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简答题何谓同工酶？举例说明其分子结构的特征及研究意义？
  • 同工酶是指同一种属中由不同基因或等位基因编码的多肽链所组成的单体、纯聚体或杂交体；能催化相同的化学反应，但理化性质及生物学性质等方面都存在明显差异的一组酶。同工酶一般为寡聚酶，有两种或两种以上的亚基组成。 　　如乳酸脱氢酶（LDH） 同工酶。存在于哺乳类动物中的该酶有H（心肌型）和M（骨骼肌型）两种亚基，H和M亚基的氨基酸组成，排列顺序各不相同，可装配成LDHl（H4），LDH2（H3M），LDH3（H2M2），LDH4（HM3），LDH5（M4）五种四聚体。这五种形式的分子结构，理化性质和电泳行为虽然不同，但它们都催化乳酸脱氢生成丙酮酸的反应或其逆反应。H和M亚基分离后，该酶无催化活性。 　　同工酶广泛存在于生物界。又如苹果酸脱氢酶同工酶，不仅在动物心脏中存在，豆科植物如豌豆，大肠杆菌（E. coli）中都存在。同工酶的研究具有重要的意义。在临床上，应用同工酶帮助诊断疾病。这是由于某一器官组织富含某一种同工酶时，当该器官组织受损伤后，将释放大量这种同工酶入血液，通过对血液中这些酶的测定，可帮助诊断组织是否发生病变。 　　利用同工酶可判断组织的代谢情况。如实验测知，乳酸脱氢酶同工酶对底物有不同的Km值。心肌富含 LDH1（H4），它对底物 NAD+有一个较低的 Km值，而对丙酮酸的Km较大；故其作用主要是催化乳酸脱氢，以便于心肌利用乳酸氧化供能。而骨骼肌中富含LDH5，它对NAD+的Km值较大，而对丙酮酸的Km值较小，故其作用主要是催化丙酮酸还原为乳酸。这就是为什么骨骼肌在剧烈运动后感到酸痛的原因。 　　又如肌酸激酶（CK）同工酶，含M、B两种亚基，M代表肌肉，B代表脑；它能可逆地催化下列反应： 肌酸 + ATP―― 磷酸肌酸 + ADP 　　CK同工酶有 MM、MB和 BB三型。MM：在骨骼肌中占优势；MB：在心肌中占优势；BB：在脑组织中占优势。人血清中MB同工酶的惟一来源是心肌，患心肌梗塞36h，MB带即出现，可帮助早期诊断。在脑组织受到创伤或脑手术后，可出现BB带。

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