КРЕАТИНКИНАЗА

КРЕАТИНКИНАЗА (АТФ: креатинфосфотрансфераза; КФ 2.7.3.2) — фермент, относящийся к фосфотрансферазам; катализирует реакцию обратимого переноса фосфорильного остатка с АТФ на креатин с образованием высокоэргического соединения — креатинфосфата. Активность К. в сыворотке крови служит дополнительным диагностическим тестом при различных заболеваниях.

Продукт реакции, катализируемой К.,— креатинфосфат накапливается в тканях, создавая в них запас хим. энергии, который используется клетками при повышении функц, нагрузок (напр., при сокращении мышц, при активном транспорте ионов в нервной ткани и т. п.). К.— единственный фермент, катализирующий образование и расщепление креатинфосфата, играет важную роль в поддержании соотношения АТФ : АДФ в клетке, влияя тем самым на процессы дыхания (см. Окисление биологическое) и гликолиза (см.). К. обнаружена в различных тканях позвоночных животных и человека и у некоторых видов беспозвоночных (иглокожие, хордовые). В растениях и микроорганизмах К. не обнаружена.

К. открыта в 1932 г. О. Мейергофом и Ломанном (К. Lohmann). В кристаллическом виде К. впервые получили из скелетных мышц кролика Кьюби (S. A. Kuby), Нода (L. Noda) и Ларди (Н. A. Lardy) в 1954 г. К. активируется двухвалентными катионами. Максимальная скорость реакции зависит от природы такого катиона и уменьшается в ряду Mg²⁺ > Mn²⁺ > Ca²⁺. Реакция, катализируемая К., обратима, т. к. она сопровождается сравнительно небольшим изменением свободной энергии. Направление и скорость реакции в большой степени зависят от величины pH. Прямая реакция (фосфорилирование креатина) имеет оптимум pH 9,0; обратная реакция (расщепление креатинфосфата) — pH 7,0.

Величина ферментативной активности К. зависит от функц, состояния органа или ткани. Активность К. в мышцах с разной функцией изменяется в ряду: поперечнополосатые мышцы > мышцы сердца > мышцы беременной матки > мышцы матки > гладкие мышцы. В разных отделах мозга и сердца активность К. неодинакова. В сыворотке крови человека в норме определяются следы активности К. В эритроцитах этот фермент практически отсутствует. К. характеризуется наличием нескольких изоферментов (см.). В организме человека и животных синтезируются две полипептидные цепи (М- и B-типа), из которых комбинируются три изофермента К.: I (ВВ), II (MB), III (ММ), обладающие относительной тканевой специфичностью. Изофермент III специфичен для белых скелетных мышц, изофермент I — для мозга. Сердце и красные скелетные мышцы наряду с изоферментами I и III содержат гибридный изофермент II. В почках и гладких мышцах обнаружен изофермент I. Мол. веса (массы) всех трех изоферментов практически одинаковы (81 000—83 000), однако их электрофоретическая подвижность, аминокислотный состав и антигенные свойства различны. В процессе эмбриогенеза животных и человека происходит нарастание активности К. и изменение ее изоферментного спектра.

В 60-е гг. 20 в., помимо трех цитоплазматических изоферментов К., были обнаружены формы К., связанные с мембранами различных внутриклеточных структур: митохондрий, саркоплазматического ретикулума, ядер. На долю митохондрий в скелетной мышце приходится ок. 7%, в сердечной мышце — ок. 30—40%, в мозге — ок. 10—20% , всей активности К. в клетке. Митохондриальная форма К. чрезвычайно важна для метаболизма сердечной мышцы, т. к. значительную часть высокоэргического фосфата АТФ, образующегося в митохондриях, она переносит на креатин; образующийся при этом креатинфосфат вместе с К. цитоплазмы рассматривается в качестве системы транспорта высокоэргического фосфата из митохондрий к миофибриллам и другим местам утилизации энергии в сердечной клетке.

Активность К. оказалась ценным диагностическим тестом при острых нарушениях метаболизма миокарда, особенно при инфаркте миокарда (см.). При остром инфаркте миокарда повышение активности К. происходит уже через 3—4 часа после начала заболевания, а максимальная активность фермента (в 5—20 раз выше нормы) отмечается к концу первых суток. В сыворотке крови больного значительно увеличивается содержание ММ- и МВ-изофермента К. На 2—3-и сутки после начала заболевания активность К. возвращается к норме. Определение активности К. является наиболее информативным биохим, тестом при постановке диагноза инфаркта миокарда. При наследственной мышечной дистрофии типа Дюшенна (см. Миопатия) наблюдается увеличение активности К. в сыворотке крови в 15—50 раз; при этом в мышцах появляются MB – и ВВ-изоферменты, отсутствующие у здоровых людей, а общая активность К. в мышцах снижается.

В клинике активность К. в сыворотке крови определяют по методу Мюллера — Волленбергера — Ковариковой. По этому методу креатинфосфата образующийся в прямой реакции фосфорилирования креатина, определяют после кислотного гидролиза по минеральному (неорганическому) фосфору колориметрическим методом. При течении реакции в обратном направлении образующийся креатин определяют колориметрически с альфа-нафтолом и диацетилом по методу Эннора — Розенберга или флюориметрически с нингидрином.

Активность К. определяют также спектрофотометрическими методами, непрерывно регистрируя образующиеся в процессе реакции адениннуклеотиды (АТФ или АДФ). В прямой реакции образующийся АТФ определяют по методу Оливера в системе, сопряженной с двумя дополнительными ферментами — гексокиназой и глюкозо-6-фосфатдегид-рогеназой. В обратной реакции образующийся АДФ определяют по методу Танцера — Гильварга в системе, сопряженной с пируваткиназой и лактатдегидрогеназой (см. Креатин).

Изоферменты К. определяют электрофоретическим и иммунохим, методами.

См. также Фосфотрансферазы.

Библиография: Биохимические методы исследования в клинике, под ред. А. А. Покровского, с. 128, М., 1969; Иванов И. И., Коровкин Б. Ф. и Маркелов И. М. Введение в клиническую энзимологии), с. 208, М., 1974; Л ы з л о-в а С. Н. Фосфагенкиназы, Л., 1974; Тодоров Й. Клинические лабораторные исследования в педиатрии, пер. с болг., с. 896, София, 1968; Четверикова Е. П. АТФ-креатинфосфотрансфе-раза, распространение и свойства, в кн.: Усп. биол, хим., под ред. Б. Н. Степаненко, т. 9, с. 107, М., 1968, библиогр.; R о-s а 1 k i S. Seeking the way, в кн.: Quality control clin, biochem., ed. by G. Anido a. o., p. 175, B.—N. Y., 1975, bibliogr.; Watts D. C. Creatine kinase, в кн.: The enzymes, ed. by P. D. Boyer, v. 8, p. 383, N. Y.— L., 1973, bibliogr.

Л. В. Белоусова.