Regulace enzymové aktivity

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Regulace enzymové aktivity"

Bohumila Veselá
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Regulace enzymové aktivity MUDr. Martin Vejražka, PhD. Tato prezentace je přístupnp stupná on-line CHE1.LF1.CUNI.CZ Prezentace

2 Regulace enzymové aktivity Organismus NENÍ rovnovážná soustava Rovnováha = smrt Život: homeostáza, ustálený stav

3 Katalýza v uzavřen ené soustavě bez katalyzátoru toru rovnováha se ustavuje pomalu (ale ustaví se)

4 Katalýza v uzavřen ené soustavě s katalyzátorem torem ustaví se stejná rovnováha jako bez katalyzátoru, toru, ale mnohem rychleji

5 Otevřen ená soustava Veličiny iny jsou konstantní, ale nejde o rovnováhu ustálený stav (steady-state) state) homeostáza regulace měním hodnotu (nejen čas, za nějžn se jíj dosáhne)

6 Regulace enzymů Mění koncentraci látekl Reaguje na spotřebu na dodávku

7 Regulace enzymů Porucha regulace je příčinou p onemocnění kinázy a fosfatázy: nádorovn dorová onemocnění nadbytek nějakn jaké látky (cholesterol ateroskleróza, kys. močov ová dna )

8 Parametry používan vané v klinice či konc. nějakn jaké látky způsobeno / tvorby / odstraňov ování nebo měří se aktivita nějakn jakého enzymu

9 Léky Velkáčást lékůl působí prostřednictv ednictvím změny aktivity (většinou inhibice) nějakého enzymu kys. acetylosalicylová simvastatin allopurinol omeprazol sildenafil vinkristin tetracyklin sulbaktam atorvastatin enalapril kotrimoxazol

10 Enzymy a lékyl Aktivita některých n enzymů dramaticky měním účinnost lékůl cytochrom P450 konjugace acetylace

11 Člověk k a bakterie Jednobuněč ěčné organismy Mnohobuněč ěčné organismy regulace na buněč ěčné úrovni regulace na buněč ěčné úrovni hormonáln lní regulace nervová regulace

12 Ovlivnění aktivity enzymu Koncentrace enzymu Nabídka substrátu, tu, dostupnost koenzymů, množstv ství produktu Katalytická účinnost

13 Regulace enzymu regulace genové exprese regulace konverze proenzymu regulace katalytické účinnosti regulace degradace enzymu proenzym ENZYM substrát produkt nabídka substrátu tu dostupnost koenzymů odčerp erpávání produktu Martin Vejražka, 2007

14 Koncentrace enzymu

15 Koncentrace enzymu Tvorba exprese genu konverze proenzym enzym sestavení podjednotek Degradace

16 Indukce a represe regulace genové exprese regulace konverze proenzymu regulace katalytické účinnosti regulace degradace enzymu proenzym ENZYM substrát produkt nabídka substrátu tu dostupnost koenzymů odčerp erpávání produktu Martin Vejražka, 2007

17 Indukce indukovatelný enzym konstitutivní enzym indukce bazální aktivita

18 Indukce enzymu Odbourávání ethanolu OH O O H 3 C CH 2 H 3 C C H 3 C C ethanol acetaldehyd H acetát O 1. alkoholdehydrogenáza a aldehyddehydrogenáza - konstitutivní enzymy 2. MEOS - inducibilní systém

19 Represe represe produktem represe katabolitem

20 Konverze proenzymu regulace genové exprese regulace konverze proenzymu regulace katalytické účinnosti regulace degradace enzymu proenzym ENZYM substrát produkt nabídka substrátu tu dostupnost koenzymů odčerp erpávání produktu Martin Vejražka, 2007

21 Konverze proenzymu např.. cílenc lená proteolýza koagulační kaskáda aktivace trávic vicích ch enzymů

22 Koagulační kaskáda XII XIIa XI XIa IX IXa + VIIIa VIIa III VII vnitřní X Xa + Va zevní II IIa XIIIa I Ia fibrinová síť společný

23 Degradace enzymu regulace genové exprese regulace konverze proenzymu regulace katalytické účinnosti regulace degradace enzymu proenzym ENZYM substrát produkt nabídka substrátu tu dostupnost koenzymů odčerp erpávání produktu Martin Vejražka, 2007

24 Degradace enzymu Často zález leží na konformaci bílkovinyb Molekuly enzymu s navázaným substrátem tem bývají chráněny ny

25 Degradace enzymu Grapefruitová šťáva významně zvyšuje degradaci střevn evního cytochromu P450 aktivita enzymu se sníží o polovinu během několika n hodin zvýší se dostupnost a účinek mnoha léků

26 Nabídka substrátů

27 Koncentrace složek reakce regulace genové exprese regulace konverze proenzymu regulace katalytické účinnosti regulace degradace enzymu proenzym ENZYM substrát produkt nabídka substrátu tu dostupnost koenzymů odčerp erpávání produktu Martin Vejražka, 2007

28 Kompartmentace různá koncentrace substrátů různá regulace isoenzymů cytozolový izoenzym člunky pro substrát mitochondriáln lní izoenzym

29 Kompartmentace Tvorba makromolekulárn rních komplexů enzymů předávání produktů substr substrátů, vysoké lokáln lní koncentrace přenos konformačních změn

30 Koncentrace substrátu tu koncentrace substrátu tu koncentrace volného substrátu tu

31 Katalytická účinnost

32 Regulace katalytické účinnosti regulace genové exprese regulace konverze proenzymu regulace katalytické účinnosti regulace degradace enzymu proenzym ENZYM substrát produkt nabídka substrátu tu dostupnost koenzymů odčerp erpávání produktu Martin Vejražka, 2007

33 Katalytická účinnost Inhibitory v regulaci metabolismu nebývají,, ale: léky, jedy Alosterická modifikace Kovalentní modifikace Interakce mezi podjednotkami

34 Inhibitory lat. in + habeō = držím m v rukou, na uzdě Kompetitivní soutěž ěží se substrátem tem Ostatní nekompetitivní,, akompetitivní,, smíš íšené (nebudeme rozlišovat) ovat)

35 Kompetitivní inhibice Inhibitor často strukturně podobný substrátu tu Účinek zález leží na poměru koncentrací poměru afinit Reverzibilní

36 Kompetitivní inhibitory v Kontrola Komp. inh. [S]

37 Kompetitivní inhibice N H N HO N H N N N xantinoxidáza N N OH OH hypoxantin OH kyselina močov ová N H N N N OH alopurinol

38 Nekompetitivní inhibice Inhibitor se substrátem tem nesoutěž ěží Snížen ení koncentrace funkčního enzymu Reverzibilní Ireverzibilní

39 Nekompetitivní inhibitory v Kontrola Nekomp. inh. [S]

40 Nekompetitivní inhibice O OH OH kys. salicylová O OH O O O + HO H 2 C CH C R O O H 2 C CH C R O kys. acetylosalicylová R Ser Obrázky z webu firmy Bayer Health Care: (11/2007) R

41 Alosterické modifikátory Nejsou strukturně podobné substrátům m / koenzymům Váží se na místm stě vzdálen leném aktivnímu centru Mění konformaci enzymové molekuly

42 Alosterické inhibitory enzym substrát alosterický inhibitor

43 Alosterické inhibitory enzym substrát alosterický inhibitor

44 Alosterická regulace makromolekula Zpětnovazebný inhibitor je často poslední nízkomolekulární látka před p makromolekulou

45 Alosterická regulace makromolekula Obvykle se reguluje první prakticky nevratná reakce

46 Alosterická regulace

47 Vícenásobná zpětn tná vazba Kumulativní účinek modifikátor torů se sčítás Multivalentní jeden zpomalí,, dva zastaví Kooperativní mezi tímt

48 Saturace alosterického enzymu v Kooperativita Kontrola Aloster. inh. [S]

49 Kooperace substrátů

50 Kooperace substrátů

51 Kooperace substrátů

52 Kooperace substrátů

53 Kooperativita Málo substrátu: tu: šetří se v Kontrola Aloster. inh. Hodně substrátu: tu: uklízí se [S]

54 Alosterická inhibice v v Kontrola Aloster. inh. Kontrola Aloster. inh. [S] [S] K-typ V-typ

55 Kovalentní modifikace enzymů Reverzibilní fosforylace OH skupin Mimo aktivní centrum Kinázy (vnáš ášejí fosfát t z ATP) Ser, Thr Tyr Fosfataázy (defosforylace hydrolýza esterové vazby)

56 Fosforylace a defosforylace Ser Thr Tyr HO CH 2 OH CH 3 CH C HO CH OH HO CH 2 OH H 2 N O CH C CH C ATP P i ATP H 2 N P i O ATP P i H 2 N O ADP H 2 O ADP H 2 O ADP H 2 O - O O - P O O H 2 N CH 2 CH C OH O - O O - P O O CH 3 CH CH H 2 N C OH O - O O - P O O H 2 N CH 2 CH C OH O

57 Fosforylace nervová a hormonáln lní regulace ATP ATP ATP ATP

58 Jiné kovalentní modifikace acetylace ribosylace sulfatace isoprenylace

59 Sestavování podjednotek (interakce protein-protein) protein) Katalytická podjednotka Regulační podjednotka vazba camp kalmodulin váže e Ca 2+ G-proteiny vazba GTP/GDP

Podobné dokumenty

Regulace enzymové aktivity

Regulace enzymové aktivity MUDR. MARTIN VEJRAŽKA, PHD. Regulace enzymové aktivity Organismus NENÍ rovnovážná soustava Rovnováha = smrt Život: homeostáza, ustálený stav Katalýza v uzavřené soustavě bez