Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Креатинкиназа
3b6r.png
Кристаллическая структура креатинкиназы человеческого мозга с АДФ и креатином. PDB 3b6r . [1]
Идентификаторы
Номер ЕС2.7.3.2
Количество CAS9001-15-4
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
БРЕНДАBRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
Структуры PDB RCSB PDB PDBe PDBsum
Генная онтологияAmigo / QuickGO
Поиск
ЧВКстатьи
PubMedстатьи
NCBIбелки

Креатинкиназа ( CK ), также известная как креатинфосфокиназа ( CPK ) или фосфокреатинкиназа , представляет собой фермент ( EC 2.7.3.2 ), экспрессируемый различными тканями и типами клеток. CK катализирует превращение креатина и использует аденозинтрифосфат (АТФ) , чтобы создать фосфокреатин (ПЦР) и аденозин дифосфат (АДФ). Эта ферментативная реакция CK обратима, и поэтому АТФ может генерироваться из PCr и ADP.

В тканях и клетках , которые потребляют АТФ быстро, особенно скелетные мышцы , но и головной мозг, клетка фоторецепторов в сетчатке , волосковые клетки в внутреннем ухе , сперматозоидах и гладкие мышцы , ПЦР служит резервуаром энергии для быстрой буферизации и регенерации АТФ в situ , а также для внутриклеточного транспорта энергии посредством PCr-шаттла или контура. [2] Таким образом , креатин киназы вл етс важным ферментом в таких тканях. [3]

Клинически креатинкиназа определяется в анализах крови как маркер повреждения ткани, богатой ЦК, например, при инфаркте миокарда (сердечный приступ), рабдомиолизе (тяжелом разрыве мышц), мышечной дистрофии , аутоиммунных миозитах и остром поражении почек . [4]

Типы [ править ]

В клетках «цитозольные» ферменты CK состоят из двух субъединиц, которые могут быть либо B (тип мозга), либо M (тип мышц). Следовательно, существует три различных изофермента : СК-ММ, СК-ВВ и СК-МВ. Гены этих субъединиц расположены на разных хромосомах : B на 14q32 и M на 19q13. В дополнение к этим трем цитозольным изоформам СК существует два митохондриальных изофермента креатинкиназы, повсеместная и саркомерная форма. Функциональная единица последних двух изоформ ЦК митохондрий представляет собой октамер, состоящий из четырех димеров каждый. [5]

В то время как митохондриальная креатинкиназа непосредственно участвует в образовании фосфо-креатина из митохондриального АТФ, цитозольные ЦК регенерируют АТФ из АДФ с помощью PCr. Это происходит во внутриклеточных сайтах, где АТФ используется в клетке, при этом ЦК действует как регенератор АТФ in situ .

генбелок
CKBкреатинкиназа, мозг, BB-CK
CKBEкреатинкиназа, эктопическая экспрессия
CKMкреатинкиназа, мышца, MM-CK
CKMT1A , CKMT1Bкреатинкиназа митохондриальная 1; повсеместный mtCK; или u mtCK
CKMT2креатинкиназа митохондриальная 2; саркомерный mtCK; или s mtCK

Структура изоферментов различается в тканях. Скелетные мышцы экспрессируют CK-MM (98%) и низкие уровни CK-MB (1%). Миокард (сердечная мышца), напротив, выражает CK-ММ на 70% и CK-MB на 25-30%. CK-BB преимущественно экспрессируется в головном мозге и гладких мышцах, включая ткани сосудов и матки.

Атомная структура [ править ]

Первой атомной структурой собственно креатинкиназы, решенной с помощью рентгеновской кристаллографии белков, была структура октамерных митохондриальных ЦК саркомерного мышечного типа (s-mtCK) в 1996 г. [6], за которой последовала структура повсеместно встречающихся митохондриальных ЦК. (u-mtCK) в 2000 году. [7] Обе изоформы mt-CK образуют октамерные структуры (построенные из 4-х банановидных димеров) с четырехкратной симметрией и центральным каналом. [8] [9] [7] Атомная структура димерного цитозольного мозга BB-CK в форме банана была решена в 1999 году с разрешением 1,4  Å . [10] Цитозольные BB-CK, а также MM-CK мышечного типа образуют симметричные димеры банановой формы с одним каталитически активным центром в каждой субъединице. [11]

Функции [ править ]

Митохондриальная креатинкиназа (СК м ) присутствует в митохондриальном межмембранном пространстве, где он регенерирует фосфокреатин (ПЦР) из митохондрии генерируемой АТФ и креатина (Cr) импортированная из цитозола. Помимо двух форм митохондриальных изоферментов CK, то есть повсеместного mtCK (присутствующего в немышечных тканях) и саркомерного mtCK (присутствующего в саркомерной мышце), в цитозоле присутствуют три цитозольные изоформы CK, в зависимости от ткани. В то время как MM-CK экспрессируется в саркомерных мышцах, то есть в скелетных и сердечных мышцах, MB-CK экспрессируется в сердечной мышце, а BB-CK экспрессируется в гладких мышцах и в большинстве немышечных тканей. Митохондриальные mtCK и цитозольные CK связаны в так называемый PCr / Cr-челнок или цепь. PCr, генерируемый mtCK в митохондриях, перемещается в цитозольные CK, которые связаны с АТФ-зависимыми процессами, например с АТФазами, такими как актомиозиновая АТФаза и кальциевая АТФаза, участвующими в сокращении мышц, и АТФазой натрия / калия, участвующей в удержании натрия в почках.Связанный цитозольный CK принимает PCr, перемещающийся через клетку, и использует ADP для регенерации ATP, который затем может использоваться в качестве источника энергии для ATPases (CK тесно связан с ATPases, образуя функционально связанный микрокомпартмент). PCr является не только энергетическим буфером, но и формой клеточного транспорта энергии между субклеточными участками производства энергии (АТФ) (митохондрии и гликолиз) и участками утилизации энергии (АТФазы).[2] Таким образом, CK усиливает сократимость скелета, сердца и гладких мышц, а также участвует в создании кровяного давления . [12] Кроме того, действие креатинкиназы по улавливанию АДФ связано с кровотечением ; люди с сильно повышенным уровнем CK в плазме могут быть склонны к сильному кровотечению. [13]

Лабораторные исследования [ править ]

Креатинкиназа сыворотки
Контрольный диапазон60 и 400 МЕ / л
ЦельОбнаружение повреждения мышц . [14]
ИспытаниеКоличество креатинкиназы в крови. [14]

КК часто обычно определяют в медицинской лаборатории . Раньше его определяли специально у пациентов с болью в груди, но этот тест был заменен тропонином . Нормальные значения в состоянии покоя, как правило , от 60 до 400 МЕ / л , [15] , где одна единица активности фермента , более конкретно, количество фермента , которое катализирует 1 мкмоль субстрата в минуту при определенных условиях (температура, рН, концентрации субстрата и активаторы. [16] ) Этот тест не специфичен для типа повышенного уровня КК.

Креатинкиназа в крови может быть высокой при здоровье и болезни. Физические упражнения увеличивают отток креатинкиназы в кровоток на срок до недели, и это наиболее частая причина высокого уровня КФК в крови. [17] Кроме того, высокий уровень КК в крови может быть связан с высоким внутриклеточным КК, например, у лиц африканского происхождения. [18]

Наконец, высокий уровень CK в крови может указывать на повреждение богатой CK ткани, например, при рабдомиолизе , инфаркте миокарда , миозите и миокардите . Это означает, что уровень креатинкиназы в крови может быть повышен в широком диапазоне клинических состояний, включая использование таких лекарств, как статины ; эндокринные нарушения, такие как гипотиреоз ; [19] и скелетные мышечные заболевания и расстройства , в том числе злокачественной гипертермии , [20] и злокачественного нейролептического синдрома . [21]

Кроме того, определение изофермента широко используется в качестве показания для повреждения миокарда при сердечных приступах. Измерение тропонина в значительной степени заменило его во многих больницах, хотя некоторые центры все еще полагаются на CK-MB.

Референсные диапазоны для анализов крови , сравнивающих содержание в крови креатинкиназы (показано желтым рядом с центром) с другими составляющими.

См. Также [ править ]

  • Референсные диапазоны для анализов крови

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Bong SM, Moon JH, Nam KH, Lee KS, Chi YM, Hwang KY (ноябрь 2008 г.). «Структурные исследования креатинкиназы человеческого мозга в комплексе с комплексом аналога переходного состояния АДФ-Mg2 + -NO3- -креатин» . Письма FEBS . 582 (28): 3959–65. DOI : 10.1016 / j.febslet.2008.10.039 . PMID  18977227 .
  2. ^ a b Wallimann T, Wyss M, Brdiczka D, Nicolay K, Eppenberger HM (январь 1992 г.). «Внутриклеточная компартментация, структура и функция изоферментов креатинкиназы в тканях с высокими и колеблющимися потребностями в энергии:« фосфокреатиновый контур »для клеточного энергетического гомеостаза» . Биохимический журнал . 281 (Pt 1) (1): 21–40. DOI : 10.1042 / bj2810021 . PMC 1130636 . PMID 1731757 .  
  3. ^ Wallimann Т, Хеммер Вт (1994). «Креатинкиназа в немышечных тканях и клетках». Молекулярная и клеточная биохимия . 133–134 (1): 193–220. DOI : 10.1007 / BF01267955 . eISSN 1573-4919 . PMID 7808454 .  
  4. ^ Moghadam-Kia S, Oddis CV, Аггарваль R (январь 2016). «Подход к бессимптомному повышению креатинкиназы» . Кливлендский медицинский журнал клиники . 83 (1): 37–42. DOI : 10.3949 / ccjm.83a.14120 . PMC 4871266 . PMID 26760521 .  
  5. ^ Schlattner U, Tokarska-Schlattner M, Wallimann T (февраль 2006). «Митохондриальная креатинкиназа в здоровье и болезни человека». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная основа болезни . 1762 (2): 164–80. DOI : 10.1016 / j.bbadis.2005.09.004 . PMID 16236486 . 
  6. ^ Fritz-Wolf et al. 1996 год http://publicationslist.org/data/theo.wallimann/ref-135/Fritz-Wolf-sMtCK%20structure.pdf
  7. ^ a b Eder et al. 2000 г. http://publicationslist.org/data/theo.wallimann/ref-101/Eder-X-ray.uMtCK.pdf
  8. ^ Шнайдер и др. 1990 http://publicationslist.org/data/theo.wallimann/ref-184/Schnyder%201990%20Crystallization%20and%20preterior%20X-ray%20of%20MtCk%20J%20Mol%20Biol.pdf
  9. ^ Шнайдер и др. 1991 год http://publicationslist.org/data/theo.wallimann/ref-180/SchnyderT_Gross-MtCK-crystal-EMs.pdf
  10. ^ Эдер, Майкл; Шлаттнер, Уве; Валлиманн, Тео; Беккер, Андреас; Кабш, Вольфганг; Фриц-Вольф, Карин (31 декабря 2008 г.). «Кристаллическая структура креатинкиназы мозгового типа с разрешением 1,41 Å» . Белковая наука . Вайли. 8 (11): 2258–2269. DOI : 10.1110 / ps.8.11.2258 . ISSN 0961-8368 . PMC 2144193 . PMID 10595529 .   
  11. ^ Хорнеманн и др. 2000 г. http://publicationslist.org/data/theo.wallimann/ref-96/Hornmann-CK-dimer.pdf
  12. ^ Brewster LM, Mairuhu G, Bindraban NR, Купманс RP, Кларк JF, ван Montfrans GA (ноябрь 2006). «Активность креатинкиназы связана с кровяным давлением» . Тираж . 114 (19): 2034–9. DOI : 10.1161 / CIRCULATIONAHA.105.584490 . PMID 17075013 . 
  13. ↑ Brewster LM (июнь 2020 г.). «Креатин внеклеточная креатинкиназа может модулировать пуринергическую передачу сигналов» . Пуринергическая сигнализация . DOI : 10.1007 / s11302-020-09707-0 . PMC 7524943 . PMID 32572751 .  
  14. ^ a b «Креатинкиназа (СК)» . labtestsonline.org . Проверено 24 декабря 2019 .
  15. ^ Armstrong AW, Golan DE (2008). «Фармакология гемостаза и тромбозов» . In Golan DE, Tashjian AH, Armstrong EJ, Armstrong AW (ред.). Принципы фармакологии: патофизиологические основы лекарственной терапии . Филадельфия : Липпинкотт Уильямс и Уилкинс . п. 388. ISBN 978-0-7817-8355-2. OCLC  76262148 .
  16. ^ Епископ ML, Fody EP, Schoeff LE, ред. (2004). Клиническая химия: принципы, процедуры, соотношения . Филадельфия : Липпинкотт Уильямс и Уилкинс . п. 243. ISBN 978-0-7817-4611-3. OCLC  56446391 .
  17. ^ Johnsen SH, Lilleng Н, Wilsgaard Т, Bekkelund СИ (январь 2011). «Активность креатинкиназы и артериальное давление в нормальной популяции: исследование Тромсё». Журнал гипертонии . 29 (1): 36–42. DOI : 10.1097 / HJH.0b013e32834068e0 . PMID 21063205 . 
  18. ^ Brewster LM, Коронель CM, Sluiter W, Кларк JF, ван Montfrans GA (2012-03-16). Сакс В (ред.). «Этнические различия в активности тканевой креатинкиназы: обсервационное исследование» . PLOS ONE . 7 (3): e32471. Bibcode : 2012PLoSO ... 732471B . DOI : 10.1371 / journal.pone.0032471 . PMC 3306319 . PMID 22438879 .  
  19. ^ Hekimsoy Z, Октем IK (2005). «Уровни креатинкиназы в сыворотке при явном и субклиническом гипотиреозе». Эндокринные исследования . 31 (3): 171–5. DOI : 10.1080 / 07435800500371706 . PMID 16392619 . 
  20. ^ Йоханнсен S, Берберих С, Metterlein Т, Рот С, Рейнерс К, Roewer Н, Р Шустер (май 2013 г. ). «Скрининговый тест на злокачественную гипертермию у пациентов со стойкой гиперэкемией: пилотное исследование». Мышцы и нервы . 47 (5): 677–81. DOI : 10.1002 / mus.23633 . PMID 23400941 . 
  21. ^ O'Dwyer AM, Sheppard NP (май 1993). «Роль креатинкиназы в диагностике злокачественного нейролептического синдрома». Психологическая медицина . 23 (2): 323–6. DOI : 10.1017 / s0033291700028415 . PMID 8101383 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Просто указано на mdausa.org
  • Креатин + киназа в Национальных медицинских предметных рубриках США (MeSH)
  • Тест на изоферменты КФК Энциклопедия MedlinePlus : 003504
  • CK в лабораторных тестах онлайн