ENZYMOLOGIE. Pracovní sešit k přednáškám z biochemie pro studenty biologických kombinací ZDENĚK GLATZ

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "ENZYMOLOGIE. Pracovní sešit k přednáškám z biochemie pro studenty biologických kombinací ZDENĚK GLATZ"

Martin Hruda
před 6 lety
Počet zobrazení:

1 EZYMLGIE Pracovní sešit k přednáškám z biochemie pro studenty biologických kombinací II ZDEĚK GLATZ 2004

2 Katalýza - Berzelius EZYMLGIE katalyzátor - látky urychlující chemické reakce - nemění rovnováhu chemických reakcí - snižují aktivační energii

3 3 Požadavky na biokatalyzátory : A. Reakce musí probíhat cíleně. B. Musí probíhat specificky. Jejich aktivita musí být přesně regulovaná Biokatalyzátory : globulární bílkoviny RA - ZE a ALTMA (1986) istorie poznání enzymů KUE - EZYM - En Zyme - v kvasnicích PASTEUR - vis vitalis - životní síla v kvasinkách - LIEBIG - fermenty - chemické látky BUER - extrakt kvasinek katalyzuje kvašení SUMER - bílkovinná povaha enzymů - ureasa Enzymologie : studium struktury enzymů studium kinetiky enzymových reakcí studium reakčních mechanismů studium forem a lokalizace enzymů studium vztahu enzymů k patologii organismů praktické využití enzymů příprava a studium umělých enzymů ázvosloví

4 4 1. triviální - trypsin, pepsin, ptyalin 2. název substrátu + asa - lipasa, amylasa reakce + asa - oxidasa, hydrolasa 3. substrát + reakce - alkoholdehydrogenasa substrát 1 + substrát 2 + reakce - alkohol: AD-oxidoreduktasa Enzymová nomenklatura IUB nejnovější XIDREDUKTASY - oxidačně redukční reakce - alkoholdehydrogenasa 2. TRASFERASY - přenos skupin - aspartátaminotransferasa 3. YDRLASA - hydrolytické štěpení (+ 2 ) - proteasy 4. LYASY - nehydrolytické štěpení (bez 2 ) - karbonátanhydrasa 5. IZMERASY - přesuny atomů a skupin - glukosafosfátizomerasa

5 5 6. LIGASY - vznik vazby za současného rozkladu ATP - asparaginsynthetasa E Enzyme ommission Třída - oxidoreduktasa Podtřída - skupina Podpodtřída -koenzym AD Číslo enzymu Vyjadřování aktivity enzymů : smluvené jednotky IU - International Unit - mezinárodní jednotka (IUB 1961) - počet mikromolů přeměněného substrátu za minutu kat - katal (IUB 1971) - počet molů přeměněného substrátu za sekundu Specifická aktivita - aktivita vztažená na mg bílkoviny Číslo přeměny - počet molů substrátu přeměněných molem enzymu za jednu sekundu

6 6 STRUKTURA EZYMŮ EZYMY jednoduché složené KFAKTR + APEZYM LEZYM Kofaktor - kovový ion nebo organická látka METALEZYMY kovový ion Zn 2+ Mg 2+ Mn 2+ Fe 2+, Fe 3+ u 2+, u + enzym alkoholdehydrogenasa alkalická fosfatasa karbonátanhydrasa fosfohydrolasy fosfotransferasy arginasa cytochromy peroxidasa katalasa tyrosinasa diaminoxidasa

7 7 prostetická skupina - kovalentní vazba RGAIKÁ LÁTKA koenzym - disociabilní KFAKTRY A VITAMIY VITAMI - FUK - amin potřebný pro život Vitamin Kofaktor Funkce rozpustné ve vodě thiamin - B 1 riboflavin - B 2 k.nikotinová(nikotinamid) k.pantothenová k.listová pyridoxin - B 6 kobalamin - B 12 k.askorbová - biotin - k. lipoová thiamindifosfát TPP FM, FAD AD +, ADP oa k.listová pyridoxalfosfát kobalamin k.askorbová biotin k. lipoová přenos (reakce) aldehydické s. acylové s. 1 skupin aminoskupiny izomerace hydroxylace rozpustné v tucích karotenoidy - A kalciferoly - D tokoferoly - E maftochinony - A proces vidění metabolismus a antioxidans srážení krve

8 8 IKTIAMIDVÉ KEZYMY k. nikotinová nikotinamid AD + 2 P P ADP + 2 P P P [] - 2 [] AD(P) AD(P) + +

9 9 FLAVIVÉ KEZYMY 3 3 riboflavin FM P - FAD P - P [] [] 3

10 10 S S k.lipoová + 2 [] - 2 [] S S 3 3 [ ] n ubichinon e e e e e e [ ] n 3 - [ ] n ferredoxiny ys ys S S S Fe Fe S S S ys ys hem Fe glutathion - 2 [] 2 GS GSSG + 2 []

11 11 ATP R P + P P Rib Ade P + P P +R S + 3 Rib Ade R R S P - P P R R R P P + P Rib Ade P P + R P Rib Ade S - aktivní sulfát 2 P - 2 P - - adenosylmethionin S

12 12 biotin ATP S S tetrahydrolistová k methylentetrahydrolistová k. methenyltetrahydrolistová k thiamin S S 3 2 P P

13 13 koenzym A - oa - oas P - P - 2 S 2 2 oas + R oas R + 2 pyridoxalfosfát R - P 2 + R P 2 3 cytidindifosfát P - P uridindifosfát P P - - 2

14 14 Lyasy a ligasy - bez kofaktoru nebo již popsaným kofaktorem TPP ydrolasy - bez kofaktoru Izomerasy - většinou bez kofaktoru nebo kobalamin, Regenerace kofaktorů 1. Prostetická skupina se regeneruje na téže enzymové bílkovině : alanin PLP k.glutamová pyruvát PLP 2 k.ketoglutarová 2. Koenzym se odštěpí napojí se na jiný apoenzym a regeneruje se v jiné enzymové reakci : alkohol + AD + aldehyd + AD pyruvát + AD laktát + AD + Enzymové bílkoviny monomerní oligomerní multienzymové komplexy Aktivní místo enzymů Aminokyseliny katalytické vazebné strukturní

15 Fischer - 1894 - teorie o zámku a klíči

15 15 Fischer teorie o zámku a klíči Koshland teorie indukovaného přizpůsobení

16 16

17 17 Specifita enzymové reakce specifita reakční - účinku - jaká reakce proběhne specifita substrátová - absolutní - skupinová - stereospecifita EZYMVÁ KIETIKA BRW 1902 Reakce s jedním substrátem MIAELIS METEVÁ 1913 a) závislost počáteční rychlosti na koncentraci enzymu v o [E]

18 18 b) závislost počáteční rychlosti na koncentraci enzymu V v o V/2 [S] Rovnice Michaelis Mentenové v - počáteční reakční rychlost v = V. [S] Km + [S] V - maximální (limitní) reakční rychlost Km - Michaelisova konstanta [S]>>Km v = V. [S] = V [S] v = V. [S] Km + [S] [S]<<Km v = V. [S] Km = konst.[s]

19 19 Stanovení Km : LIEWEAVER BURKE 1/v o sm = Km/V 1/V 1/Km 1/[S] 1 1 Km v = V + V 1 [S] Reakce se dvěma substráty Mechanismy - LELAD Sekvenční : a) náhodný A B P Q EA EAB EPQ EQ EB EBA EQP EP B A Q P

20 20 b) uspořádaný A B P Q EA EAB EPQ EQ Pingpongový A P B Q EA EP F FB EQ Látky ovlivňující činnost enzymů Látky ovlivňující činnost enzymů aktivátory inhibitory Aktivátory - zvyšují rychlost enzymové reakce Inhibitory - snižují rychlost enzymové reakce Ireverzibilní inhibice Inhibice E + I EI

21 21 Reverzibilní inhibice Kompetitivní inhibice E + I EI 1/v o 1/ V 1/ Km 1/ [S] 1/ Kmi Km i > Km V i = V ekompetitivní inhibice E + I EI EA + I EAI 1/v o 1/ V 1/ Vi 1/ Km Km i = Km V i < V 1/ [S]

22 22 Fyzikálně chemické faktory ovlivňující rychlost enzymové reakce Vliv p Aktivita p optimum p Vliv teploty log k teplotní optimum 1/ T

23 23 Regulace činnosti enzymu Regulace koncentrace enzymu Allosterická regulace MD 1963 Regulace zpětnou vazbou Regulace kovalentní modifikací Kompartmentace Využití enzymů bioanalytická chemie - stanovení substrátů - stanovení inhibitorů - nepřímé stanovení lékařství průmyslové využití průmyslové využití - prací prostředky - krmivářství - potravinářství - farmacie enzymová katalýza v organické chemie Synzymy Abzymy Umělé enzymy

Podobné dokumenty

13. Enzymy aktivační energie katalýza makroergické sloučeniny

13. Enzymy aktivační energie katalýza makroergické sloučeniny 13. Enzymy Průběh chemických reakcí závisí též na schopnosti molekul přiblížit se dostatečně blízko a překonat repulsní energetickou bariéru. K tomu je zapotřebí energie typické pro každou reakci, tzv.