Kinetika enzymově katalysovaných reakcí

Podobné dokumenty
Reakční kinetika enzymových reakcí

Enzymy. aneb. Není umění dělat co tě baví, ale najít zalíbení v tom, co udělati musíš. Luboš Paznocht

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

ENZYMY. Klasifikace enzymů

B A B A B A B A A B A B B

Enzymy biologické katalyzátory. regulovatelnost účinnosti (aktivity) Platí o nich totéž co o chemických katalyzátorech, ale mají něco navíc:

ENZYMY. RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D.

Enzymy faktory ovlivňující jejich účinek

Redoxní děj v neživých a živých soustavách

Reakční kinetika. Nauka zabývající se rychlostí chemických reakcí a ovlivněním rychlosti těchto reakcí

Regulace enzymové aktivity

Elementární reakce. stechiometrický zápis vystihuje mechanismus (Cl. + H 2 HCl + H. )

Co jsou to enzymy? pozoruhodné chemické katalyzátory


Obecný metabolismus.

Chemická kinetika. Chemické změny probíhající na úrovni atomárně molekulové nazýváme reakční mechanismus.

úloha 8. - inhibiční konstanta

Aminokyseliny, proteiny, enzymologie

9. KINETIKA ENZYMATICKÝCH REAKCÍ

Upozornění : barevné odstíny zobrazené na této stránce se mohou z důvodu možného zkreslení Vašeho monitoru lišit od fyzické dodávky.

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

sekvenční mechanismus buď A, nebo B) ping-pongový pongový mechanismus Clelandova zjednodušen typické pro reakce dehydrogenas:

MODELOVÁNÍ. Základní pojmy. Obecný postup vytváření induktivních modelů. Měřicí a řídicí technika magisterské studium FTOP - přednášky ZS 2009/10

Notice:Jagran Infotech Ltd. Printed by Fontographer 4.1 on 6/3/2003 at 7:12 PM

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/


13. Enzymy aktivační energie katalýza makroergické sloučeniny




Biologie buňky. proteiny, nukleové kyseliny, procesy genom, architekura (membrána), funkce mitoza, buněčná smrt, kmenové buňky, diferenciace

Text zpracovala Mgr. Taťána Štosová, Ph.D PŘÍRODNÍ LÁTKY


Rychlost chemické reakce

9. Chemické reakce Kinetika

Elementární reakce. stechiometrický zápis vystihuje mechanismus (Cl. + H 2 HCl + H. )

Glykolýza Glukoneogeneze Regulace. Alice Skoumalová


Cena celkem včetně DPH. E Kč H Kč 52902P ,2 714 Kč Cena bez DPH Cena celkem včetně DPH.

REGULACE ENZYMOVÉ AKTIVITY

2) Připravte si 7 sad po pěti zkumavkách. Do všech zkumavek pipetujte 0.2 ml roztoku BAPNA o různé koncentraci podle tabulky.

KMA/MM. Chemické reakce.

Rychlost chemické reakce A B. time. rychlost = - [A] t. [B] t. rychlost = Reakční rychlost a stechiometrie A + B C; R C = R A = R B A + 2B 3C;

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ. FAKULTA STAVEBNÍ Katedra technologie staveb BAKALÁ SKÁ PRÁCE

Regulace enzymové aktivity

2) Připravte si 3 sady po šesti zkumavkách. Do všech zkumavek pipetujte 0.2 ml roztoku BAPNA o různé koncentraci podle tabulky.

KATALOGOVÝ LIST. Skupina 012 Nářadí: strana 1. Vrták na kov 2.5. Vrták na kov Vrták na kov Vrták na kov 3.

Kopolymerace polymerace dvou a více monomerů

Kinetika chemických reakcí

Přístroje na měření tlaku SITRANS P Snímače relativního, absolutního a diferenčního tlaku

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

Termodynamika v biochemii

ž éď ě ě ď ž Ý š ě ě ě ž Íá č á ž ě ě Í ž č Í ě č é Í Í Ď ž é č Ý á ě áťí ď á ť č é Ť ť Ž ě š ň á éč á é é ě ž č Í á á Ť é č é ď ď č á ě é ď ž é č é č

B D ABCDEFB E EB B FB E B B B B E EB B E B B F B

Figure 3-23 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

Tlačné pružiny. Všechny rozměry pružin uvedených v katalogu jsou standardizovány. Také jsou zde uvedena potřebná technická data.

IV117: Úvod do systémové biologie

1 1 3 ; = [ 1;2]

Stanovení počtu I/O a rozšiřovacích modulů S7-200

Luminiscenční analýza Použití luminiscenční spektroskopie v analytické chemii

DUŠEVNÍ PORUCHY A KVALITA PÉČE

PŘENOS KYSLÍKU V BIOTECHNOLOGII. Úvod. Limitace metabolismu kyslíkem

1) PROCENTOVÁ KONCENTRACE HMOTNOSTNÍ PROCENTO (w = m(s) /m(roztoku))

E g IZOLANT POLOVODIČ KOV. Zakázaný pás energií

VLÁDA ČESKÉ REPUBLIKY

Zadání. stereometrie. 1) Sestrojte řez krychle ABCDEFGH rovinou KS GHM; K AB; BK =3 AK ; M EH; HM =3 EM.

2D standard pro jízdní doklady ČD, a.s.

4. Enzymy. Obtížnost A

HISTORIE ENZYMOLOGIE

1. ročník (2016/2017) 2. SADA ÚKOLŮ

Zkušební okruhy k přijímací zkoušce do magisterského studijního oboru:

Návody k domácí části I. kola kategorie A

VLÁDA ČESKÉ REPUBLIKY

Mikrobiologické zkoumání potravin. Zákonitosti růstu mikroorganismů v přírodním prostředí, vliv fyzikálních faktorů na růst mikroorganismů

Syntetická geometrie I

Ceník náhradních dílů 2014-III.

= = = : 1 k > 0. x k + (1 x) 4k = 2k x + 4 4x = 2 x = x = = 2 : 1.

ANAEROBNÍ FERMENTACE

autoři a obrázky: Mgr. Hana a Radovan Sloupovi

Farmakokinetická analýza

2.1 Pokyny k otevřeným úlohám. 2.2 Pokyny k uzavřeným úlohám TESTOVÝ SEŠIT NEOTVÍREJTE, POČKEJTE NA POKYN!

Radiobiologický účinek záření. Helena Uhrová

Název: Chemická kinetika - enzymy

Otázky ke zkoušce z obecné chemie (Prof. RNDr. Karel Procházka, DrSc.)

Základní parametry 1 H NMR spekter

Proč biokatalýza? Vyšší reakční rychlost Vyšší specificita reakce Mírnější reakční podmínky Možnost regulace

Západočeská univerzita. Lineární systémy 2

SEZNAM A STRUKTURA HODNOT DCC KÓDU

Obecný metabolismus.

Ceník náhradních dílů 2015-I.

PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ 12

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

SPR Povrchová Plasmonová Resonance. Zdroj: Wiki

Stručné shrnutí v bodech

Farmakologie. -věda o lécích používaných v medicíně -studium účinku látek na fyziologické procesy -biochemie s jasným cílem

Chemie - 5. ročník. přesahy, vazby, mezipředmětové vztahy průřezová témata. očekávané výstupy RVP. témata / učivo. očekávané výstupy ŠVP.

TECHNOLOGICKÉ PROCESY A APARÁTY

Fyziologie svalové činnosti. MUDr. Jiří Vrána

Návrh. VYHLÁŠKA ze dne 2004, kterou se stanoví rozsah údajů, které musí obsahovat žádost o udělení oprávnění k využívání rádiových kmitočtů

Strojírenské výpočty. Technická zpráva č. 2

Transkript:

Kinetika enzymově katalysovaných reakcí

Rychlost reakce aa + bb + c C + d D +... dn A d [ A] d [ B ] d [C ] v= = = = av d τ ad τ bd τ cd τ

Počáteční rychlost reakce aa + bb + konc. c C + d D +... d [ A] d [C ] v 0 =lim =lim τ 0 a d τ τ 0 c d τ čas

d [ A] = k [ A] d [ B] =k [ A] Rychlost chemické reakce A k B konc. čas

Rychlost chemické reakce A + B k C d [ A] = k [ A][ B ] konc. čas

Rychlost chemické reakce A B k2 C konc. čas d [ A] = k 1 [ A] d [ B] =k 1 [ A] k 2 [ B] d [C ] =k 2 [ B]

Rychlost chemické reakce A B k 1 konc. čas d [ A] = k 1 [ A]+ k 1 [ B] d[b] =k 1 [ A] k 1 [ B ]

Ustálený stav A B k2 C k3 D k4 E konc. čas

Rychlost enzymově katalysované reakce E + S Rychlost: ES k 1 d [P] v= Aktivita enzymu: d np a= k2 P + E

Rychlost enzymově katalysované reakce E + S ES k2 P + E k 1 d [S ] = k 1 [ E ][ S ]+ k 1 [ ES ] d [E ] = k 1 [ E ][S ]+ k 1 [ ES ]+ k 2 [ ES ] d [ ES ] =k 1 [ E ][S ] k 1 [ ES ] k 2 [ ES ] d [P ] =k 2 [ ES ]

Rychlost enzymově katalysované reakce E + S ES k2 P + E k 1 Ustálený stav d [ ES ] =k 1 [ E ][S ] k 1 [ ES ] k 2 [ ES ]=0 Celková koncentrace enzymu c E =[ E ]+[ ES ] [ E ]=c E [ ES ]

Rychlost enzymově katalysované reakce k2 E + S ES P + E k 1 Ustálený stav d [ ES ] =k 1 [ E ][S ] k 1 [ ES ] k 2 [ ES ]=0 Celková koncentrace enzymu c E =[ E ]+[ ES ] [ E ]=c E [ ES ] k 1 (c E [ES ])[S ] k 1 [ ES ] k 2 [ ES ]=0 k 1 c E [ S ] k 1 [ ES ][S ] k 1 [ ES ] k 2 [ ES ]=0 k 1 c E [S ]=k 1 [ ES ][ S ]+ k 1 [ ES ]+ k 2 [ ES ] k 1 c E [S ] [ ES ]= k 1 [ S ]+ k 1 + k 2

Rychlost enzymově katalysované reakce rovnice podle Michaelise a Menten E + S k2 ES P + E k 1 k 1 c E [S ] [ ES ]= k 1 [S ]+ k 1 + k 2 d [P] =k 2 [ ES ]= KM nebo Km k 1+ k 2 KM= k 2 ce [ S ] v lim [ S ] = k 1 + k 2 [S ]+ K M [S ]+ vmax nebo vlim v lim =k 2 c E =k cat c E

Rychlost enzymově katalysované reakce d [ P ] v lim [S ] = [ S ]+ K M d [ P ] v lim KM d [ P ] v lim [ S ] KM

Rychlost enzymově katalysované reakce rovnice podle Michaelise a Menten E + S ES k2 P + E k 1 k 2 k 1 k 1+ k 2 k 1 KM= =K S

Rychlost enzymově katalysované reakce rovnice podle Michaelise a Menten E + S k2 ES P + E k 1 v lim Substrátová specificita = KM

Rychlost enzymově katalysované reakce rovnovážná reakce Haldaneova rovnice E + S k2 ES k 1 P + E k 2 v lim, S P =k 2 c E k 1+ k 2 K M, S P= v lim, P S =k 1 c E k 1+ k 2 K M, P S = k 2 v lim,s P K M, P S K= v lim, P S K M, S P

Rychlost enzymově katalysované reakce linearizované výnosy d [ P ] v lim [S ] v= = d τ [ S ]+ K M KM 1 [ S ]+ K m 1 = = + v v lim [ S ] v lim v lim [S ]

Rychlost enzymově katalysované reakce linearizované výnosy

Rychlost enzymově katalysované reakce Integrovaná rovnice podle Michaelise a Menten konc. čas konc. čas

Rychlost enzymově katalysované reakce Integrovaná rovnice podle Michaelise a Menten v lim [S ] d [S ] = [ S ]+ K M v lim [ S ] d [S ]= [S ]+ K M [ S ]+ K M d [ S ]=d τ v lim [S ] KM 1 d [S ]=d τ v max v lim [S ] K M [S ]0 [ S ] 0 [S ] ln + =τ v lim [ S ] v lim

Inhibice Kompetitivní E + S +I KI ES k2 P + E k 1 [ E ][ I ] KI= [ EI ] EI c E =[ES ]+[ E ]+[ EI ] [E ][ I ] [I ] c E =[ES ]+[ E ]+ =[ ES ]+[ E ] 1+ KI KI c E [ ES ] [ E ]= [I ] 1+ KI ( )

Inhibice Kompetitivní E + S +I KI ES k2 P + E k 1 [ E ][ I ] KI= [ EI ] EI c E [ ES ] [ E ]= [I ] 1+ KI k 1 [ E ][S ] k 1 [ ES ] k 2 [ ES ]=0 c E [ ES ] [S ] k 1 [ ES ] k 2 [ ES ]=0 [I] 1+ KI [I] [I ] k 1 c E [ S ] k 1 [ ES ][S ] k 1 [ ES ] 1+ k 2 [ ES ] 1+ =0 KI KI ( ) ( )

Inhibice Kompetitivní E + S +I KI ES k2 P + E k 1 [ E ][ I ] KI= [ EI ] EI [I] [I ] k 1 c E [ S ] k 1 [ ES ][S ] k 1 [ ES ] 1+ k 2 [ ES ] 1+ =0 KI KI k 1 ce [ S ] [ ES ]= [I ] k 1 [ S ]+( k 1 + k 2) 1+ KI v lim [S ] d [P] = dt [I ] [S ]+ K M 1+ KI ( ) ( ( ( ) ) )

Inhibice Nekompetitivní E + S ES k2 P + E k 1 +I KI +I KI ESI EI [ E ][ I ] [ ES ][ I ] KI= = [ EI ] [ ESI ] v lim d [ P ] ( 1+[ I ]/ K I ) = dt [S ]+ K M [S ]

Inhibice Akompetitivní E + S k2 ES k 1 +I KI ESI [ ES ][ I ] K I= [ ESI ] v lim [S] d [ P ] ( 1+[ I ]/ K I ) = dt KM [ S ]+ ( 1+[ I ]/ K I ) P + E

Inhibice Smíšená E + S ES k2 P + E k 1 +I KI1 EI [ E ][ I ] K I1 = [ EI ] +I KI2 ESI [ ES ][ I ] K I2 = [ ESI ]

Inhibice KM' v lim ' žádná KM v lim Kompetitivní (competitive) [I] 1+ KI KM ( ) v lim Nekompetitivní (noncompetitive) KM v lim 1+[ I ]/ K I Akompetitivní (Uncompetitive) KM 1+[ I ]/ K I v lim 1+[ I ]/ K I

Inhibice

Inhibice IC 50 Koncentrace inhibitoru způsobující 50% inhibici Řádově odpovídá inhibiční konstantě Snáze se měří Může záviset na [S]!

Inhibice nevratná/kovalentní Kovalentní inhibitory: některá léčiva: aspirin, penicilin, některé inhibitory proteas používané při isolaci proteinů bojové plyny (Tabun, Sarin, Soman) další...

Inhibice nevratná/kovalentní rychlost reakce koncentrace inhibitoru koncentrace enzymu rychlost reakce koncentrace inhibitoru koncentrace enzymu

Vliv ph na aktivitu enzymu - extrémní ph může denaturovat enzym - změny ph způsobují změny ionizace postranních řetězců v aktivním místě E + H+ ES K1 + H+ K1 EH + S EHS k 1 + H+ K2 EH2+ + H+ K2 EH2S+ k2 P + EH

Vliv ph na aktivitu enzymu - extrémní ph může denaturovat enzym - změny ph způsobují změny ionizace postranních řetězců v aktivním místě E + H+ K1 EH + S EHS k 1 +H + K2 EH2+ k2 P + EH v lim v lim '= K 1 [H + ] 1+ + + [ H ] K2

Kinetika vícesubstrátových reakcí 1 2 3 4 unibiterquada B A+B C+D A+B+C D+E uni-uni bi-bi ter-bi

Kinetika vícesubstrátových reakcí Clerandovy diagramy

Kinetika vícesubstrátových reakcí Sekvenční mechanismus

Kinetika vícesubstrátových reakcí Ping-pongový mechanismus

Kinetika vícesubstrátových reakcí Sekvenční uspořádaný mechanismus v lim [ A][ B ] d [P] = dt K ia K MB + K MB [ A]+ K MA [ B]+[ A][ B] Km pro B (nasycení A) Ks pro A Km pro A (nasycení B)

Kinetika vícesubstrátových reakcí Sekvenční neuspořádaný mechanismus 2 2 d [P] a [ A][ B]+b [ A] [ B]+ c [ A][ B ] = 2 2 2 2 dt d +e [ A]+ f [ B ]+ g [ A] + h [B ] + j [ A][ B ]+ k [ A] [ B]+ l [ A][ B]

Kinetika vícesubstrátových reakcí Ping-pongový mechanismus v lim [ A][ B ] d [P] = dt K MB [ A]+ K MA [ B]+[ A][ B] Km pro B (nasycení A) Km pro A (nasycení B)

Kinetika vícesubstrátových reakcí Inhibice, inhibice produktem