1.Водороддонорная функция. Цикл Кребса поставляет субстраты для дыхательной цепи (НАД-зависимые субстраты: изоцитрат, -кетоглутарат, малат; ФАД-зависимый субстрат – сукцинат).
2.Катаболическая функция. В ходе ЦТК окисляются до конечных продуктов обмена
ацетильные остатки, образовавшиеся из топливных молекул (глюкоза, жирные кислоты, глицерол, аминокислоты).
3.Анаболическая функция. Субстраты ЦТК являются основой для синтеза многих молекул (кетокислоты — α-кетоглутарат и ЩУК — могут превращаться в аминокислоты глу и асп; ЩУК может превращаться в глюкозу, сукцинил-КоА используется на синтез гема).

Для скрининг-диагностики — выборочные тесты.

Для диагностики заболеваний (аспарагиновая трансаминаза — для диагностики инфаркта миокарда, аланиновая трансаминаза — для диагностики заболеваний печени).

Для дифференциальной диагностики (кислая фосфатаза — рак предстательной железы, щелочные фосфатазы — костная ткань, метастазы рака).

Для лечения заболеваний:

а) заместительная терапия (при заболеваниях ЖКТ используют пепсин, панкреатин, фестал, панзинорм, мезим-форте — это гидролитические ферменты; при панкреатите могут использоваться ингибиторы ферментов);

б) для лечения заболеваний и устранения патологических процессов используют ферменты с целью:

В крови могут присутствовать следующие ферменты:

1)секреторные (плазмоспецифические) — печень;

2)экскреторные — желудочно-кишечный тракт;

3)клеточные — из клеток органов и тканей при некрозе, нарушении проницаемости клеточных мембран или усилении пролиферации клеток.

Активность ферментов в крови зависит от их активности в печени, мышцах, лейкоцитах, тромбоцитах.

На уровень ферментов в крови влияют:

1)их продолжительность жизни (скорость обновления); дольше всех «живут» ферменты костной ткани, мышц, ЦНС, меньше — ферменты эритроцитов, печени, жировой ткани, еще меньше — ферменты лейкоцитов и тромбоцитов;

2)градиент концентрации на границе органа, ткани и кровеносного сосуда;

3)размер молекул фермента: чем меньше размер, тем легче ферменты попадают в кровь;

4)внутриклеточная локализация: ферменты митохондрий и цитоплазмы.

Это ферменты, которые катализируют одинаковые реакции, но отличаются по физико- химическим свойствам. По происхождению можно выделить две группы таких ферментов:

а) изоферменты — это ферменты, в которых различия генетически детерминированы;

б) множественные формы, образующиеся в результате модификации молекул фермента после его синтеза.

Классификация изоферментов:
а) по органной локализации — ферменты гликолиза в мышцах и цитоплазме;
б) по внутриклеточной локализации — малатдегидрогеназа митохондриальная и цитоплазматическая;
в) изоферменты, образующиеся в результате мутаций структурных генов;
г) гибридные формы, образующиеся путем нековалентного связывания нескольких разных по структуре полипептидных цепей. Так, ЛДГ состоит из 4-х цепей 2-х видов — H и M. Из них возможно образование пяти изоферментов — Н4, Н3М, Н2М2, МН3 и М4. Н4 и Н3М преобладают в миокарде, а М4 — в печени.

При лечении заболеваний микробной этиологии — сульфаниламидные препараты структурно подобны парааминобензойной кислоте и тормозят образование фолиевой кислоты, необходимой для роста микроорганизмов. При отравлении антифризом (этиленгликолем) дают противоядие — этиловый спирт в больших дозах, играющий роль конкурентного ингибитора. Для лечения подагры используют вышеупомянутый аллопуринол (необратимый ингибитор). Для лечения алкоголизма используют эспераль — необратимый ингибитор оксидазы уксусного альдегида, что тормозит превращение альдегида в уксусную кислоту. Накапливающийся альдегид оказывает сильное токсическое действие. Для лечения панкреатита применяют контрикал — необратимый ингибитор протеолитических ферментов поджелудочной железы — для предотвращения «самопереваривания» железы.

1.Необратимое активирование путем гидролиза части полипептидной цепи фермента с формированием активного центра.

2.Необратимое ингибирование ферментов путем присоединения белка к активному ферменту.

3.Необратимое ингибирование путем связывания с ферментом в его активном центре аналогов субстратов, которые ковалентно связываются с функциональными группами энзима.

4.Обратимая ковалентная модификация путем присоединения или отщепления от фермента небольшой химической группы, что изменяет его активность. Например, гликогенсинтаза переходит в неактивное состояние после ковалентного присоединения фосфатной группы к боковой цепи одного из сериновых остатков и снова активируется при отщеплении фосфата. Присоединение и отщепление Рн происходит разными способами и катализируется двумя разными ферментами.

Катал — это количество фермента, которое обеспечивает превращение 1 моля субстрата за 1 секунду.

Стандартная единица (U) — это количество фермента, которое превращает 1 мкмоль субстрата за 1 минуту. 1 U = 16,67 нкатал (нанокатал).

В медицине активность ферментов выражают чаще всего в единицах активности на

1 л биологической жидкости.

Удельная активность — выражается в единицах активности, рассчитанной на 1 мг белка.

По сложности строения белковой молекулы выделяют простые (однокомпонентные) ферменты, состоящие только из белковой части, и сложные (двухкомпонентные) ферменты, имеющие кроме белковой части (апофермента) и небелковую часть (кофермент). В этом случае сложный фермент часто называют холофермент.

Кофермент часто называют кофактором или простетической группой. Отличие заключается в характере связывания с апоферментом. Кофермент связывается с ним нековалентными связями, а кофактор (простетическая группа) — ковалентными.

Коферменты выполняют следующие функции: а) являются посредниками между ферментом и субстратом; б) непосредственно участвуют в акте катализа, выполняя чаще всего роль промежуточного переносчика групп, участвующих в реакции; в) стабилизируют апофермент.

В начале ХХ в. предложили называть ферменты по названию субстрата с добавлением суффикса -аза (amylum — амилаза, lipos — липаза, protein — протеиназа). В 1961 г. Ме- ждународный Совет Биохимиков (IUB) предложил положить в основу названия и классификации ферментов тип химической реакции и ее механизм. Все ферменты разделили на 6 классов, каждый из которых состоит из 4–13 подклассов: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы (синтетазы).

1.Оксидоредуктазы — это ферменты, катализирующие окислительно-восстано- вительные реакции с участием двух субстратов А и В: А red. + Вox à Аox + Вred

2.Трансферазы — это ферменты, катализирующие реакции межмолекулярного переноса группы Х (отличной от атома водорода) с субстрата А на субстрат В: А-Х + В А + В-Х.

Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но само в ходе этой реакции не расходуется.

Энзим (en zyme — в дрожжах), фермент (fermentum — закваска) — термины для обозначения биологических катализаторов белковой природы.

Рибозим — это биологический катализатор рибонуклеиновой природы.

Субстратом (S) называют вещество, химические превращения которого в продукт (Р) катализирует фермент (Е).

Чтобы произошла химическая реакция, необходимы следующие условия:

1) молекулы должны сблизиться (столкнуться);

2) запас энергии молекул в момент столкновения должен быть не ниже энергетического барьера реакции.

Внеклеточный матрикс содержит большое число адгезивных неколлагеновых белков, структурной особенностью которых является наличие доменов, способных специфически связываться с другими макромолекулами и рецепторами на поверхности клетки. Непременным компонентом доменов, обеспечивающих взаимодействие с клетками, является последовательность аминокислот АРГ-ГЛИ-АСП (R-G-D).

Фибронектин — высокомолекулярный гликопротеин. Существуют множественные формы фибронектина. Одна из них — фибронектин плазмы и других биологических жидкостей. Он принимает участие в механизмах свертывания крови и заживления ран. Фибронектины тканей располагаются на поверхности клеток, образуя фибронектиновые филаменты. Фибронектин ускоряет клеточную миграцию, обеспечивая взаимодействие клеток с матриксом.

Фибриллин — структурный компонент микрофибрилл, обеспечивающих образование эластиновых волокон. Он найден в хрусталике, периосте, аорте. При мутации гена, кодирующего синтез фибриллина, развивается синдром Марфана: эктопия хрусталика, арахнодактилия («паучьи» пальцы), поражение суставов.

Главный компонент внеклеточного матрикса — белки. Выделяют 3 группы белков:

▪протеогликаны (ПГ);

▪фибриллярные структурные белки (семейства коллагена и эластина);

▪фибриллярные адгезивные белки (семейства фибронектина и ламинина).

Все эти белки содержат углеводы, поэтому относятся к сложным белкам и называются белково-углеводные комплексы (БУК).

БУК классифицируются по 2 критериям: количеству углеводов в комплексе и качественному углеводному составу: