Кислая фосфатаза

Кислая фосфатаза (Шифр КФ 3.1.3.2, кислотная фосфомоноэстераза, фосфомоноэстераза) — это фосфатаза, тип фермента, используемый для освобождения присоединенных фосфорильных групп от других молекул во время пищеварения. Также его можно классифицировать как фосфомоноэстеразу. Кислотная фосфатаза хранится в лизосомах и функционирует, когда они сливаются с эндосомами. Фермент имеет кислотный рН-оптимум[1]. Этот фермент присутствует у многих видов животных и растений[2].

Различные формы кислой фосфатазы обнаруживаются в разных органах, и их сывороточные уровни используются для оценки, например, успеха хирургического лечения рака предстательной железы.

Он также используется в качестве цитогенетического маркера для различения двух различных линий острого лимфобластного лейкоза (ОЛЛ): В-ОЛЛ (лейкоз В-лимфоцитов) является отрицательным по кислой фосфатазе, Т-ОЛЛ (лейкоз Т-лимфоцитов) является положительным по кислой фосфатазе.

Кислотная фосфатаза катализирует следующую реакцию при оптимальном кислотном рН (ниже 7):

Ортофосфорный моноэфир + H2O → спирт + H3PO4

Фосфатазы также используются почвенными микроорганизмами для доступа к органически связанным фосфатным питательным веществам. Анализ уровня активности этих ферментов может быть использован для определения биологической потребности почвы в фосфатах.

Некоторые корни растений, особенно кластерные, выделяют карбоксилаты, которые выполняют кислую фосфатазную активность, помогая мобилизовать фосфор в питательных почвах.

Некоторые бактерии, такие как Nocardia, могут деградировать этот фермент и использовать его в качестве источника углерода.

Общие сведения

Структура

Кислотная фосфатаза относится к семейству двуядерных металлогидраз. Это гетеровалентный фермент с Центром Fe3+- Zn2+ в качестве активного сайта. Фермент присутствует как у млекопитающих, так и у растений. У млекопитающих фермент составляет около 35kDa до 50kDa, где каталитически активны только те, которые представляют в своем металлическом центре окислительно-восстановительный вид Fe2/3+. Растительные формы составляют около 100kDa и имеют среди своих основных функций генерацию активных форм кислорода с металлическим центром Fe(III)Zn(II) или Fe(III)Mn(II)[3].

У человека фермент кодируется на хромосоме 3 в локусе q21. МРНК кодирует каталитически активный зрелый белок из 354 аминокислот. Вторичная структура состоит из 44% α-спиралей (16 спиралей; 158 остатков), 12% β-цепей (10 цепей; 45 остатков), а остальные представляют собой петли и β-повороты[4].

Механизм

Предполагается, что механизм реакции происходит, когда оксоанион бидентально связан с двумя ионами металлов, заменяя два связующих растворителя, которые находятся в форме несвязанного фермента. Эта несвязанная форма завершает свою координационную сферу гидроксильными ионами в обоих ионах металлов, образуя октаэдрические массивы. Таким образом, механизм состоит из гидролиза сложного эфира, который начинается с взаимодействия субстрата с Zn(II) с последующей нуклеофильной атакой на фосфор координированным гидроксидным ионом Fe(III).[5].

Определение активности кислой фосфатазы

Принцип

Кислая фосфатаза расщепляет субстрат п-нитрофенилфосфат с образованием нитрофенола, дающего в щелочной среде жёлтое окрашивание. Активность изофермента предстательной железы ингибируется тартратом.

Нормальные величины

Общая активность

Сыворотка (с п-нитрофенилфосфатом) 67-167 нмоль/с*л
мужчины 2,5-11,7 МЕ
женщины 0,3-9,2 МЕ

Тартратлабильная фракция

Сыворотка (с п-нитрофенилфосфатом) 0-16,7 нмоль/с*л
мужчины 0,2-3,5 МЕ
женщины 0-0,8 МЕ

Клинико-диагностическое значение

Определение активности кислой фосфатазы имеет важное диагностическое значение.

Так, этот показатель повышен при карциноме предстательной железы.[6] При метастазировании опухоли повышенная активность фермента наблюдается в 80-90% случаев, а при отсутствии метастазов — в 25% случаев.

Определение активности кислой фосфатазы может служить для дифференциальной диагностики ряда других заболеваний, например, костной системы (повышены только щелочные фосфатазы). Возрастание активности фермента происходит при повышенном разрушении тромбоцитов и гемолитических болезнях, некоторых случаях миеломной болезни.[7]

Костная кислотная фосфатаза

Тартратоустойчивая кислотная фосфатаза может быть использована в качестве биохимического маркера функции остеокластов в процессе резорбции костной ткани[8].

Гены кислых фосфатаз человека

См. также

Примечания


Категории

Тетрамер кислой фосфатазы, предстательная железа человека