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. 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 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.