Enzimoloģija 12. Lekcijas saturs:

1. Enzimoloģija 12. Lekcijas saturs: Praktiskā enzimoloģija. Enzīmi diagnostikā. Enzīmi terapijā. Enzīmi tautsaimniecībā. Molekulāras bioloģijas (bioķīmijas)katedra 2009/2010. akad.gads

2. Praktiskā enzimoloģija 1. Diagnostiskā enzimoloģija a) aktivitāte orgānos (prenatālā diagnostika) b) asinīs (klīnikā nosaka apmēram 30 enzīmu aktivitātes- svarīgākās AsAT, AlAT, LDH),izoenzīmi c) ELISA 2. Enzīmi kā farmakopreparāti: a) aizvietotājterāpija b) hemostāzes modulācija c) viroterāpija d) onkoloģija e) pretiekaisuma terāpija 3.Enzīmi rūpniecībā: himozīns (rennīns), amilāze, lipāzes 4. Praktiskās enzimoloģijas perspektīvas: a) liposomas b) imobilizācija c) rekombinantu biotehnoloģija d) gēnu terapija

3. Enzīmi prenatālai iedzimto slimību diagnostikai

4. Prenatāla iedzimto slimību diagnostika visbiežāk tiek lietota glikogenožu, glikolipidožu, glikoproteidožu un mukopolisaharidožu diagnostikai

5. Indikatorie enzīmi asinīs • Aknu indikatorie enzīmi: • Aminotransferāzes – AsAT, AlAT • Holīnesterāze • Fruktozes -1,6- difosfāt aldolāze • Histidāze • Sorbītdehidrogenāze • Sirds indikatorie enzīmi: • Laktātdehidrogenāze • Aspartātaminotransferāze • Kreatīnkināze • Pankreasa indikatorie enzīmi: • Amilāze • Lipāze • Eritrocītu enzīmi: • Glikozes-6-fosfātdehidrogenāze • Prostatas indikatorie enzīmi • Skābā fosfatāze • Kaulaudu indikatorie enzīmi • Alkālā fosfatāze

6. Dažādi orgāni ievērojami atšķiras ar dažu enzīmu daudzumu tajos

8. Alkālai fosfatāzei ir daudzas izoformas

9. Visātrākais infarkta marķieris ir kreatīnkināzes MB izoforma (CK2)

10. Laktātdehidrogenāzes izoenzīmu spektrs dažādos orgānos

11. Indikatorie enzīmi urīnā • Pankreasa enzīmi • amilāze • Kaulaudu enzīmi • TRACP - tartrāta rezistentā skābās fosfatāzes izoforma • Urogenitalās sistēmas marķierenzīmi • γ-Glutamīltransferāze, γ-Glutamīlpeptīd : Aminoskābe • Laktātdehidrogenāze

12. Enzīmi bioanalītikā

13. 1. Imunoenzimātiskās reakcijas: a) peroksidāze b) alkālā fosfatāze c) glikozooksidāze d) beta- galaktozidāze e) glukozes-6-fosfāt-dehidrogenāze f) malātdehidrogenāze 2. Nukleīnskābju ķīmijā a) avidīna- biotīna konjugāti b) fluorescentie substrāti

14. Imunoglobulīnu analīzes metodes III Imunoanalīzes metodes uz cietās fāzes: imunoenzimātiskās metodes, radioimunometodes. 1. Imunometožu tipi: antivielu saistība (antibody capture assay) - piemērs: antivielu titra noteikšana ar enzīmsaistīto imunosorbenta analīzi (Enzyme-linked Immunosorbent Assays) antigēna saistība (antigen capture assay) divu antivielu saistība (two-antibody sandwich assys) 2. Populārākie ELISA varianti: a) tiešā ELISA b) netiešā c) konkurentā tiešā d) konkurentā netiešā e) divpusējā (sandwich) 3. Izpildīšanas tehnika

15. Imunoenzimātiskās reakcijas (netiešās ELISA) princips

16. Hemostāzi modulējošie enzīmi

17. Asins recēšanas faktori vairumā ir serīna proteināzes Fak- Nosaukums, Aktivātors Faktora funkcija Hemofīlija tors sinonīmi (ko faktors aktivē) I Fibrinogēns Trombīns Afibrinogenēmija II Protrombīns Ca2+,vit.K, Fibrinogēns Hipoprotrombinēmija faktori V,X III Audu faktors IV Ca2+ II,VII,IX,X V Proakcelerīns, X II,X Iedzimtā parahemofīlija Labīlais faktors, Akcelerātor globulīns VI Neeksistē, kļūdas dēļ aktivēto V faktoru nosauca par VI VII Prokonvertīns Ca2+ , vit.K K vitamīna trūkums Sēruma protrombīna konversijas akcelerātors, Kotromboplastīns VIII Antihemofīlais faktors A, IX, etc. X Klasiskā hemofīlija A Antihemofīlais globulīns IX Antihemofīlais faktors B, Ca2+ , vit.K VIII, X Hemofīlija B, Kristmas faktors , K vitamīna trūkums Plazmas tromboplastīna komponents X Stujarta-Power factor Ca2+,vit.K, II Iedzimtais K vitamīna trūkums VIII,IX XI Plazmas tromboplastīns XII IX Hemofīlija C XII Hagemana faktors kollagēns, XI Iedzimts trūkums kallikreīns XIII Fibrīnu stabilizējošais faktors II I Iedzimts trūkums Fibrinoligāze Fibrīna recekli vēlāk šķīdina plasminogēns (plazmīns),kuru aktivē audu plazminogēna aktivātors (Tissue plasminogen activator,(alteplase), urokināze, streptokināze etc.

18. Faktors XIII, fibrinoligāze ir transferāze EC 2.3.2.13 Accepted name: protein-glutamine γ-glutamyltransferase Reaction: protein glutamine + alkylamine = protein N5-alkylglutamine + NH3 Other name(s): transglutaminase; Factor XIIIa; fibrinoligase; fibrin stabilizing factor; glutaminylpeptide γ-glutamyltransferase; polyamine transglutaminase; tissue transglutaminase; R-glutaminyl-peptide:amine γ-glutamyl transferase Systematic name: protein-glutamine:amine γ-glutamyltransferase Comments: Requires Ca2+. The γ-carboxamide groups of peptide-bound glutamine residues act as acyl donors, and the 6-amino-groups of protein- and peptide-bound lysine residues act as acceptors, to give intra- and inter-molecular N6-(5-glutamyl)-lysine crosslinks. Formed by proteolytic cleavage from plasma Factor XIII References: 1. Folk, J.E. and Chung, S.I. Molecular and catalytic properties of transglutaminases. Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol. 38 (1973) 109-191. [Medline UI: 74169138]

21. Asins recēšanas vispārējā shēma Stjuarta-Povera faktors

22. Enzīmi citu slimību ārstēšanā

23. Preparāts Ražotājs Indikācija Reģistr.gads Glukocerebrozidāze Genzyme Gošē slimība 1994 DN-āze (pulmozīms) Roche Cistiskā fibroze 1994 Superoksīddismutāze Nippon Sirds slimības III F. 1994 Rasburikāze Sanofi Podagra 2002 alfa-galaktozidāze Genzyme Fabrī slimība 2001 beta- galaktozidāze Genzyme Fabrī slimība 2001 Glukozaminoglikān- Genzyme Mukopolisaharidoze 2003 iduronidāze Asparagināze Tripsīns Pepsīns Lipāzes Himotripsīns Ribonukleāze

24. Glikolipidožu terapijai arī mēģina lietot trūkstošos enzīmus

26. Enzīmi tautsaimniecībā

30. Lignīns Augstmolekulārs zarots polimērs no fenīlpropionskābes atliekām (C6-C3) 3 2 1

31. Lignin is a complex polymer of phenylpropanoid subunits. It is an essential component of woody tissue, to which it imparts structural rigidity. Lignin is remarkably resistant to degradation by most microbes; nevertheless, a few species of white-rot fungi are able to catalyse its oxidation to CO2. Its biodegradation is of great ecological significance because, next to cellulose, lignin is the most abundant renewable polymer on Earth. The first step in lignin degradation is depolymerization, catalysed by the lignin peroxidase isozymes (ligninases). These isozymes are secreted, along with hydrogen peroxide (H2O2) by the fungus Phanerochaete chrysosporium Burds. under conditions of nutrient (nitrogen) limitation. Ligninases are not only important in lignin biodegradation, but are also potentially valuable in chemical waste disposal because of their ability to degrade environmental pollutants. We have undertaken the cloning of the ligninase genes to understand further their regulation and enzymology. We report here the isolation and characterization of a ligninase complementary DNA clone with a full-length insert. The cDNA sequence shows that the sequence of the mature ligninase is preceded by a 28-residue leader, and the mature protein is predicted to have a relative molecular mass of 37,000 . Consistent with the classification of ligninase as a peroxidase certain residues thought to be essential for peroxidase activity can be identified and near these residues the ligninase shows homology with other known peroxidases. Our cDNA clone has also allowed us to show that expression of ligninase is regulated at the messenger RNA level.

38. Grūtības enzīmu pielietošanā un to pārvarēšana

39. Enzīmu biotehnoloģija 1. Mikrobialā biosintēze 2. Rekombinantu biotehnoloģija 3. Virzīta mutagenēze 4. Enzīmu imobilizācija