Лактатдегидрогеназа

Лактатдегидрогеназа, ЛДГ, англ. LDH (L-лактат: NAD-оксидоредуктаза (LDH) 1.1.1.27) — фермент, принимающий участие в реакциях гликолиза^[1]. Лактатдегидрогеназа катализирует превращение лактата в пируват, при этом образуется NADH.

Реакция, катализируемая лактатдегидрогеназой

Лактатдегидрогеназа
Идентификаторы
Шифр КФ	1.1.1.27
Номер CAS	9001-60-9
Базы ферментов
IntEnz	IntEnz view
BRENDA	BRENDA entry
ExPASy	NiceZyme view
MetaCyc	metabolic pathway
KEGG	KEGG entry
PRIAM	profile
PDB structures	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Gene Ontology	AmiGO • EGO
Поиск
PMC	статьи
PubMed	статьи
NCBI	NCBI proteins
CAS	9001-60-9
Медиафайлы на Викискладе

Лактатдегидрогеназа A (субъединица M)
Лактатдегидрогеназа M4 (изофермент обнаруженный в скелетных мышцах). PDB 1I10.
Обозначения
Символы	LDHA; LDHM
CAS	9001-60-9
Entrez Gene	3939
HGNC	6535
OMIM	150000
RefSeq	NM_005566
UniProt	P00338
Другие данные
Шифр КФ	1.1.1.27
Локус	11-я хр. , 11p15.4
Информация в Викиданных ?

Лактатдегидрогеназа B (субъединица H)
Обозначения
Символы	LDHB; LDHL
CAS	9001-60-9
Entrez Gene	3945
HGNC	6541
OMIM	150100
RefSeq	NM_002300
UniProt	P07195
Другие данные
Шифр КФ	1.1.1.27
Локус	12-я хр. , 12p12.2-12.1
Информация в Викиданных ?

Лактатдегидрогеназа С субъединица
Обозначения
Символы	LDHC
CAS	9001-60-9
Entrez Gene	3948
HGNC	6544
OMIM	150150
RefSeq	NM_002301
UniProt	P07864
Другие данные
Шифр КФ	1.1.1.27
Локус	11-я хр. , 11p15.5-15.3
Информация в Викиданных ?

Коферментом лактатдегидрогеназы является никотинамидадениндинуклеотид (НАД, NAD). NAD — кофермент динуклеотидного типа, в котором два нуклеозид-5'-монофосфата соединены фосфоангидридной связью.

Лактатдегидрогеназа открыта в 1909 году, её биологическая роль описана в 1933 году.

Анализ на ЛДГ входит в биохимический анализ крови.

История открытия

Впервые лактатдегидрогеназа получена из отмытой мышцы О. Мейергофом в 1909 году.^{[источник не указан 711 дней]}

ЛДГ была идентифицирована Б. Андерсоном (Bength Andersson) в 1933 году (Andersson B. Über Co-Zymaseaktievirung einiger Dehydrogenase :  [нем.]. — Zeitschrift für Physiologische Chemie. — Band 217. — S. 186–190.)^[2][3], в своей статье он представил доказательства необходимости этого фермента для синтеза пирувата^[4].

Вывод Андерсона подтвердили спектрофотометическим методом У. фон Эйлер с коллегами в 1937 году^[4].

В 1940 году Б. Ф. Штрауб (нем. Ferenc Straub) выделил лактатдегидрогеназу из воловьего сердца и получил её в кристаллическом виде^[4].

Химические свойства

Лактатдегидрогеназа устойчива к химическим воздействиям, например к действию реактивов, окисляющих или блокирующих сульфгидрильные группы, например йодоацетат и йодобензоат. Активность лактатдегидрогеназы снижается при повышении концентрации пирувата выше 10⁻⁴ М. Значительное инактивирование, обратимое при добавлении цистеина, происходит при инкубировании с парахлормеркурибензоатом.

Биологическая роль

Нормы (референсные значения) содержания ЛДГ в крови человека:

• новорожденные — до 2000 Ед/л
• дети до 2 лет — 430 Ед/л
• дети от 2 до 12 — 295 Ед/л
• дети старше 12 лет и взрослые — 250 Ед/л

Реакция

Лактатдегидрогеназа катализирует взаимопревращение пирувата и лактата с сопутствующим взаимопревращением NADH и NAD⁺. Он превращает пируват, конечный продукт гликолиза, в лактат, когда кислород отсутствует или его не хватает, и он выполняет обратную реакцию во время цикла Кори в печени. При высоких концентрациях лактата фермент проявляет ингибирование с обратной связью, и скорость превращения пирувата в лактат снижается. Она также катализирует дегидрирование 2-гидроксибутирата, но это гораздо более бедный субстрат, чем лактат.

Активный центр

ЛДГ у людей использует His(193) в качестве акцептора протонов и работает в унисон с коферментом (Arg 99 и Asn 138) и остатками, связывающими субстрат (Arg106; Arg169;Thr 248)^[5][6]. Активный сайт(ошибка бота?) His (193) обнаружен не только в человеческой форме ЛДГ, но и у многих разных животных, что свидетельствует о конвергентной эволюции ЛДГ. Две разные субъединицы ЛДГ (ЛДГ-A, также известная как М-субъединица ЛДГ, и ЛДГ-B, также известная как Н-субъединица ЛДГ) сохраняют один и тот же активный сайт и одни и те же аминокислоты, участвующие в реакции. Заметным различием между двумя субъединицами, составляющими третичную структуру ЛДГ, является замена аланина (в М-цепи) на глютамин (в Н-цепи). Считается, что это крошечное, но заметное изменение является причиной того, что Н-субъединица может быстрее связывать NAD, а каталитическая активность М-субъединицы не снижается в присутствии ацетилпиридиндениндинуклеотида, тогда как активность Н-субъединицы снижается в пять раз^[7].

Изоферменты

Изоферменты лактатдегидрогеназы имеют разный состав субъединиц М (muscle) и Н (heart). Нумерация идет в зависимости от подвижности в геле при электрофорезе^[8]:

• ЛДГ 1 — (НННН) — обладающий наибольшей подвижностью, содержится преимущественно в миокарде;
• ЛДГ 2 — (НННМ) — преимущественно локализован в эритроцитах и почках.
• ЛДГ 3 — (ННММ) — преимущественно содержится в легких;
• ЛДГ 4 — (НМММ) — преимущественно локализован в скелетных мышцах и отчасти в гепатоцитах. Это причина того, что при болезни Боткина, в сыворотке крови больного одновременно повышается активность и содержание и ЛДГ-5, и ЛДГ-4;
• ЛДГ 5 — (ММММ) — обладающий наименьшей подвижностью, преимущественно локализован в гепатоцитах.

Изоферменты используются при диагностике инфарктов, ишемий, повреждения почек и т. д. Уровень лактатдегидрогеназы коррелирует со степенью тяжести заболевания, спровоцировавшего выброс фермента в кровь^[9]. == См. также ==

• Цикл Кребса