Функция и суть катализируемой реакции
Главная задача креатинкиназы в организме — обеспечение обратимого фосфорилирования креатина. В результате этого процесса образуется креатинфосфат — важнейшее макроэргическое соединение, служащее энергетическим резервом клетки.
Химизм реакции заключается в переносе фосфатной группы ($PO_3H_2$) от молекулы АТФ непосредственно на аминогруппу молекулы креатина.
Компоненты реакции:
- Субстраты: креатин и АТФ.
- Продукты: креатинфосфат и АДФ.
- Фермент: креатинкиназа.
Строение и изоформы фермента
По своей химической структуре молекула креатинкиназы представляет собой димер, то есть белок, состоящий ровно из двух субъединиц. Природа предусмотрела два базовых типа таких субъединиц, которые получили свои названия от английских терминов, отражающих их основную локализацию:
- M (Muscle) — мышечная субъединица.
- B (Brain) — мозговая субъединица.
Различные парные комбинации этих субъединиц образуют три изофермента (изоформы) креатинкиназы. Они отличаются друг от друга электрофоретической подвижностью — скоростью направленного движения от старта (катода, «минуса») к аноду («плюсу») в электрическом поле:
- КК1 (BB) — обладает максимальной электрофоретической подвижностью и при анализе располагается ближе всего к аноду (+).
- КК2 (MB) — гетеротримерная форма, характеризующаяся промежуточной подвижностью.
- КК3 (MM) — имеет минимальную подвижность и остается ближе всего к старту, то есть к катоду (-).
Локализация в тканях
Каждая изоформа имеет свою строгую тканевую привязку, что определяет их роль в клеточном метаболизме конкретных органов:
- Изоформа ВВ (Brain-Brain) локализована исключительно в тканях головного мозга.
- Изоформа ММ (Muscle-Muscle) преимущественно находится в скелетной мускулатуре.
- Изоформа МВ (Muscle-Brain) специфична для сердечной мышцы (миокарда).
Клинико-диагностическое значение
Определение уровня различных изоформ креатинкиназы в плазме крови является ценным диагностическим критерием при ряде острых состояний:
- Инфаркт миокарда. При гибели кардиомиоцитов происходит разрушение клеток, и в плазму крови активно выходит изоформа МВ. Её повышение считается одним из важнейших диагностических маркеров инфаркта.
- Повреждения скелетных мышц. При физических травмах, краш-синдроме или иных повреждениях мускулатуры в крови закономерно повышается количество мышечной изоформы ММ.
- Патологии центральной нервной системы. В отличие от миокарда и мышц, при инсультах и других поражениях ЦНС мозговая изоформа ВВ практически не определяется в крови. Причина кроется в том, что фермент физически не способен проникнуть через гематоэнцефалический барьер. Следовательно, определение креатинкиназы в крови не имеет клинико-диагностического значения для оценки патологий головного мозга.
Чтобы легко запомнить локализацию изоформ, ориентируйтесь на английские буквы: M (Muscle) — мышцы, B (Brain) — мозг. Изоформа MM работает в скелетных мышцах, BB — в мозге, а их гибрид MB взял понемногу от обоих и работает в «моторе» организма — миокарде.
Вопросы с занятий и экзамена
В чём заключается суть реакции, катализируемой креатинкиназой?
Фермент катализирует обратимое фосфорилирование креатина с использованием АТФ. Фосфатная группа переносится на аминогруппу креатина, в результате чего образуется макроэрг креатинфосфат и молекула АДФ.
Почему уровень креатинкиназы не повышается при инсульте?
В головном мозге содержится изоформа ВВ. При повреждении мозговой ткани этот фермент не может преодолеть гематоэнцефалический барьер и выйти в системный кровоток, поэтому в плазме крови он не определяется.
Какая изоформа креатинкиназы обладает наибольшей электрофоретической подвижностью?
Максимальной подвижностью обладает мозговая изоформа КК1 (BB). При проведении электрофореза она быстрее остальных движется от катода к аноду.
Что ещё разобрать по теме
- Химизм реакции: механизм переноса фосфатной группы от АТФ
- Принципы разделения изоформ фермента методом электрофореза
- Специфичность МВ-фракции как маркера инфаркта миокарда
- Гематоэнцефалический барьер: причины непроницаемости для ВВ-фракции
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Креатинкиназа» и ещё 3 574 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Энзимология»
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.