Intact mitochondria prepared from pig heart muscle showed a considerable activity of creatine kinase(EC 2.7, 3.2), but this mitochindria bound creatine kinase was released in soluble form by incubation in isotonic sodium phosphate solution. This result suggests that the mitochondrial creatine kinase is rather loosely bound to the mitochondrial membrane outside.
The molecular nature and some of physico-chemical properties of mitochondrial creatine kinase were found to be different from that of cytoplasmic isoenzyme. The optimum pH in the direction of phosphocreatine formation is 8.2 for mitochondria bound creatine kinase ; 7.8, released and purified mitochondrial creatine kinase; 8.5, for cytoplasmic creatine kinase. The nature of substrate binding properties of the mitochondria bound creatine kinase(α=1) were found to be different from those of released mitochondrial creatine kinase(α=1/26) and cytoplasmic creatine kinase(α=1/3). The apparent Km values of the releasee mitochondrial creatine are 0.083 and 5.8 mM, repectively, and those of cytoplasmic creatine kinase, 0.34 and 12.8 mM. These kinetic properties indicate that mitochondrial creatine kinase is especially adapted to the formation of phosphocreatine.
The mitochondria bound creatine kinase was also found to be linked directly to the mitochondria respiratory system. The rate of respiration was controled by the amount of creatine and phosphocreatine added. The mitochondria respiration was also affected by the presence of cytoplasmic creatine kinase.
Based on the different nature of two forms of creatine kinase, a specific role of the mitochondrial creatine kinase in the heart cell energy metabolism was suggested.
돼지 심장으로 부터 추출한 Mitochondria 는 비교적 높은 Creatine Kinase 의 활성도를 보였고, 이 Mitochondria 에 부착된 Creatine Kinase (Mitochondria Creatine Kinase) 를 Sodium Phosphate 용액 속으로 쉽게 용출시킬수 있었다. 이러한 결과로 미루어 보아 Mitochondrial Creatine Kinase 는 Mitochondria Membrane 의 바깥쪽에 비교적 약하게 부착되어 있다는 것을 알수있었다.
Mitochondrial Creatine Kinase 와 Cytoplasm 내에 존재하는 Cytoplasmic Creatine Kinase 와의 물리, 화학적 특성을 비교 고찰한바, 서로 상이한 성질을 지닌다는 것을 알수있었다. 이상의 결과는, Mitochondrial Creatine Kinase 는 Creatine Phosphate 를 형성하는 방향 (정반응)으로 반응이 유리하게 진행될수 있도록 적응되어 있고 Cytoplasmic Creatine Kinase 는 위와 반대로 ATP 를 형성하는 방향 (역반응) 으로 반응이 유리하게 진행될수 있도록 되어있다는 것을 시사해 준다.
또한 Mitochandrial Creatine Kinase 와 Oxidative Phosphorylation 과의 관계를 고찰한 결과, 이 효소의 활성도와 Oxidative Phosphorylation 의 속도와 서로 상관 관계가 있다는 것을 알아냈다.
이상의 결과로써, Mitochondrial Creatine Kinase 의 생화학적 역할은 Oxidative Phosphorylation 을 계속 진행할수 있도록 하여 심장 세포에 계속 에너지를 공급 할수있게 되고, 또한 이 효소의 정반응의 생성물인 Creatine Phosphate 에 의해 Oxidative Phosphorylation 의 속도를 조절할수 있게하는 것으로 생각된다.
