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。通過這種轉(zhuǎn)換，該分子還使用能量轉(zhuǎn)移分子NADH 的一個單位，釋放氫以產(chǎn)生 NAD +，從而使糖酵解繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)細(xì)胞幾乎沒有氧氣時，這種轉(zhuǎn)化是必要的，因為 NAD +是繼續(xù)通過糖酵解制造 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)動時，乳酸會產(chǎn)生肌肉“燃燒”的感覺，因為它會在細(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，并有助于維持在沒有氧氣的情況下保持體內(nèi)平衡。當(dāng)一個人劇烈運(yùn)動時，肌肉組織內(nèi)的氧含量會迅速下降。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程產(chǎn)生的 ATP。這個過程要繼續(xù)，需要電子載體。乳酸脫氫酶在形成乳酸時從 NADH 中去除電子以完成該過程。這樣做時，會產(chǎn)生 NAD +，然后可用于糖酵解以產(chǎn)生更多 ATP。雖然該過程產(chǎn)生的 ATP 遠(yuǎn)少于電子傳輸鏈，但它允許細(xì)胞在沒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 個不同的亞基組成，它們作為一個內(nèi)聚單元起作用。這 4 個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)生可以通過乳酸脫氫酶組成的不同亞基來識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)成酶的各個蛋白質(zhì)單位。請記住，這些蛋白質(zhì)在酶中作為一個單元起作用。
乳酸脫氫酶功能
1.無氧產(chǎn)生能量
雖然過程氧化磷酸化的線粒體產(chǎn)生最多的能量，一些能量通過葡萄糖分解成丙酮酸產(chǎn)生。這個糖酵解過程需要 NAD +，但會產(chǎn)生 ATP。細(xì)胞可以使用這少量的 ATP 來保持細(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)，丙酮酸通過乳酸脫氫酶轉(zhuǎn)化為乳酸。這個過程會再生 NAD +，這是繼續(xù)糖酵解所必需的。持續(xù)的糖酵解會產(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，酶可以逆轉(zhuǎn)其酶促功能。這個方向會產(chǎn)生丙酮酸，它可以被線粒體中的氧氣分解以產(chǎn)生大量的 ATP。雖然這似乎是一個罕見的事件，但即使是簡單的運(yùn)動也會導(dǎo)致某些組織缺氧。乳酸脫氫酶允許這些組織在沒有氧氣的情況下繼續(xù)產(chǎn)生能量。這會導(dǎo)致乳酸在您的肌肉和組織中積聚，并且是您劇烈運(yùn)動時感到“灼熱”的部分原因。當(dāng)氧氣返回肌肉時，乳酸會轉(zhuǎn)化回丙酮酸，感覺就會停止。
