Лактатдегідрогеназа

Лактатдегідрогеназа (ЛДГ або L-лактат:NAD-оксидоредуктаза (LDH) 1.1.1.27)  — фермент, який бере участь в реакціях гліколізу. Молекулярна маса становить 144 кДа. Лактатдегідрогеназа каталізує перетворення пірувату у лактат, при цьому утворюється НАД. Представлений п'ятьма ізоформами.

Лактатдегідрогеназа A (M субодиниця)
Людська лактатдегідрогеназа М4 (ізоформа виділена із склетених м'язів)
Ідентифікатори
Символ	LDHA
Інші символи	LDHM, ЛДГА
Entrez	3939
OMIM	150000
RefSeq	NM_005566
UniProt	P00338
Інша інформація
Шифр КФ	1.1.1.27
Локус	Хр. 11 p15.4

Лактатдегідрогеназа B (H субодиниця)
Ідентифікатори
Символ	LDHB
Інші символи	ЛДГ D
Entrez	3945
HUGO	6541
OMIM	150100
RefSeq	NM_002300
UniProt	P07195
Інша інформація
Шифр КФ	1.1.1.27
Локус	Хр. 12 p12.2-12.1

Лактатдегідрогеназа C
Ідентифікатори
Символ	LDHC
Інші символи	ЛДГ C
Entrez	3948
HUGO	6544
OMIM	150150
RefSeq	NM_002301
UniProt	P07864
Інша інформація
Шифр КФ	1.1.1.27
Локус	Хр. 11 p15.5-15.3

Вперше лактатдегідрогеназа була виділена із м'язів Меєргофом в 1909 році, а в 1940 році Штрауб отримав її в кристалічному вигляді.

Лактатдегідрогеназа стійка до впливу певних хімічних факторів, наприклад до дії реактивів, що окиснюють або блокують сульфгідрильні групи, наприклад, до йодоацетату і йодобензоату. Активність лактатдегідрогенази знижується при підвищенні концентрації пірувату вище 10-4 М. Значне інгібування, оборотне при додаванні цистеїну, відбувається при інкубуванні із парахлормеркурійбензоатом.

Структура

Активною формою лактатдегідрогенази (молекулярна маса 144 кДа) є тетрамер з 4 субодиниць. Кожна субодиниця утворена пептидним ланцюгом із 334 амінокислот (36 кДа). У тетрамері субодиниці займають еквівалентні положення; кожен мономер містить активний центр.

В організмі ссавців є два різні типи субодиниць ЛДГ (H і M), вони дещо відрізняються за амінокислотною послідовністю і каталітичними властивостями, і можуть утворювати тетрамери у будь-якому співвідношенні. У міокарді містяться переважно тетрамери, що складаються із 4-ох Н-субодиниць (від англ. Heart), у печінці та скелетних м'язах переважає М₄ ЛДГ.

Піридиннуклеотидні коферменти

Всі дегідрогенази потребують коферменту для перенесення відновлювальних еквівалентів. Найпоширенішими є коферменти динуклеотидного типу, в якому два нуклеозид-5'-монофосфати з'єднані фосфоангідридним зв'язком. ЛДГ і багато інших дегідрогеназ як кофермент використовують нікотинамідаденіндинуклеотид, скорочено НАД ⁺ (англ. NAD⁺).

В окисно-відновних реакціях за участі НАД окиснюється або відновлюється тільки нікотинамідне кільце. Під час окиснення лактату дегідрогеназа відщеплює від нього два атоми водню, тобто тобто два електрони і два протони. Однак на НАД⁺ переноситься тільки гідрид-іон (H^-, два електрони і один протон). Акцептором гідрид-іону є атом карбону в пара-положенні до атома нітрогену нікотинамідного кільця НАД⁺. У цьому місці утворюється аліфатична СН₂-група, перебудовуються подвійні зв'язки кільця і зникає позитивний заряд. Другий протон вивільняється в середовище і (через це відновлену форму коферменту правильніше записувати НАДН + H⁺). При окисненні або відновленні нікотинамідного кільця змінюються також спектральні характеристики коферменту. Тому за реакцією можна легко стежити спектрофотометричним методом.

Реакція перетворення лактату у піруват, що каталізується лактатдегідрогеназою

Ізоформи ЛДГ

Ізоформи ЛДГ:

H — heart; M — muscle

• ЛДГ1 (H4M0)
• ЛДГ2 (H3M1)
• ЛДГ3 (H2M2)
• ЛДГ4 (H1M3)
• ЛДГ5 (H0M4)

Література

• Клєвакіна О. Ю., Анікін І. О. (2020). ВАРІАБЕЛЬНІСТЬ ЛАКТАТДЕГІДРОГЕНАЗИ СИРОВАТКИ У ДОНОШЕНИХ НОВОНАРОДЖЕНИХ ІЗ ПОМІРНОЮ ТА ВАЖКОЮ ГІПОКСИЧНО-ІШЕМІЧНОЮ ЕНЦЕФАЛОПАТІЄЮ. PAIN, ANAESTHESIA & INTENSIVE CARE, (1(90), 28–32. https://doi.org/10.25284/2519-2078.1(90).2020.193906
• Millar DB, Frattali V, Willick GE (June 1969). The quaternary structure of lactate dehydrogenase. I. The subunit molecular weight and the reversible association at acid pH. Biochemistry. 8 (6): 2416—21. doi:10.1021/bi00834a025. PMID 5816379.
• Dym O, Pratt EA, Ho C, Eisenberg D (August 2000). The crystal structure of D-lactate dehydrogenase, a peripheral membrane respiratory enzyme. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97 (17): 9413—8. Bibcode:2000PNAS...97.9413D. doi:10.1073/pnas.97.17.9413. PMC 16878. PMID 10944213.
• Holmes RS, Goldberg E (October 2009). Computational analyses of mammalian lactate dehydrogenases: human, mouse, opossum and platypus LDHs. Computational Biology and Chemistry. 33 (5): 379—85. doi:10.1016/j.compbiolchem.2009.07.006. PMC 2777655. PMID 19679512.