Enzymologie. Ústav lékařské chemie a klinické biochemie 2.LF UK a FN Motol Matej Kohutiar. akad. rok 2017/2018

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Enzymologie. Ústav lékařské chemie a klinické biochemie 2.LF UK a FN Motol Matej Kohutiar. akad. rok 2017/2018"

Lenka Holubová
před 6 lety
Počet zobrazení:

1 Enzymologie Ústav lékařské chemie a klinické biochemie 2.LF UK a FN Motol Matej Kohutiar akad. rok 2017/2018

2 Osnova I. Základní principy enzymových reakcí II. Termodynamické a kinetické aspekty enzymové katalýzy III. Mechanizmy enzymové katalýzy a regulace

3 Klinický význam ALT AST ALP GMT CK LDH

4 I. Základní principy enzymových reakcí

5 Enzymy 1. Vyšší reakční rychlost 2. Mírnější podmínky reakce 3. Vyšší specificita reakce 4. Regulace

6 HO REAKČNÍ SPECIFICITA HO O H P O HO HO O H HO O H O P P O 2 O HO α-d-glukosa-6-fosfát α-d-glukosa-1-fosfát α -D-fruktosa-6-fosfát

7 Substrátová specificita HO HO O H HO HO O O

8 Substrátová specificita stereospecificita

9 ph a teplotní optimum

10 Stavba enzymu

11 Kofaktory

12 Kofaktory oxidoreduktas

14 Názvosloví enzymů 1. Oxidoreduktasy 2. Transferasy 3. Hydrolasy 4. Lyasy 5. Isomerasy 6. Ligasy

15 Názvosloví enzymů Triviální názvy: amylasa, trypsin, elastasa Systematický název: EC (Enzyme Commission) EC alkohol:nad oxidoreduktasa Třída: oxidoreduktasy Podtřída: CH- donory Podskupina: NAD(P) + akceptory Pořadové číslo: alkoholdehydrogenasa

16 Názvosloví enzymů oxidoreduktasy NAD + NADH + H + CH 3 CH 2 etanol CH 3 CHO acetaldehyd

17 Názvosloví enzymů oxidoreduktasy Donor+akceptor oxidovaný donor + redukovaný akceptor Dehydrogenasy Transhydrogenasy Oxygenasy Peroxidasy Katalasy

18 Názvosloví enzymů O transferasy + O O O CH 3 NH 2 kyselina glutamová kyselina pyrohroznová O NH 2 alanin CH 3 + O O O kyselina -ketoglutarová

19 Názvosloví enzymů transferasy Donor-SK +akceptor donor+ akceptor-sk Kinasa Aminotransferasa

20 Názvosloví enzymů hydrolasy R O O O P + H 2 O H O P + R ester kyselina alkohol

21 Názvosloví enzymů hydrolasy Proteasy Peptidasy Esterasy Glykosidasy A B +H 2 O A + HB

22 Názvosloví enzymů lyasy substrát 1 + substrát 2 produkt 1+ produkt 2 (malý) Štěpení substrátů bez dodání energie Vznik malé molekuly ze substrátu za vzniku dvojné vazby Voda, oxid uhličitý, amoniak

23 Názvosloví enzymů isomerasy H H HO H O-P O H H O-P H O H HO H Racemasy/epimerasy Cis-trans isomerasy Intramolekulární oxidoreduktasy (aldosy-ketosy) Intramolekulární transferasy (mutasy)

24 Názvosloví enzymů ligasy substrát 1 + substrát 2 + NTP substrát1 substrát2 + NMP + PP i Energeticky náročné slučování dvou substrátů Energii dodává NTP, vzniká NDP nebo NMP (PP i ) Připojení amoniaku, oxidu uhličitého k větší molekule synthetasy

25 II. Termodynamické a kinetické aspekty enzymové katalýzy

26 Kinetika reakcí 0. řádu A P

27 Kinetika reakcí 1. řádu A P

28 Teorie přechodového stavu k -E A /RT A e

29 Teorie přechodového stavu

30 Enzymová kinetika rovnice Michaelis-Mentenové k 1 E + S ES E + P k 1 k 2 v V K max M S S K M k 1 k k 1 2

31 v V K max M S S

33 K M << [S] v= V max 0.řád v V K max M S S

34 K M >> [S] v= V max [S]/ K M 1. řád v V K max M S S

35 Enzymová kinetika-hillova rovnice v V K max M n S S n

36 Inhibice 1. Kompetitivní 2. Nekompetetivní 3. Akompetitivní 4. Smíšená 5. Allosterická (aktivace/inhibice) podrobně seminář

37 III. Mechanizmy enzymové katalýzy

38 Mechanizmy enzymové katalýzy Aktivní místo: vznik ES komplexu často hydrofobní kapsa uvnitř nebo na povrchu enzymu umožňující vazbu substrátu Odstranění solvatačního obalu Vazba na povrch enzymu Reakce

39 Mechanizmy enzymové katalýzy Fisher vs. Koshland

40 Mechanizmy enzymové katalýzy Fisher vs. Koshland

41 Ping-pongový model PING PONG

42 Sekvenční model +

43 Mechanizmy enzymové katalýzy 1. Acidobazická katalýza (kyselá/zásaditá) 2. Kovalentní katalýza elektrofilní/nukleofilní 3. Katalýza kovovými ionty 4. Elektrostatická katalýza 5. Proximitní a orientační efekt

44 Mechanizmy enzymové katalýzy acidobazická katalýza

45 Mechanizmy enzymové katalýzy kovalentní katalýza H 3 C CO 2 + H 3 C CH 3 O O O H 3 C O - CO 2 H 2 C CH 3 H 3 C CH 3 R N + H O R N H H 2 O O

46 Mechanizmy enzymové katalýzy katalýza kovovými ionty

47 Mechanizmy enzymové katalýzy 1. Elektrostatická katalýza Rozdělení nábojů kolem aktivního místa enzymu vede k stabilizaci přechodového stavu 2. Proximitní a orientační efekt Vhodný prostorový vztah reaktantů (přiblížení a orientace)

48 Regulace enzymové aktivity Konstitutivní enzymy Inducibilní enzymy Enzymová represe Kompartmentace Proenzymy Kovalentní modifikace Efektory

49 Mechanizmy enzymové katalýzy

50 Enzymová aktivita 1 Katal: množství enzymu, které katalyzuje přeměnu 1 mol substrátu za 1 sekundu 1 Unit: množství enzymu, které katalyzuje přeměnu 1 mikromol substrátu za 1 minutu 1U=16,67nkat

51 Děkuji za pozornost

Podobné dokumenty

Enzymologie. Věda ležící na pomezí fyz. ch. a bioch. Zabývá se problematikou biokatalyzátorů.

Enzymologie. Věda ležící na pomezí fyz. ch. a bioch. Zabývá se problematikou biokatalyzátorů. ENZYMOLOGIE 1 Enzymologie Věda ležící na pomezí fyz. ch. a bioch. Zabývá se problematikou biokatalyzátorů. Jak je možné, že buňka dokáže utřídit hrozivou změť chemických procesů, které v ní v každém okamžiku