לקטט דהידרוגנאז
לקטט דהידרוגנאז (באנגלית lactate dehydrogenase, או בקיצור LDH) הוא אנזים המצוי ברקמות רבות בהן: לב, כבד, כליות, ריאות, מוח ועוד. אנזים זה מזרז את ריאקצית חיזור פירובט ללקטט ואת תגובת החמצון ההפוכה. לתגובה זו חשיבות רבה בתהליך הנשימה האנארובית (יצירת אנרגיה ללא חמצן).
התגובה
לקטט דהידרוגנאז הוא אנזים ממשפחת הדהידרוגנאזות, אשר מזרזים תגובות חמצון חיזור. לשם כך הוא משתמש בקופקטור NAD+. בתגובה זו, פירובט יכול לעבור חיזור ללקטט (ובמקביל NADH עובר חמצון ל- NAD+) או לקטט יחומצן לפירובט (ו- NAD+ יחוזר ל NADH). תגובת החיזור של פירובט ללקטט (חומצה לקטית) נפוצה מאד בשרירי השלד בעת מאמץ אינטנסיבי.
חשיבות
בתהליך הגליקוליזה מופקת אנרגיה על ידי הקטבוליזם של גלוקוז לפירובט. בתהליך זה האנזים גליצראלדהיד 3-פוספט דהידרוגנאז מזרז ריאקצית חמצון-חיזור. על כל מולקולת גלוקוז אחת, מתרחשות שתי תגובות חמצון (בהן שתי מולקולות NAD+ מחוזרות ל-2NADH). כלומר, תהליך הגליקוליזה (מגלוקוז על פירובט) אינו מאוזן מבחינת חמצון חיזור. אם לא ימוחזר ה- NAD+ בציטופלסמה, תהליך הגליקוליזה יעצר בשל מחסור במקבלי אלקטרונים. עצירה בתהליך הגליקוליזה אינה רצויה כיוון שהיא תגרום ירידה ביכולת התא לייצר אנרגיה. לפיכך, כדי לאפשר קטבוליזם של מולקולות גלוקוז נוספות, יש לחמצן בחזרה את מולקולות ה- NADH ל- NAD+. הריאקציה של לקטט דהידרוגנאז מאפשרת מיחזור של NAD+ על ידי חיזור פירובט ללקטט.
חשוב לציין כי ריאקציה זו מתרחשת גם בכיוון ההפוך (מלקטט לפירובט), בזירוזו של אותו אנזים. כאשר יש עליה באספקת החמצן לתאים, ניתן להמשיך בקטבוליזם דרך מעגל קרבס. במקרים אלה הריאקציה מתהפכת, לקטט מחומצן לפירובט, והאחרון עובר תגובות נוספות על ידי קומפלקס פירובט דהידרוגנאז כך שנוצר אצטיל-קואנזים A שנכנס למעגל קרבס.
מעגל קורי
ערך מורחב – מעגל קורי
מרבית הלקטט (חומצה הלקטית) שנוצר בעת מאמץ אינטנסיבי בשרירים (בריאקציה שמזרז לקטט דהידרוגנאז) עוברת במחזור הדם לכבד, שם בתהליכי גלוקונאוגנזה הלקטט משמש אבן בנין ליצירת גלוקוז.
איזואנזימים
לאנזים לקטט דהידרוגנאז ידועים חמישה איזואנזימים (אנזימים המזרזים את אותה תגובה, אך בעלי רצפים שונים ותכונות קינטיות שונות). האיזואנזימים השונים מתקבלים מאוליגומריזציה שונה של שני סוגי תתי יחידות (הקרויות M ו- H) למבנה רביעוני של טטרמר. ברקמות שונות מתבטאים איזואנזימים שונים. לדוגמה, LDH-1 בנוי מארבע תתי יחידות זהות (4H) ומתבטא באופן דומיננטי בתאי לב. לעומת זאת LDH-5 בנוי גם כן מארבע תתי יחידות זהות, אך מהסוג השני (4M) ומתבטא בעיקר בכבד ובשרירי השלד. LDH-3 מורכב משתי תתי יחידות M ושתי תתי יחידות H, והוא מתבטא בעיקר בריאות. LDH-4 מתבטא בכליות והוא מורכב מתת יחידה H אחת ומשלוש תתי יחידות M.
ברפואה
מכיוון ש LDH הוא אנזים כל כך נפוץ בתאים ניתן לאבחן טראומות ומחלות שונות (כגון סרטן,התקפי לב ואפילו איידס) על ידי מדידת רמותיו בדם. נזק תאי גורם להפרשת LDH, ולכן לעליה ברמותיו בסרום. ניתן לאבחן את סוג הרקמה שנפגעה לפי סוג האיזואנזים שהופרש.
