LDH: कार्य, दृढ़ संकल्प, प्रतिक्रिया, सामान्य मूल्य - जीवविज्ञान - 2025

लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज, लैक्टिक एसिड डिहाइड्रोजनेज, NAD पर निर्भर या डिहाइड्रोजनेज लैक्टेट बस LDH oxidoreductases के समूह से संबंधित एक एंजाइम सभी जानवरों के ऊतकों, पौधों और इस तरह के बैक्टीरिया, खमीर के रूप में कई सूक्ष्मजीवों में व्यावहारिक रूप से है, तथा आर्किया ।

इस प्रकार के एंजाइमों को एंजाइम नामकरण समिति के चुनाव आयोग 1.1.1.27 की संख्या द्वारा निरूपित किया जाता है और प्रतिक्रिया के प्रभारी होते हैं जो लैक्टेट को पाइरूवेट (ऑक्सीकरण द्वारा) और इसके विपरीत (कमी करके) परिवर्तित करते हैं, निकोटीनैमाइड एडेनिन डायन्यूक्लियोटाइड्स (ऑक्सीकरण) को कम या कम करते हैं। NAD + और NADH) इस प्रक्रिया में लैक्टिक किण्वन के रूप में जाना जाता है।

लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज बी की क्रिस्टल संरचना (स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से बीकंडॉय)

अल्कोहल किण्वन के विपरीत, जो केवल खमीर जैसे कुछ सूक्ष्मजीवों में होता है और इथेनॉल के उत्पादन के लिए ग्लाइकोलाइटिक पाइरूवेट का उपयोग करता है, लैक्टिक किण्वन कई जीवों और विभिन्न जीवित प्राणियों के शरीर के ऊतकों में होता है।

सेलुलर चयापचय के लिए इस महत्वपूर्ण एंजाइम को 1940 के दशक में चूहे के कंकाल की मांसपेशी से क्रिस्टलीकृत किया गया था और आज तक, सबसे अच्छी विशेषता कंकाल की मांसपेशी और स्तनधारी हृदय ऊतक हैं।

"उच्च" जानवरों में एंजाइम पाइरूवेट के उत्पादन के लिए लैक्टेट (एल-लैक्टेट) के एल आइसोमर का उपयोग करता है, लेकिन कुछ "निचले" जानवर और बैक्टीरिया ग्लाइकोलाइसिस से प्राप्त पाइरूवेट से डी-लैक्टेट का उत्पादन करते हैं।

लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज आमतौर पर मुख्य रूप से अवायवीय स्थितियों (कम रक्त की आपूर्ति के साथ) के तहत ऊतकों या कोशिकाओं में व्यक्त किया जाता है, जो मनुष्यों में, उदाहरण के लिए, कैंसर, यकृत या हृदय की स्थिति जैसे रोग स्थितियों को चिह्नित कर सकता है।

हालांकि, लैक्टेट के लिए पाइरूवेट का रूपांतरण व्यायाम के दौरान मांसपेशियों और आंख के कॉर्निया के लिए विशिष्ट है, जो खराब ऑक्सीजन युक्त है।

विशेषताएं

लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज कई चयापचय मार्गों में कई कार्य करता है। यह कैटोबोलिक और एनाबॉलिक कार्बोहाइड्रेट पथ के बीच नाजुक संतुलन का केंद्र है।

एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस के दौरान, पायरुवेट (प्रति सेवक का अंतिम उत्पाद) पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम कॉम्प्लेक्स के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जिसके द्वारा इसे डीटार्क्सिलेटेड किया जाता है, डाउनटाइल, सीओए अणुओं को जारी किया जाता है जो डाउनस्ट्रीम, मेटाबॉलिक रूप से, बोलचाल में उपयोग किए जाते हैं। क्रेब्स चक्र।

Anaerobic glycolysis में, पर इसके विपरीत, ग्लाइकोलाइसिस के अंतिम चरण पाइरूवेट पैदा करता है, लेकिन इस लैक्टेट और NAD उत्पादन लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा किया जाता है ⁺, जो पुनर्स्थापित करता NAD ⁺ कि प्रतिक्रिया glyceraldehyde द्वारा उत्प्रेरित दौरान इस्तेमाल किया गया था 3 फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज।

एनारोबायोसिस के दौरान एटीपी के रूप में ऊर्जा उत्पादन का मुख्य स्रोत ग्लाइकोलिसिस है, लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज, ग्लाइकोलाइटिक मार्ग के पिछले चरणों में उत्पादित एनएडीएच के पुनर्संयोजन में एक मौलिक भूमिका निभाता है, जो अन्य संबंधित एंजाइमों के कामकाज के लिए आवश्यक है।

लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज भी ग्लाइकोजेनेसिस में शामिल होता है जो ऊतकों में होता है जो लैक्टेट को ग्लाइकोजन में परिवर्तित करता है और, कुछ एरोबिक ऊतकों जैसे हृदय में, लैक्टेट एक ईंधन है जो एटीपी और के रूप में ऊर्जा का उत्पादन करने और शक्ति को कम करने के लिए reoxidized है। एनएडी ⁺, क्रमशः।

विशेषताओं और संरचना

प्रकृति में लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज के कई आणविक रूप हैं। केवल जानवरों में यह निर्धारित किया गया है कि पांच लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज गतिविधियां हैं, सभी टेट्रामेरिक और अनिवार्य रूप से दो प्रकार के पॉलीपेप्टाइड जंजीरों से बना है जिन्हें एच और एम सबयूनिट्स के रूप में जाना जाता है (जो कि होमो- या हेटेरेट्रैमेरिक हो सकते हैं)।

एच फॉर्म आमतौर पर कार्डियक ऊतक में पाया जाता है, जबकि कंकाल की मांसपेशी में एम फॉर्म का पता लगाया गया है। दोनों श्रृंखला बहुतायत, अमीनो एसिड संरचना, गतिज गुण और संरचनात्मक गुणों के संदर्भ में एक दूसरे से भिन्न होती हैं।

एच और एम फॉर्म विभिन्न जीनों के ट्रांसलेशनल उत्पाद हैं, संभवतः विभिन्न क्रोमोसोम पर स्थित हैं, और जो विभिन्न जीनों के नियंत्रण या विनियमन के तहत भी हैं। H फॉर्म एरोबिक मेटाबॉलिज्म वाले ऊतकों में प्रमुख होता है और M फॉर्म एनारोबिक ऊतकों में।

एक अन्य प्रकार का नामकरण स्तनधारियों और पक्षियों दोनों में विभिन्न प्रकार के एंजाइमों के लिए ए, बी और सी अक्षरों का उपयोग करता है। इस प्रकार, मांसपेशियों के लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज को ए ₄, कार्डियक को बी _{4 के} रूप में जाना जाता है और तीसरे को सी ₄ कहा जाता है, जो वृषण के लिए विशिष्ट है।

इन आइसोनिजेस की अभिव्यक्ति विकास-निर्भर और ऊतक-निर्भर दोनों को विनियमित की जाती है।

एंजाइम को अलग-अलग पशु स्रोतों से अलग किया गया है और यह निर्धारित किया गया है कि इसकी टेट्रामिक संरचना में औसत आणविक भार लगभग 140 kDa है और NADH या NAD ^{+ के} लिए बाध्यकारी साइट में छह श्रृंखलाओं से बना एक fold-folded शीट होती है। और 4 अल्फा हेलीकाप्टर।

दृढ़ निश्चय

स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री द्वारा

पशु उत्पत्ति की लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज गतिविधि को वर्णक्रमीय रूप से निर्धारित किया जाता है रंग परिवर्तन माप द्वारा इन विट्रो में रेडॉक्स प्रक्रिया के लिए धन्यवाद जो पाइरूवेट के दौरान होता है रूपांतरण प्रतिक्रिया लैक्टेट करता है।

स्पेक्ट्रोफोटोमीटर के साथ 340nm पर माप किए जाते हैं और NADH के ऑक्सीकरण या "गायब होने" के कारण ऑप्टिकल घनत्व में कमी की दर, जिसे NAD ⁺ में परिवर्तित किया ^{जाता है, निर्धारित किया जाता है} ।

अर्थात्, निर्धारित प्रतिक्रिया इस प्रकार है:

पाइरूवेट + एनएडीएच + एच ⁺ → लैक्टेट + एनएडी ⁺

एंजाइम की माप पीएच की इष्टतम स्थितियों और एंजाइम के लिए सब्सट्रेट्स की एकाग्रता में की जानी चाहिए, ताकि सब्सट्रेट की कमी के कारण या अम्लता या बेसिकता की चरम स्थितियों के कारण नमूनों में मौजूद राशि को कम करके आंकने का जोखिम न हो।

Immunohistochemistry द्वारा

लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज की उपस्थिति का निर्धारण करने के लिए एक और तरीका, शायद थोड़ा अधिक आधुनिक है, प्रतिरक्षाविज्ञानी साधनों के उपयोग के साथ करना है, अर्थात एंटीबॉडी के उपयोग के साथ।

ये विधियाँ एक प्रतिजन के बंधन के बीच आत्मीयता का लाभ उठाती हैं, विशेष रूप से इसके खिलाफ उत्पन्न एक एंटीबॉडी के साथ और एक विशेष ऊतक में एलडीएच जैसे एंजाइमों की उपस्थिति या अनुपस्थिति के तेजी से निर्धारण के लिए बहुत उपयोगी हैं।

उद्देश्य के आधार पर, उपयोग किए जाने वाले एंटीबॉडी को आइसोनाइजेस में से किसी का पता लगाने या लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज गतिविधि के साथ किसी भी प्रोटीन के लिए विशिष्ट होना चाहिए।

लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज का निर्धारण क्यों करें?

इस एंजाइम का निर्धारण विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता है, लेकिन मुख्य रूप से कुछ स्थितियों के नैदानिक ​​निदान के लिए, जिसमें मायोकार्डियल रोधगलन और कैंसर शामिल हैं।

सेलुलर स्तर पर, लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज की रिहाई को नेक्रोटिक या एपोप्टोटिक प्रक्रियाओं की घटना को निर्धारित करने के लिए मापदंडों में से एक माना जाता है, क्योंकि प्लाज्मा झिल्ली पारगम्य हो जाता है।

प्रतिक्रिया के उत्पाद जो इसे उत्प्रेरित करते हैं, उन्हें ऊतक में भी निर्धारित किया जा सकता है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि किसी विशेष कारण से अवायवीय चयापचय प्रबल होता है या नहीं।

प्रतिक्रिया

जैसा कि शुरू में उल्लेख किया गया है, एंजाइम लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज, जिसका व्यवस्थित नाम (एस) है-लैक्टेट: एनएडी ⁺ डीहाइड्रोजनेज, एनएडी ^/ आश्रित तरीके से पाइरूवेट में लैक्टेट के रूपांतरण को उत्प्रेरित करता है, या इसके विपरीत, जो एक के हस्तांतरण के लिए धन्यवाद होता है हाइड्राइड आयन (H ^-) पाइरूवेट से लैक्टेट या NADH से ऑक्सीडाइज्ड पाइरूवेट तक।

लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज प्रतिक्रिया योजना और तंत्र (स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से जैज़्लव)

NAD ⁺ में एक ADP इकाई और एक अन्य न्यूक्लियोटाइड समूह है जो निकोटिनिक एसिड से प्राप्त होता है, जिसे नियासिन या विटामिन बी ₃ भी कहा जाता है , और यह कोएंजाइम महान जैविक महत्व की कई प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है।

यह उजागर करना महत्वपूर्ण है कि उक्त प्रतिक्रिया में संतुलन लैक्टेट पक्ष की ओर स्थानांतरित कर दिया गया है और यह दिखाया गया है कि एंजाइम अन्य (एस) -2-हाइड्रॉक्सीमोनोकार्बोइक्लिक एसिड को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है और उपयोग कर रहा है, हालांकि कम कुशलतापूर्वक, एनएडीपी ⁺ एक सब्सट्रेट के रूप में।

विचाराधीन शरीर के क्षेत्र पर निर्भर करता है और, एक ही समय में, ऑक्सीजन की उपस्थिति या अनुपस्थिति के संबंध में अपनी चयापचय विशेषताओं पर, ऊतक अलग-अलग मात्रा में लैक्टेट का उत्पादन करते हैं, एलडीएच द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया का उत्पाद।

यदि आप मानते हैं, उदाहरण के लिए, एक लाल रक्त कोशिका (एरिथ्रोसाइट) जिसमें माइटोकॉन्ड्रिया की कमी होती है जो ग्लाइकोलाइसिस के दौरान सीओ ₂ और पानी में उत्पादित पाइरूवेट को चयापचय कर सकता है, तो यह कहा जा सकता है कि ये मानव शरीर में मुख्य लैक्टेट-उत्पादक कोशिकाएं हैं। कि सभी पाइरूवेट को लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा लैक्टेट में बदल दिया जाता है।

दूसरी ओर, यदि यकृत कोशिकाओं और कंकाल की मांसपेशी कोशिकाओं पर विचार किया जाता है, तो वे लैक्टेट की न्यूनतम मात्रा के उत्पादन के लिए जिम्मेदार होते हैं, क्योंकि यह तेजी से चयापचय होता है।

सामान्य मूल्य

रक्त सीरम में लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज सांद्रता यकृत, हृदय, कंकाल की मांसपेशी, एरिथ्रोसाइट्स और ट्यूमर सहित कई आइसोनाइजेस की अभिव्यक्ति का उत्पाद है।

रक्त सीरम में, लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज गतिविधि की सामान्य श्रेणियां 260 और 850 यू / एमएल (मिलीलीटर प्रति यूनिट) के बीच होती हैं, औसत मूल्य 470 U 130 यू / एमएल के साथ। इस बीच, रक्त हेमोलिस्लेट्स में एलडीएच गतिविधि होती है जो 16,000 और 67,000 यू / एमएल के बीच भिन्न होती है, जो कि औसतन 34,000,000 12,000 यू / एमएल के बराबर होती है।

उच्च एलडीएच होने का क्या मतलब है?

रक्त सीरम में लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज एकाग्रता की मात्रा कुछ हृदय रोगों, यकृत, रक्त और यहां तक ​​कि कैंसर के निदान में एक महत्वपूर्ण मूल्य है।

एलडीएच गतिविधि के उच्च स्तर म्योकार्डिअल इन्फ्रक्शन (प्रयोगात्मक और नैदानिक ​​दोनों) के साथ-साथ कैंसर के रोगियों में पाए जाते हैं, विशेष रूप से एंडोमेट्रियल, डिम्बग्रंथि, स्तन और गर्भाशय के कैंसर वाली महिलाओं में।

"अतिरिक्त" या उच्च सांद्रता में पाए जाने वाले विशेष आइसोज़ाइम के आधार पर, ऊतक की क्षति (गंभीर या पुरानी) के निर्धारण के लिए कई उपचार चिकित्सकों द्वारा लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज आइसोनाइजेस की मात्रा का उपयोग किया जाता है।

संदर्भ

1. बर्गमेयर, एच।, बर्न्ट, ई।, और हेस, बी (1961)। लैक्टिक डिहाइड्रोजनेज। एंजाइमेटिक विश्लेषण के तरीके। वर्लाग चेमी, जीएमबीएच।
2. चुंग, एफ।, त्सुजुबो, एच।, भट्टाचार्य, यू।, दुख, एफ।, और ली, एस। (1985)। मानव लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज-ए जीन का जीनोमिक संगठन। बायोकेमिकल जर्नल, 231, 537-541।
3. डी बेकर, डी। (2003)। लैक्टिक एसिडोसिस। गहन देखभाल एमईडी, 29, 699-702।
4. एवरस, जे।, और कपलान, एन। (1973)। लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज: संरचना और कार्य। आणविक जीव विज्ञान और संबंधित क्षेत्रों में अग्रिमों में (पीपी। 61–133)।
5. फॉक्स, एसआई (2006)। मानव फिजियोलॉजी (9 वां संस्करण)। न्यूयॉर्क, यूएसए: मैकग्रा-हिल प्रेस।
6. Huijgen, H., Sanders, GTB, Koster, RW, Vreeken, J., & Bossuyt, PMM (1997)। सीरम में लैक्टेट डीहाइड्रोजनेज का नैदानिक ​​मूल्य: एक मात्रात्मक समीक्षा। यूर जे क्लिन केम क्लीन बायोकेम, 35 (8), 569-579।
7. इंटरनेशनल यूनियन ऑफ बायोकैमिस्ट्री एंड मॉलिक्यूलर बायोलॉजी (NC-IUBMB) की नामकरण समिति। (2019)। Www.qmul.ac.uk/sbcs/iubmb/enzyme/index.html से लिया गया
8. रॉर्न, जेडी (1998)। जैव रसायन। बर्लिंगटन, मैसाचुसेट्स: नील पैटरसन पब्लिशर्स।
9. उसटेगुई-गोमेज़, एम।, विक्स, आरडब्ल्यू, और वॉरशॉ, एम। (1979)। मानव सीरम में लैक्टेट डीहाइड्रोजनेज (LDH1) के दिल Isoenzyme का इम्यूनोकेमिकल निर्धारण। क्लीन केम, 25 (5), 729-734।
10. Wrbleblewski, F., & Ladue, JS (1955)। रक्त में लैक्टिक Degydrogenase गतिविधि। प्रायोगिक जीवविज्ञान और चिकित्सा, 90, 210-215।