Kreatinase

Creatinase kann die Hydrolyse von Kreatin katalysieren, um Harnstoff und Kreatin zu produzieren. Derzeit wurde die Existenz von Creatinase in einer Vielzahl von Bakterien gefunden. Kreatinin ist das Endprodukt des Phosphokreatin-Stoffwechsels im menschlichen Körper. Es kann von den Nieren gefiltert und dann aus dem Blut in den Urin ausgeschieden werden. Der normale Bereich des Serumkreatinin-Gehalts liegt zwischen 35 und 150 μM, aber wenn es ein Problem mit der Nieren- oder Muskel-Funktion gibt, wird der Kreatinin-Gehalt auf 1000 μM ansteigen. Daher kann der Kreatinin-Gehalt im Blut und Urin die Ausscheidungsfunktion der Nieren widerspiegeln. Im Vergleich zur chemischen Detektion hat die enzymatische Detektion mehr Vorteile. Als Schlüsselenzym für die enzymatische Detektion des Kreatinin-Gehalts spielt Creatinase eine sehr wichtige Rolle bei der klinischen Untersuchung der Nierenfunktion.

Abbildung 1. Proteinstruktur der Creatinase.

Quellen

Die Hauptquelle von Creatinase sind Mikroorganismen. Bei der Lösung des Problems der Kreatinin-Messmethode wurde festgestellt, dass einige Mikroorganismen Kreatinin als Hauptstickstoff- und Kohlenstoffquelle für das Wachstum nutzen können. Es wurde 1937 erstmals entdeckt, dass Kreatinin Arthrobacter sein könnte. Anschließend wurde festgestellt, dass Stämme anderer Gattungen Creatinase induzieren und in Zellen akkumulieren können. Zu diesen Bakterien gehören Pseudomonas, Clostridium, Flavobacterium, Bacillus, Alcaligenes und Paracoccus.

Strukturelle Forschung

Die berichtete mikrobielle Creatinase besteht aus einer einzelnen Untereinheit oder zwei identischen Untereinheiten mit einem Molekulargewicht im Bereich von 45 bis 51 kD. Zum Beispiel beträgt das Molekulargewicht der Creatinase von P. putida var. Naraensis 94 kD, die aus zwei identischen 47 kD Untereinheiten besteht, von denen jede eine Thiolgruppe hat, die eng mit der Aktivität der Creatinase verbunden ist; Die Creatinase in P. putida besteht aus zwei identischen Untereinheiten, von denen jede zwei Domänen hat, die Met (157) Ile (158) -Lys (159) -Ser (160), His (232), Glu (262) und Glu (358) enthalten, die wichtige Reste sein könnten, die die Hydrolyse von Kreatin katalysieren; die Creatinase von Alcaligenes ist ein Enzym mit einer einzelnen Untereinheit mit einem Molekulargewicht von 51 kD. Molekularbiologische Methoden wurden verwendet, um das Creatinase-Gen zu klonieren und zu exprimieren, und die rekombinanten Enzyme waren alle Enzyme mit einer einzelnen Untereinheit mit Molekulargewichten von 42 bis 50 kD.

Wirkungen von Metallionen und chemischen Reagenzien auf die Aktivität der Creatinase

Es wurde berichtet, dass die Wirkung von Metallionen und chemischen Reagenzien auf die Aktivität der Creatinase von Creatinase aus verschiedenen Quellen vollständig durch 1 mM Hg²⁺, Cu²⁺ und Zn²⁺ gehemmt werden kann. Jede Untereinheit des Enzyms hat eine Thiolgruppe, die eng mit der Aktivität der Creatinase verbunden ist. Obwohl die Reaktionen auf Metallionen variieren, haben alle untersuchten CREs keinen Metallion-Aktivator. Darüber hinaus hat das Metallchelatbildner keinen Einfluss auf die Aktivität des Enzyms, was darauf hinweist, dass das Enzym kein Metalloenzym ist.

Anwendungen

Creatinase wurde weit verbreitet zur klinischen Bestimmung des Kreatinin-Gehalts verwendet. Die Produktion und Ausscheidung von Kreatinin im Serum sind relativ stabil, sodass die Bestimmung der Serumkreatinin-Konzentration die glomeruläre Funktion genauer widerspiegeln kann als die Serumharnstoff-Konzentration. Daher ist die genaue Bestimmung des Serumkreatinins für die klinische Diagnose, Beobachtung der therapeutischen Wirkung und Prognose sehr wichtig. Derzeit basieren die meisten Methoden zur Messung von Kreatinin auf Notfallbiochemie-Geräten (Elektrodenmethode) und automatischen biochemischen Geräten (enzymatische Methode oder Jaffe-Rate-Methode). Diese drei Methoden haben unterschiedliche Messprinzipien und werden auch von unspezifischen Substanzen beeinflusst. In den frühen Tagen waren die häufig verwendeten Kreatinin-Nachweismethoden in der Klinik hauptsächlich chemische Nachweismethoden. Diese Methode basierte hauptsächlich auf der Jaffe-Reaktion, das heißt, das Kreatinin-Methylengruppen reagierten unter alkalischen Bedingungen mit Pikinsäure, um einen roten Komplex zu erzeugen. Seine Konzentration kann kolorimetrisch bestimmt werden. Die chemische Nachweismethode ist jedoch nicht spezifisch und hat eine geringe Empfindlichkeit, was ihre Anwendung in der klinischen Bestimmung einschränkt.

Referenz