乳酸脫氫酶概述
乳酸脫氫酶 (LDH) 是一種存在于大多數(shù)生物體中的酶，負(fù)責(zé)將丙酮酸（糖酵解的最終產(chǎn)物）轉(zhuǎn)化為乳酸。通過(guò)這種轉(zhuǎn)換，該分子還使用能量轉(zhuǎn)移分子NADH 的一個(gè)單位，釋放氫以產(chǎn)生 NAD +，從而使糖酵解繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)細(xì)胞幾乎沒(méi)有氧氣時(shí)，這種轉(zhuǎn)化是必要的，因?yàn)?NAD +是繼續(xù)通過(guò)糖酵解制造 ATP 所必需的。該酶在發(fā)酵反應(yīng)中產(chǎn)生乳酸作為最終產(chǎn)物。當(dāng)您劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，乳酸會(huì)產(chǎn)生肌肉“燃燒”的感覺(jué)，因?yàn)樗鼤?huì)在細(xì)胞中積聚。然而，乳酸脫氫酶的真正產(chǎn)物更多的是電子載體，特別是NAD+。乳酸脫氫酶存在于您身體的所有細(xì)胞中，并有助于維持在沒(méi)有氧氣的情況下保持體內(nèi)平衡。當(dāng)一個(gè)人劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉組織內(nèi)的氧含量會(huì)迅速下降。為了讓肌肉細(xì)胞保持功能，它們需要繼續(xù)產(chǎn)生 ATP。氧通常是電子傳遞鏈末端的最終電子受體。沒(méi)有它，該鏈與ATP 合酶一起停止。為了繼續(xù)運(yùn)作，肌肉必須使用糖酵解過(guò)程產(chǎn)生的 ATP。這個(gè)過(guò)程要繼續(xù)，需要電子載體。乳酸脫氫酶在形成乳酸時(shí)從 NADH 中去除電子以完成該過(guò)程。這樣做時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 NAD +，然后可用于糖酵解以產(chǎn)生更多 ATP。雖然該過(guò)程產(chǎn)生的 ATP 遠(yuǎn)少于電子傳輸鏈，但它允許細(xì)胞在沒(méi)有充足氧氣的情況下繼續(xù)運(yùn)作。
乳酸脫氫酶結(jié)構(gòu)
乳酸脫氫酶由 4 個(gè)不同的亞基組成，它們作為一個(gè)內(nèi)聚單元起作用。這 4 個(gè)亞基可以有不同的形式，由不同的基因編碼。在人體內(nèi)，乳酸脫氫酶有 5 種不同的異構(gòu)體或版本。這些不同的版本存在于不同的身體組織中，這可以幫助醫(yī)生確定乳酸脫氫酶的來(lái)源。例如，LDH-1（乳酸脫氫酶-1）存在于心臟、血細(xì)胞和腦細(xì)胞中。LDH-3 僅存在于肺部。醫(yī)生可以通過(guò)乳酸脫氫酶組成的不同亞基來(lái)識(shí)別不同版本的乳酸脫氫酶。LDH-5 可以在下圖中看到。不同的顏色代表構(gòu)成酶的各個(gè)蛋白質(zhì)單位。請(qǐng)記住，這些蛋白質(zhì)在酶中作為一個(gè)單元起作用。
乳酸脫氫酶功能
1.無(wú)氧產(chǎn)生能量
雖然過(guò)程氧化磷酸化的線(xiàn)粒體產(chǎn)生最多的能量，一些能量通過(guò)葡萄糖分解成丙酮酸產(chǎn)生。這個(gè)糖酵解過(guò)程需要 NAD +，但會(huì)產(chǎn)生 ATP。細(xì)胞可以使用這少量的 ATP 來(lái)保持細(xì)胞運(yùn)行，直到氧氣返回。而不是使用丙酮酸 克雷布斯循環(huán)，丙酮酸通過(guò)乳酸脫氫酶轉(zhuǎn)化為乳酸。這個(gè)過(guò)程會(huì)再生 NAD +，這是繼續(xù)糖酵解所必需的。持續(xù)的糖酵解會(huì)產(chǎn)生少量的 ATP，使細(xì)胞得以存活。
2.將乳酸轉(zhuǎn)化為能量
當(dāng)氧氣返回時(shí)，酶可以逆轉(zhuǎn)其酶促功能。這個(gè)方向會(huì)產(chǎn)生丙酮酸，它可以被線(xiàn)粒體中的氧氣分解以產(chǎn)生大量的 ATP。雖然這似乎是一個(gè)罕見(jiàn)的事件，但即使是簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致某些組織缺氧。乳酸脫氫酶允許這些組織在沒(méi)有氧氣的情況下繼續(xù)產(chǎn)生能量。這會(huì)導(dǎo)致乳酸在您的肌肉和組織中積聚，并且是您劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)感到“灼熱”的部分原因。當(dāng)氧氣返回肌肉時(shí)，乳酸會(huì)轉(zhuǎn)化回丙酮酸，感覺(jué)就會(huì)停止。
