarece chiar dup 4-6 ore se remarc o cretere a activitii ei, iar maximul este atins dup 18 ore (la GOT i LDH peste 24 ore). Situaia este diametral opus n ce privete durata de revenire a activitii acestor enzime serice la valorile bazale (normale), de aceea evoluia bolii se urmrete cel mai bine prin LDH.

Pentru diagnosticul afeciunilor hepatice se practic, alturi de alte investigaii paraclinice, dozarea activitii a peste zece enzime plasmatice nefuncionale. Unele reflect integritatea celular, altele sunt n legtur cu diverse procese metabolice, altele redau capacitatea de sintez a proteinelor i acizilor nucleici i, n sfrit, capacitatea de excreie. Este recomandat dozarea ntr-o anumit ordine (nivelele I, II, III i IV); n prima instan, la nivelul I, se recomand dozarea GPT (glutamic-piruvic-transaminaza), GLDH (glutamatdehidrogenaza) i GT (-glutamiltranspeptidaza).

Deosebit de util pentru diagnostic ar fi s existe pentru fiecare esut o enzim extrem de specific n ser. Un caz este fosfataza acid a crei cretere a activitii este n legtur cu carcinomul de prostat. Pentru investigarea hepatic ar fi util dozarea activitii sorbitoldehidrogenazei (SDH) i a ornitin-carbamil-transferazei (OCT), care ns nu se practic curent din cauza unor dificulti tehnice.

Dificulti mari n investigarea paraclinic prin intermediul activitii enzimelor serice apar, n primul rnd, din faptul c cele mai multe enzime plasmatice nefuncionale a cror activitate se poate determina, au provenien multipl: LDH i GOT provin din inim, muchi i ficat, CK din inim i muchii scheletici etc. O alt dificultate este legat de inactivarea rapid n ser a unora dintre enzime.

Chiar i n cazurile complicate, prin diverse strategii, medicul i laboratorul de biochimie pot obine totui rezultate foarte bune. Se menioneaz determinarea simultan a mai multor enzime serice i calculul unor raporturi (de exemplu, raportul De Rittis ntre GOT/GPT, care scade sub 1,3 n afeciuni hepatice), dozarea activitii enzimelor pe esuturi (recoltate prin biopsie), mai rar practicat. De mare valoare sunt determinrile activitilor izoenzimelor utiliznd n acest scop procedee de separare (pe coloan, electroforetice) sau inhibarea cu anticorpi specifici a unora dintre izoenzimele unei enzime date. Astfel predominana n ser a formelor LDH1 i LDH2 este un indiciu foarte bun pentru infarct de miocard, n timp ce predominana formei LDH5 indic afeciuni hepatice. n cazul CK, creterea n ser nu numai a activitii totale, ci i a activitii izoenzimei de tip MB este indiciu sigur de infarct de miocard (forma MB fiind de provenien aproape strict miocardic).

Activitatea multor enzime plasmatice nefuncionale se determin n relaie cu bolile de metabolism (glucidic, lipidic i proteic).Clasificarea i denumirea enzimelor

Primelor enzime descoperite li s-au atribuit diverse denumiri; n cele mai multe cazuri numele enzimei s-a format din numele substratului prin adugarea sufixului -az: ureaz pentru enzima ce catalizeaz hidroliza ureei la CO2 i NH3, arginaz pentru enzima care catalizeaz hidroliza argininei la ornitin i uree etc. Altor enzime li s-au atribuit denumiri particulare fr legtur cu reacia catalizat: pepsin, tripsin, chimotripsin.

Cnd numrul enzimelor cunoscute a devenit foarte mare i s-au acumulat date despre structur, coenzime, mecanism de aciune etc., s-a impus att introducerea unei clasificri raionale, ct i a unor denumiri bazate pe criterii chimice care s evite confuziile. Acestea au fost elaborate, n anul 1961, de o comisie de enzimologie a Uniunii Internaionale de Biochimie i Biologie Molecular (IUBMB) fiind n vigoare i n prezent.

n sistemul de clasificare adoptat fiecare enzim este ncadrat ntr-o subclas i, eventual, sub-subclas care aparine unei clase. Clasele, subclasele, sub-subclasele i enzimele individuale se noteaz prin cifre desprite de puncte. Sunt ase clase de enzime avnd n ordine numerele i cataliznd reaciile:1. Oxidoreductaze, catalizeaz reacii de oxido-reducere (redox);

2. Transferaze, catalizeaz transferuri de grupe ce conin carbon, azot sau fosfor;

3. Hidrolaze, catalizeaz scindri de legturi covalente cu participarea apei;

4. Liaze, catalizeaz ruperi ale legturilor C-C, C-S i C-N;

5. Izomeraze, catalizeaz toate tipurile de izomerizri, inclusiv racemizri;

6. Ligaze, catalizeaz formarea de legturi ntre carbon i O, S, N, cuplate cu hidroliza legturilor macroergice.Subclasele i sub-subclasele sunt stabilite dup tipul gruprii sau legturii care

se modific n cursul reaciei, dup natura coenzimei i alte particulariti.

Sistemul acesta de clasificare este deschis, orice enzim nou descoperit putnd fi introdus ntr-o clas, subclas i sub-subclas.

Comisia a hotrt c se pot utiliza dou modaliti de denumire pentru enzime:

a) Numele recomandat: se pstreaz (sau se atribuie) denumiri cu sufixul -az (glucozidaz, zaharaz, ureaz) sau se d denumirea dup aciunea specific (lactatdehidrogenaz, adenilatciclaz); pentru unele enzime se utilizeaz denumirile specifice (tripsina, pepsina).

b) Numele sistematic: acesta este corelat cu numele clasei, subclasei i sub-subclasei; el cuprinde denumirea substratului (substratelor), tipul reaciei catalizate, coenzima, eventual alte caracteristici. Astfel fiecare enzim are un cod specific. Utilizarea numelui sistematic este obligatorie doar n situaiile care reclam evitarea oricrei ambiguiti (tiprituri, congrese etc.). Curent se utilizeaz denumirile recomandate.PAGE 5