커뮤니티 > 효소enzyme



효소enzyme 세포 또는 조직의 효소 활성
2013-08-22 16:10:45
이엠생명과학연구원

세포 또는 조직의 효소 활성

 

오늘날에 와서는 약 100여종에 이르는 효소이상증이 임상적으로 알려져 있다. 당질대사 이상에 의한 당뇨증, glycogen축적증, 지질대사이상에 있어서의 지질축적증, 아미노산 대사이상에 있어서 아미노산 뇨증, 요소 cycle대사 이상에 의한 고암모니아 혈증, 그외에 muco다당대사이상에 따른 muco다당축적증 등이 있다.

효소이상이 일어나고 있다는 것은 피(또는 오줌)에서 이상상태로 축적된 물질이라든지 생성물의 형성장해를 통해서 추측할 수 있는 경우도 있지만, 그 확정진단에는 어떻게 해서라도 당해효소활성의 저하를 증명하지 않으면 안된다. 그것에는 효소가 실제로 기능을 발휘하고 있는 장소의 세포 또는 장기를 대상으로 효소활성을 측정하지 않으면 안된다. 또한 계측되는 효소활성의 저하가 효소량의 저하가 아닌, 오히려 이상구조 그러니까 이상기능을 가진 효소분자의 생산, 즉 variant효소의 존재에 의한 것도 있고, 효소활성의 측정과 함께 그 효소학적 특성의 검토가 병태의 해석에 중요한 수단이 된다. 효소분자의 이상을 다른 표현으로 하면 분자병이라고 할 수가 있다.


 

A.효소분석의 대상이 되는 세포 또는 장기 임상검사재료의 대상이 되는 것에는 혈구, 피부, 간, 근육, 갑상선, 고환, 양수 등일 것이다. 혈구를 제외하면 채취가 용이하지는 않다. 조직조각의 채취는 수술시라든지 침생검으로서 실시한다. 사체해부시의 장기는 효소분석에는 적합하지 않다.

 

 

B.임상진단에 이용되는 세포 또는 장기의 효소활성

(1)혈구 효소 1)적혈구의 효소활성 결손 또는 저하에 의한 용혈성 빈혈: 사람 적혈구의 당 대사에는 Embden-Meyerhof 경로와 Warburg-Dickens경로가 존재하며, 정상적인 당대사는 적혈구막의 형태보존에 필요하다. 해당계 효소의 결손이 생기면 용혈을 일으키게 된다. 적혈구의 효소이상을 검색하는데에는 적어도 10수 종류의 효소활성을 측정하지 않으면 안된다. 약제 야기성 용혈성 빈혈로서 유명한 것이 항말라리아제인 primaquine감수성과의 관계에서 밝혀진 glucose-6-phosphate dehydrogenase(G6PD)결손증이다. 구조 유전자의 이상에 의해서 G6PD효소단백질의 polypeptide고리의 아미노산 배열 중 1개의 아미노산이 다른 아미노산에 의해서 치환되기 때문에 기능이 장해되는 것으로 생각되고 있다. 적혈구내의 환원 glutathion의 양은 적혈구막의 안정성을 유지하는데에 중요하며, G6PD는 환원 glutathion의 생성에 관여하는 pentose경로의 효소이다.
  2)백혈구 효소:정상인 호중성 과립백혈구에 존재하는 alkali phosphatase(ALP)가 골수성 백혈병에서 감소하는 사실은 병적백혈구가 출현된 경우의 병적감별에 사용된다. 전기영동분석은 정상백혈구에서는 3개의 phosphatase띠가 인정되는 것에 비해서 백혈병에서는 그중 하나가 없다. 염색체 21번 이상과 관련있는 것으로 생각되고 있지만, 이 현상의 특이성은 높지 않다. 백혈구 특히 과립구는 peroxidase활성이 높고, 이것이 백혈구의 식균 및 세포내 살균에 관여 한다는 것이 알려져 있다. H2O2 외에 초산화물 이온(O2), 수산 radical(OH), 일중항산소(O2)처럼 반응성이 높은 산소(활성산소)의 살균작용에 의한 것으로 생각되고 있다. 이것들의 검색에는 백혈구 과립의 NADPH 산화효소, 초산화물 dismutase 등의 활성이 측정된다.
  (2)선천성 효소 결손증

 

 

1)당질 대사 이상(간과 근육의 생검조직의 효소활성):당대사의 선천성 이상을 나타내는 질환은 25종 이상에 이르고 있다. 어느 것이든 당대사에 관여하는 효소의 결손이나 저하이다. 효소가 작용하는 기질이 축적되어 혈중/요중에 증가하는 것이 보통인-혈증(-emia)내지 -요중(-uria)의 형태로서 취급되고 있다. Galactose혈증, fructose뇨증 등이 그예이다. 이것에 대해서 해당계에 관한 효소결손의 경우에는 glucose의 축적이라는 형태가 아닌, 그 저장형인 glycogen의 축적 형태로서 나타난다. 효소 활성분석을 위해서 채취해야 될 장기는 간 및 근육이다. 어떤 형의 당원병에서는 더욱 더 입수하기 쉬운 세포, 예를 들면 백혈구 혹은 양수세포가 사용되는 일도 있다.

장점막의 기능장해 중에서 효소이상에 원인이 있는 것으로서는 이당류의 소화이상을 들 수가 있는데 총칭해서 이당류불내증이라고 부른다.

 

 

2)지질대사 이상(백혈구라든지 배양세포의 효소활성):지질축적증에서는 축적되는 지질성분의 종류에 따라서 증상이 다르다. 결손효소에 의해서 cerebroside가 간과 비망내계에 축적되는 것이 Gaucher병, ganglioside가 축적되는 것이 Tay-Sachs병 또한 sphingomyelin이 축적되는 것이 Niemann-Pick병이다.

효소의 이상은 뇌, 간, 신장, 지라, 장점막, 임파구, 백혈구, 배양피부세포, 양수, 때로는 혈청과 오줌에서 검출된다. 백혈구라든지 배양세포는 채취가 용이하기 때문에 효소활성분석에 사용되는 일이 많다.

 

 

3)아미노산 대사이상:Glycine, valine, leucine, isoleucine 등의 아미노산이 단독 또는 복수로서 오줌 중에 출현하는 이상증이 있다. Phenylalanine 수산화 효소활성의 저하에 의해서 기질인 phenylalanine은 별개의 대사경로를 거쳐서 분해되어 phenylketonuria(phenylpyruvic oligophrenia, phenyketon 뇨증)를 일으키게 된다. 오줌 중에는 phenylpyruvic acid의 대량배설, 혈중에는 phenylalanine의 증량이 확인된다. 이 대사이상에서는 생후 수주에서 phenylalanine이 증가하기 시작하여 6개월경부터 지능저하 등을 일으킨다.

요소대사경로 효소의 선천이상에서는 혈중에 증가하는 생성물은 각각의 효소에 대한 전단계의 물질이지만 또한 공통적으로 혈중 암모니아의 증가를 보는 것이 특징으로서 유전성 고암모니아증이라고 불리워지고 있다. Carbamoyl-phosphate synthase, ornithine carbamoyltransferase, argininosuccinate lyase 등의 결손이 알려져 있다. 이것들의 감별에는 간생검조직의 효소활성 측정에 의존하지 않으면 안된다.
  (3)양수 배양 세포 양수세포 그 자체의 효소활성 측정해서 태아의 선천이상이 진단될 수 있는 것은 -glucosidase의 이상에 의한 Pombe병과 그외에 Tag-Sachs병 등이 알려져 있다. 일반적으로 비배양 양수 세포의 효소활성은 배양 양수세포에 비해서 낮다. 다라서 비배양 세포의 세포활성이 어느정도 있을 때에는 그 이상을 부정할 수 있지만 반대로 효소활성이 낮다고 해서 이상이 있다고 말할 수 없다. 따라서 양수 세포 중의 선유아세포를 배양해서 그 효소활성을 조사하는 것이 선천성 효소결손증을 진단하는데 바람직스럽다.

 

 

검사시약으로서의 효소 응용

효소를 시약으로 한 생체성분의 분석법이 임상검사에 응용되고 있는데, 측정법의 변천과 아울러 해마다 그 보급율이 증가되고 있다. 임상검사에 있어서, 효소 분석법의 보급을 위한 급속한 효소 시약의 보급은 이들이 가진 다음과 같은 특성 때문이다.   1)반응이 피검성분에 대해서 특이적(선택적)이다. 2)반응조건이 온화(중성pH, 실온 등)하다. 3)반응후 효소를 다시 회수할 수 있다면, 효소는 이것을 반복해서 사용할 수 있다.

효소시약의 이용전도는 이처럼 밝지만, 그 이용 방법은 반드시 단일하지 않다는 것에 주의하지 않으면 안된다. 주요 혈청성분의 농도가 광범위하고 다양한 분석대상을 생각한다면 효소시약의 형체라든지 사용방법에도 다종다양한 연구가 집중되어야 한다는 것을 알 수가 있다.




대전광역시 유성구 문지동 KAIST문지캠퍼스강의동L605호 대표이사:(원장)서범구 사업자번호:314-86-01479
전화번호:1800-0250 팩스번호:07074559748 관리자이메일:puom9@naver.com
이엠생명과학연구원. All Rights Reserved