Креатинкиназа: құрамы, қасиеттері және клиникалық маңызы
Creatine kinase
Креатинкиназа (CK) ферменті – энергия қорын қамтамасыз етеді. Бұл фермент АТФ-ты қайта жаңартуға, энергия тасымалына көмектеседі, әсіресе қаңқа бұлшық еттерінде маңызды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ферменттер класы
Class of enzymes
Креатинкиназа (CK), сонымен қатар креатинфосфокиназа (CPK) немесе фосфокреатинкиназа деп те аталады, әртүрлі тіндер мен жасуша түрлерінде өрнектелетін фермент. CK креатиннің өзгеруін катализдейді және аденозин трифосфатын (АТФ) фосфокреатин (PCr) мен аденозин дифосфатын (АДФ) жасау үшін пайдаланады. Бұл CK ферменттік реакция қайтымды, сондықтан PCr және АДФ-тан АТФ-ты жасауға болады. АТФ-ты жылдам тұтынатын тіндер мен жасушаларда, әсіресе қаңқа бұлшық еттерінде, сондай-ақ мида, торлы қабықтың фоторецепторлық жасушаларында, ішкі құлақтың шашты жасушаларында, сперматозоидтарда және тегіс бұлшық еттерде PCr АТФ-ты жылдам буферлеу және қалпына келтіру үшін энергия қоры ретінде, сондай-ақ PCr шаттлы немесе тізбегі арқылы жасушаішілік энергия тасымалы үшін қызмет етеді. Осылайша креатинкиназа мұндай тіндерде маңызды фермент болып табылады. Клиникалық жағдайда креатинкиназа қан сынақтарында миокард инфарктісі (жүрек ұстамасы), рабдомиолиз (ауыр бұлшық ет зақымдануы), бұлшық ет дистрофиясы, аутоиммундық миозиттер және бүйректің жедел зақымдануы сияқты CK-ға бай тіндердің зақымдануын анықтау үшін маркер ретінде қолданылады.
Creatine kinase (CK), also known as creatine phosphokinase (CPK) or phosphocreatine kinase, is an enzyme expressed by various tissues and cell types. CK catalyses the conversion of creatine and uses adenosine triphosphate (ATP) to create phosphocreatine (PCr) and adenosine diphosphate (ADP). This CK enzyme reaction is reversible and thus ATP can be generated from PCr and ADP. In tissues and cells that consume ATP rapidly, especially skeletal muscle, but also brain, photoreceptor cells of the retina, hair cells of the inner ear, spermatozoa and smooth muscle, PCr serves as an energy reservoir for the rapid buffering and regeneration of ATP in situ, as well as for intracellular energy transport by the PCr shuttle or circuit. Thus creatine kinase is an important enzyme in such tissues. Clinically, creatine kinase is assayed in blood tests as a marker of damage of CK rich tissue such as in myocardial infarction (heart attack), rhabdomyolysis (severe muscle breakdown), muscular dystrophy, autoimmune myositides, and acute kidney injury.
Белоктың құрылымы
Рентгендік сәулелермен белок кристаллографиясы арқылы шешілген креатинкиназаның алғашқы құрылымы 1996 жылы саркомерлік бұлшықеттік митохондриялық CK (s mtCK) октамері болды, одан кейін 2000 жылы кең таралған митохондриялық CK (u mtCK) құрылымы анықталды. Екі mt CK изоформасы да төрт еселі симметриясы және орталық арнасы бар октамерлік құрылымдарды (бананға ұқсас 4 димерден тұрады) құрайды. Цитозольдік BB CK, сондай-ақ бұлшықеттік MM CK екеуі де банан тәрізді симметриялық димерлерді құрайды, әрбір бөлігінде бір каталитикалық белсенді орын болады.
The first structure of a creatine kinase solved by X ray protein crystallography was that of the octameric, sarcomeric muscle type mitochondrial CK (s mtCK) in 1996., followed by the structure of ubiquitous mitochondrial CK (u mtCK) in 2000. Both mt CK isoforms form octameric structures (built of 4 banana like dimers) with a four fold symmetry and a central channel. Cytosolic BB CK, as well as muscle type MM CK both form banana shaped symmetric dimers, with one catalytic active site in each subunit.
Функциялар
Митохондриялық креатинкиназа (CKm) митохондриялық мембранааралық кеңістікте орналасқан, онда митохондрияда түзілген АТФ және цитозольден импортталған креатиннен фосфокреатин (PCr) қайта жаңартылады. Митохондриялық CK изоферментінің екі түрі бар, яғни кең таралған mtCK (бұлшық емес тіндерде) және саркомерлік mtCK (саркомерлік бұлшықетте). Тінге байланысты цитозольде үш цитозолды CK изоформасы кездеседі. MM CK саркомерлік бұлшықетте, атап айтқанда қаңқа және жүрек бұлшықеттерінде, MB CK жүрек бұлшықетінде, ал BB CK тегіс бұлшықеттерде және көптеген бұлшық емес тіндерде экспрессияланады. Митохондриялық mtCK және цитозолды CK «PCr/Cr шаттлы» немесе контуры деп аталатын жүйеде байланысты. Митохондрияда mtCK арқылы түзілген PCr цитозолды CK-ға беріледі, ол АТФ-ге тәуелді процестерге, мысалы, актомиозин АТФазасы және бұлшықет жиырылуына қатысатын кальций АТФазасы сияқты АТФазаларға, сондай-ақ бүйректе натрийді сақтауға қатысатын натрий/калий АТФазасына қосылады. Жақын орналасқан цитозолды CK шаттл арқылы клеткаға жеткен PCr-ді қабылдайды және АДФ-ны АТФ-ны қайта жаңарту үшін пайдаланады, одан кейін АТФазалар энергия көзі ретінде пайдалана алады (CK АТФазалармен тығыз байланысты, функционалды жұптастырылған микрокомпартамент құрайды). PCr энергияны сақтаушы ғана емес, сонымен қатар энергияның жасушалық тасымалдану түрі болып табылады, энергия өндірілетін (АТФ) және пайдаланылатын (АТФазалар) субклеткалық орындар арасында. Бұдан әрі, креатинкиназаның АДФ-ны жою қабілеті қан кету бұзылыстарымен байланысты: плазмадағы CK деңгейі жоғары адамдардың қан кету қаупі жоғары болуы мүмкін.
Mitochondrial creatine kinase (CKm) is present in the mitochondrial intermembrane space, where it regenerates phosphocreatine (PCr) from mitochondrially generated ATP and creatine (Cr) imported from the cytosol. Apart from the two mitochondrial CK isoenzyme forms, that is, ubiquitous mtCK (present in non muscle tissues) and sarcomeric mtCK (present in sarcomeric muscle), there are three cytosolic CK isoforms present in the cytosol, depending on the tissue. Whereas MM CK is expressed in sarcomeric muscle, that is, skeletal and cardiac muscle, MB CK is expressed in cardiac muscle, and BB CK is expressed in smooth muscle and in most non muscle tissues. Mitochondrial mtCK and cytosolic CK are connected in a so called PCr/Cr shuttle or circuit. PCr generated by mtCK in mitochondria is shuttled to cytosolic CK that is coupled to ATP dependent processes, e. g. ATPases, such as acto myosin ATPase and calcium ATPase involved in muscle contraction, and sodium/potassium ATPase involved in sodium retention in the kidney. The bound cytosolic CK accepts the PCr shuttled through the cell and uses ADP to regenerate ATP, which can then be used as an energy source by the ATPases (CK is associated intimately with the ATPases, forming a functionally coupled microcompartment). PCr is not only an energy buffer, but also a cellular transport form of energy between subcellular sites of energy (ATP) production (mitochondria and glycolysis) and those of energy utilization (ATPases). Further, the ADP scavenging action of creatine kinase has been implicated in bleeding disorders: persons with highly elevated plasma CK could be prone to major bleeding.
Номенклатура
Бұл фермент медициналық әдебиеттерде көбінесе қате атаумен, "креатининкиназа" деп тізімделеді. Креатинин бұл ферменттің субстраты немесе түзілетін өнім емес.
This enzyme is often listed in medical literature under incorrect name "creatinine kinase". Creatinine is not a substrate or a product of the enzyme.