Kofaktory enzymů. T. Kučera. (upraveno z J. Novotné)

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Kofaktory enzymů. T. Kučera. (upraveno z J. Novotné)"

Jozef Jelínek
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Kofaktory enzymů T. Kučera (upraveno z J. Novotné)

2 Kofaktory enzymů neproteinová, nízkomolekulární složka enzymu ko-katalyzátor potřebný k aktivitě enzymu pomocné molekuly v enzymové reakci holoenzym (aktivní) sestává z apoenzymu (enzym bez kofaktoru neaktivní) koenzym kofaktor reakční partner substrátu nebo reaktant regenerující enzym kofaktory pevně vázané k enzymu prosthetické skupiny regenerují se v téže reakci (isomerasy) nebo reakcí s jiným substrátem volně vázané koenzymy regenerují se reakcí s jiným enzymem

3 anorganické kovové ionty (Mg2+, Cu+, Mn2+, Zn2+, Fe2/3+, Mo) organické heterocykly, často obsahující fosfát mnohé obsahují nukleotidovou část molekuly často vitaminy nebo jejich deriváty rozp. ve vodě B, C, rozp. v tucích E, K

4 Kofaktory podle reakce oxidoreduktas NAD, NADP, FAD, FMN, ubichinon, biopterin, lipoamid, glutathion, FeS-klastry, hem, kovové ionty transferas 1C skupin THF, biotin, S-adenosylmethionin transferas dalších uhlíkatých zbytků TDP, CoA transferas dalších skupin ATP, PAPS, UDP, CDP, kobalamin, pyridoxalfosfát

5 Kofaktor Vitamín Enzymová reakce (příklad) Thiamindifosfát Thiamin, B1 Oxidační dekarboxylace FAD, FMN Riboflavin, B2 Redoxní reakce (přenos 2H) NAD+, NADP+ Niacin, B3 Redoxní reakce (přenos H ) Koenzym A Pantothenová kyselina, B5 Metabolismus FA (přenos acylu) Pyridoxalfosfát Pyridoxin, B6 Transaminace, dekarboxylace AMK Karboxybiotin Biotin, H, B7 Karboxylace (CO2) Tetrahydrofolát kyselina listová, B9 Přenos C1 Askorbát Vitamin C Hydroxylační reakce (kolagen) Menachinon Vitamin K Přenos karbonylové skupiny a electronů Lipoamid Kyselina lipoová Přenos elektronů a acylové skupiny Kobalamin Kobalamin, B12 Izomerace, přenos methylu

6 NAD (NADP ) + +

7 Redoxní reakce NAD RH2 + NAD+ NADH + H+ + R (de)hydrogenace na vazbě C O nebo C N proton uvolněn do roztoku např. laktátdehydrogenasa (laktát + NAD+ pyruvát + NADH + H+)

8 FAD, FMN

9 Vitamin B2 FMN ATP-dependentní fosforylace riboflavinu FAD další reakce s ATP přenos AMP na FMN.

10 Redukce a reoxidace FMN a FAD

11 Příklady enzymů s FAD a FMN acyl-coa dehydrogenasa sukcinátdehydrogenasa glycerol-3-fosfátdehydrogenasa FAD FAD FAD NADH-reduktasa (komplex I) FMN

12 Koenzym Q elektrontransportní řetězec lidský CoQ10 (Q = chinonová (quinone) hlavička, 10 = počet isoprenových jednotek v hydrofobním řetězci Redukovaná forma Oxidovaná forma

13 ATP + P P adenosin (ADP) anorganický fosfát (Pi) + P adenosin (AMP) anorganický pyrofosfát (PPi) transport chemické energie v buňce fosforylace v přenosu signálu

14 Pyridoxalfosfát (PLP) prosthetická skupina aminotransferas kofaktor všech transaminačních reakcí a některých dekarboxylací a deaminací aminokyselin Pyridoxine (vit. B6) Pyridoxal-5-fosfát (PLP) Pyridoxamin-5-fosfát

15 Thiaminpyrofosfát (difosfát) TPP (TDP) aktivní forma vitaminu B1 (první objevený vitamin) obsahuje substituované heterocykly pyrimidin a thiazol reakce reverzibilní štěpení na vazbě C C spojující C=O skupinu se sousední reaktivní skupinou (obvykle karboxyl či OH) přenos 2C zbytků v transketolasových reakcích v pentosafosfátové dráze oxidační dekarboxylace α-ketokyselin a vznik aldehydů (pyruvát acetaldehyd), kofaktor multienzymových komplexů PDH, -KGDH, BCADH

16 Tetrahydrofolát (THF) Aktivní forma kyseliny listové (vit. B9) donor 1C jednotek všech oxidačních úrovní kromě CO2 koenzym transferas součást syntézy nukleotidů a nukleových kyselin

17 Tetrahydrofolát (THF)

18 Koenzym A přenašeč acylu thiol reaguje s karboxylem za vzniku thioesteru např. přenos mastných kyselin z cytoplasmy do mitochondrie makroergická sloučenina účastnící se mnoha metabolických reakcí ( -oxidace MK, citrátový cyklus, biosyntézy lipidů )

19 S-adenosylmethionin COOH NH3+ NH3+ CH COOH CH2 CH CH2H CH2 + CH2 ATP + NH2 H3C S C N 2 O H3C S OH OH N N N + HPO42- + H2P2O72-

20 Biotin kofaktor v karboxylačních reakcích prosthetická skupina acetyl-coa karboxylasy a dalších ATPdependentních karboxylas kovalentně připojena k apoenzymu přes ε-aminoskupinu lysinu.

21 Kyselina lipoová prosthetická skupina, přenos vodíku a acylu amidově připojena k ε-aminoskupině lysinu (lipoamid) oxidace a dekarboxylace -ketokyselin (PDH, -KGDH, BCADH)

22 Vitamin K Vitamin K1 (fylochinon) rostlinný původ (kofaktor fotosystému I) Vitamin K2 (menachinon) bakteriální původ (tl. střevo, v bakteriích v elektrontransportním řetězci) K1 a K2 mají různé funkce Fylochinon Vitamin K1 Vitamin K2 Menachinon K1 srážení krve K2 metabolismus kostí a cévních stěn, buněčný růst Syntetické deriváty vit.k

23 Vitamin K - funkce kofaktor jaterní mikrosomální karboxylasy glutamátu vznik karboxyglutamátových zbytků v prothrombinu a koagulačních faktorech VII, IX a X (posttranslační modifikace) karboxylovaný glutamát chelatuje Ca2+, to umožňuje vazbu koagulačních faktorů k membránám tvoří vazebné místo pro Ca2+ také např. v osteokalcinu

25 Tokoferol, vitamin E α-tokoferolchinon tvořený oxidací z -tokoferolu je kofaktor v syntéze mitochondriálních nenasycených MK Chromanolový kruh hydrofobní alifatický postranní řetězec

26 Vitamin C hydroxylace prolinu a lysinu (kolagen) syntéza kolagenu prolylhydroxylasa, lysylhydroxylasa a lysyloxidasa obsahuje jako kofaktory Fe2+ a askorbát metabolismus Tyr v mozku

27 Ionty jako kofaktory Ion Příklad enzymu Cu2+ Cytochromoxidasa, katalasa Fe2+ a Fe3+ Cytochromy, hydroxylasy Mg2+ Glukosa-6-fosfatasa, hexokinasa, DNA-polymerasa Mn2+ Arginasa Zn2+ Alkoholdehydrogenasa, DNA polymerasa, karboanhydrasa (Se) (Glutathionperoxidasa ) FeS proteins (Fe2S2) NADH dehydrogenasa, sukcinátdehydrogenasa

28 Ferredoxiny FeS proteiny Fe2S2, Fe4S4, přenos elektronů redoxní reakce v dýchacím řetězci

29 Metaloporfyriny - hem sloučeniny odvozené od cyklického tetrapyrrolu - porfyrinu komplexy s kovovými ionty hem Fe, transport O2, přenos elektronů chlorofyl Mg2+ (Zn2+), fotosyntéza

30 Metaloporfyriny - kobalamin (vitamin B12) chemicky nejsložitější vitamin strukturně podobný hemu chelatovaným kovem je Co v člověku 2 metabolicky aktivní formy: methylkobalamin a deoxyadenosylkobalamin reakce cytoplasmatická methylace homocysteinu na methionin mitochondriální methylmalonylcoa mutasová reakce (methylmalonyl-coa sukcinyl-coa)

Podobné dokumenty

Bp1252 Biochemie. #8 Metabolismus živin

Bp1252 Biochemie. #8 Metabolismus živin Bp1252 Biochemie #8 Metabolismus živin Chemické reakce probíhající v organismu Katabolické reakce přeměna složitějších látek na jednoduché, jsou většinou exergonické. Anabolické reakce syntéza složitějších