Enzymy. RNDr. Bohuslava Trnková ÚKBLD 1.LF UK. ls 1

Podobné dokumenty
Aspartátaminotransferáza (AST)

Enzymy. Názvosloví enzymů

Enzymy v diagnostice Enzymy v plazm Bun né enzymy a sekre ní enzymy iny zvýšené aktivity bun ných enzym v plazm asový pr h nár

Enzymy. Názvosloví enzymů

ENZYMY. RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D.

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

Historie. Pozor! né vždy jen bílkovinná část

ENZYMY. Klasifikace enzymů

POLYPEPTIDY. Provitaminy = organické sloučeniny bez vitaminózního účinku, které se v živočišném těle mění působením ÚV záření nebo enzymů na vitaminy.

Stanovení vybraných enzymů. Roman Kanďár

ENZYMY. Charakteristika enzymaticky katalyzovaných reakcí:

Aminokyseliny, proteiny, enzymologie

Pentosový cyklus. osudy glykogenu. Eva Benešová

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

mezinárodní jednotka (U, IU) µmol/min 22. Jaké metody stanovení katalytické koncentrace jsou užívány? Která je v praxi nejčastější?

HISTORIE ENZYMOLOGIE

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. ENZYMY I úvod, názvosloví, rozdělení do tříd

>>> E A1 + E A2. . aktivační energie potřebná k reakci bez přítomnosti katalyzátoru E A E A1. energie potřebná ke vzniku enzym-substrátového komplexu

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

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Rychlost chemické reakce je dána změnou Gibbsovy energie a aktivační energií: Tudíž zrychlení reakce pomocí katalýzy může být vyjádřeno:

Biologický materiál je tvořen vzorky tělních tekutin, tělesných sekretů, exkretů a tkání.

Enzymy charakteristika a katalytický účinek


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

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

ZÁKLADY FUNKČNÍ ANATOMIE


Štěpení lipidů. - potravou přijaté lipidy štěpí lipázy gastrointestinálního traktu

Využití enzymů v medicíně

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

sloučeniny C, H, O Cukry = glycidy = sacharidy staré názvy: uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty

Enzymy - seminář. 15. Co je to počáteční rychlost reakce, jakou má hodnotu? 16. Co je to saturační křivka enzymové reakce?

BIOKATALYZÁTORY I. ENZYMY

Humorální imunita. Nespecifické složky M. Průcha

Erytrocyty. Hemoglobin. Krevní skupiny a Rh faktor. Krevní transfúze. Somatologie Mgr. Naděžda Procházková

Obecný metabolismus.

Digitální učební materiál

Redoxní děj v neživých a živých soustavách

Já trá, slinivká br is ní, slož ení potrávy - r es ení

Digitální učební materiál

Didaktické testy z biochemie 1

Metabolismus lipidů. (pozn. o nerozpustnosti)

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

Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/

Metabolismus bílkovin. Václav Pelouch

Teorie: Trávení: proces rozkladu molekul na menší molekuly za pomoci enzymů trávícího traktu

Biochemie kosti. Anatomie kosti. Kostní buňky. Podpůrná funkce. Udržování homeostasy minerálů. Sídlo krvetvorného systému

Nejmenší jednotka živého organismu schopná samostatné existence. Výměnu látek Růst Pohyb Rozmnožování Dědičnost

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

Glykolýza Glukoneogeneze Regulace. Alice Skoumalová

Test pro přijímací řízení magisterské studium Biochemie Napište vzorce aminokyselin Q a K

Integrovaná střední škola, Hlaváčkovo nám. 673, Slaný

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Metabolismus lipidů - odbourávání. VY_32_INOVACE_Ch0212

Lipidy. RNDr. Bohuslava Trnková ÚKBLD 1.LF UK. ls 1

V organismu se bílkoviny nedají nahradit žádnými jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.

Optimalizace vysokoškolského studia zahradnických oborů na Zahradnické fakultě v Lednici Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Biochemická vyšetření krve. Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

Analytické stanovení enzymů. M.Beňovská

CHEMICKÉ ZNAKY ŽIVÝCH SOUSTAV

Enzymy. Prof. MUDr. Jiří Kraml, DrSc.

SSOS_ZD_3.13 Slinivka břišní

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin E a W a vzorce guanosinu a uracilu

Srdce a atherosklerosa. Patologie. Ischemická choroba srdeční. Energetický metabolismus. 1. Ischemická choroba srdeční

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

Buňky, tkáně, orgány, orgánové soustavy. Petr Vaňhara Ústav histologie a embryologie LF MU

Energetický metabolizmus buňky

Enzymy a Izoenzymy Principy metod a klinický význam Principy metod Petr Breinek brein nam.cz BC_Enzymy_

Biologické materiály k biochemickému vyšetření

METABOLISMUS NIKOTINU U ČLOVĚKA

Mgr. Šárka Vopěnková Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_02_3_20_BI2 HORMONÁLNÍ SOUSTAVA

BILIRUBIN a IKTERUS. Vznik a metabolismus bilirubinu:

METABOLISMUS SLOUČENINY S MAKROERGNÍMI VAZBAMI

- je tvořena lalůčky s vývody, které se spojují ve společný vývod ductus pancreaticus (ústí společně se žlučovodem ve vaterské papile)

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Ceník laboratorních vyšetření

Biosyntéza a metabolismus bílkovin

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


CZ.1.07/1.5.00/ Člověk a příroda

Klinicko-biochemická vyšetření Enzymy v klinické diagnostice 2

Operace pankreatu. Doc. MUDr. Jan váb, CSc. Triton

Obsah Úvod Základní vlastnosti živé hmoty

Enzymy faktory ovlivňující jejich účinek

Uran v pitné vodě aktuální toxikologické informace

IMUNOFLUORESCENČNÍ SOUPRAVA K DIAGNOSTICE AUTOIMUNITNÍCH ONEMOCNĚNÍ JATER A ŽALUDKU

Úvod do preklinické medicíny PATOFYZIOLOGIE. Kateryna Nohejlová a kol.

Prokaryota x Eukaryota. Vibrio cholerae

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř. 17. listopadu 49. Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu Výuka moderně

Enzymy: Struktura a mechanismus působení. Prof. MUDr. Jiří Kraml, DrSc. Ústav lékařské biochemie 1.LF UK

glukóza *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

prokaryotní Znaky prokaryoty

SSOS_ZD_3.11 Trávící soustava - opakování

13. Enzymy aktivační energie katalýza makroergické sloučeniny

SSOS_ZD_3.12 Trávicí soustava - játra

Vitamin D a vápník z pohledu zdrojů (a současně ve vazbě na příjem bílkovin) Mgr. Tamara Starnovská, TN Praha, Sekce VNP, FZV

BUNĚČ ORGANISMŮ KLÍČOVÁ SLOVA:

BÍLKOVINY. V organismu se nedají nahradit jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.

Odbourávání a syntéza glukózy

Transkript:

Enzymy RNDr. Bohuslava Trnková ÚKBLD 1.LF UK ls 1

z řeckého "zymé" -kvasnice specifické katalyzátory chemických reakcí v živých organismech i v nejjednodušší buňce více než 3000 enzymů, druhová specifita bílkovinné makromolekuly, většinou složené - kofaktor (přenos atomů, skupin, elektronů aj.) pevně vázaný = prostetická skupina zvyšují rychlost reakce oběma směry, neovlivňují složení rovnovážné směsi (směr je dán energetickými a koncentračními poměry) ls 2

Mechanismus enzymové katalýzy Enzymy jsou: vysoce účinné (přeměna až 5.10 4 molekul substrátu za 1 s) značně specifické: Substrátová specifita: ALT alanin + oxoglutarát Reakční specifita pyruvát + glutamát alkalické fosfatasy, kyselé fosfatasy odštěpují fosfátovou skupinu z různých sloučenin ls 3

Průběh reakce katalysované enzymem: syntesa produktu ze 2 substrátů ls 4

pracují za mírných podmínek (teplota 20-40 0 C, tlak 0,1 MPa, ph kolem 7) účinek lze snadno regulovat, často na několika úrovních působí snížení energetické bariéry, reakce probíhá uvnitř aktivního centra, efekt přiblížení (vazba 2 substrátů těsně k sobě), specifické prostředí aktivního centra (ztráta hydratačního obalu, vyšší koncentrace substrátu ( až10 5 x), reaktivnější skupiny), efekt orientace substrátu (snížení aktivační energie) ls 5

složitá struktura - citlivá na řadu vlivů (denaturace) jsou stále odbourávány a syntetizovány ls 6

Snížení aktivační energie chemické reakce při katalyse enzymem ls 7

Kinetika enzymových reakcí Rychlost závisí na : - koncentraci substrátu a množství enzymu - fyzikálně-chemických vlastnostech prostředí - přítomnosti efektorů ls 8

Vliv koncentrace substrátu a množství enzymu k 1 k 2 E + S ES E + P k -1 k -2 K M Michaelisova konstanta nezávislá na [E], závisí na: prostředí (ph, t, efektory), substrátu, charakterizuje katalytické vlastnosti enzymu vzhledem k příslušnému substrátu, je úměrná disociační konstantě komplexu ES, čím nižší je KM, tím vyšší je afinita enzymu k danému substrátu Hodnoty KM : 10-1 -10-6 mol/l ls 9

Graf závislosti reakční rychlosti na koncentraci substrátu při konstatní koncentraci enzymu ls 10

Fyzikálně-chemické vlastnosti prostředí: ph (ALP, ACP, trávicí enzymy žaludek x slinivka, pepsin ph 1,5-2,0, trypsin 8-11) teplota rychlost vzrůstá s teplotou, při vyšší teplotě může dojít k denaturaci bílkovinné části optimální teplota enzymu (optimum 37 0 C) oxidoredukční stav organismu (součást aktivního centra jsou skupiny -SH nebo -S-S-, iontový náboj bílkoviny) ls 11

Efektory - přirozené (metabolity, koenzymy), - nepřirozené (léčiva, jedy) pozitivní = aktivátory (ionty kovů, organické látky, váží se vratně na molekulu) snižující = inhibitory (látky nejrůznější povahy, polypeptidy-trypsin, srážení krve, léky) ls 12

Vliv efektorů (aktivátory tory nebo inhibitory) Molekula inhibitoru je podobná molekule substrátu, tu, nadbytek substrátu tu můžm ůže e inhibitor vytěsnit Molekula inhibitoru se váže v na jiné místo na enzymu, změní se struktura aktivního centra ls 13

Měření enzymatické aktivity: měříse reakční rychlost příslušných reakcí množství přeměněného substrátu je limitováno koncentrací enzymu, ev. jeho katalytickou aktivitou - reakce nultého řádu jednotky stanovení: IU - množství enzymu, katalyzující přeměnu 1 molu substrátu při standardních podmínkách. -katal (SI) - rychlost přeměny substrátu = množství katalyzátoru, které přemění za stand. podmínek za 1 s 1 mol substrátu (µkat = 10-6 kat, nkat = 10-9 kat), 1 IU = 16,67 nkat, 1 kat = 6.107 IU koncentrace katalytické aktivity - kat/l Pozor: hmotnostní koncentrace enzymu = ug/l ls 14

ROZDĚLENÍ A NÁZVOSLOVÍ 1961 - systémové rozdělení s názvy podle substrátu a typu reakce 1. oxidoreduktasy - mezimolekulové oxidačně redukční přeměny (dehydrogenasy) 2. transferasy -přenos skupin v aktivované formě (AST, DNA-, RNA -polymerasy) 3. hydrolasy - hydrolytické štěpení vazeb (proteasy) 4. lyasy - nehydrolytické štěpení (aldolasa) 5. izomerasy - vnitromolekulové přesuny (izomery) 6. ligasy - katalýza vzniku energeticky náročných vazeb (syntetasy - spotřeba ATP) Jméno každého enzymu - E.C. + čtyřmístné kódy ls 15

Výskyt enzymů v organismu v jednotlivých tkáních odlišný obsah (specifické pepsin x široce distribuované -LD), orgánová specifita, buněčná lokalizace (mitochondrie, jádro, cyt. retikulum) za patologických stavů změna permeability buněčné membrány vyplavení enzymů do krve vyšší koncentrace (zánět cytoplazmatické enzymy, zánik b. i strukturálně vázané enzymy) zvýšená produkce enzymů v moči - enzymy s malou molekulou i za fyziolog. stavu (AMS) ls 16

Význam enzymů v medicíně Diagnostická funkce - měření katalytické koncentrace enzymů v krevní plazmě: sekreční enzymy - dodávány z orgánů, aby plnily fyziol.funkce, aktivita klesá při poškození orgánu e. intracelulární - aktivita mnohonásobně vzroste při poškození orgánu, rozlišení postižení pomocí izoenzymů Chemická funkce - stanovení různých analytů (specifičtější, citlivější, rychlejší, jednodušší) Léčiva - trávicí e., hydrolasy ( čištění nekrotických ran, rozpouštění trombů ) ls 17

Izoenzymy stejná katalytická aktivita je projevem více než 1 typu molekuly enzymu (liší se pořadí AA v bílkovinné části) orgánově specifické, u všech lidí (LD), odbourávají se různě rychle diagnostický význam zvýšená aktivita izoenzymu z určité tkáně při zvýšené celkové katalytické koncentraci (rozlišení zdroje, potvrzení diagnózy) patologické změny ve složení izoenzymů při nezvýšené celkové katalytické koncentraci (vliv léčby) Rozlišení: elektroforeticky, imunochemicky ls 18

Alaninaminotransferasa -ALT, L-alanin:2- oxoglutarátaminotransferasa EC 2.6.1.2 přenos aminoskupiny z AA nachází se ve všech orgánech, zejména v jaterní tkáni, lokalizována v cytoplazmě, poločas přeměny průměrně 2 dny, do oběhu i při malém poškození buněčné membrány zvýšená katalytická koncentrace je první známkou akutní hepatitidy zvýšení i při chronickém poškození, cirhóze, obstrukčním ikteru ls 19

Aspartátaminotransferasa -AST, L-aspartát:2- oxoglutarátaminotransferasa EC 2.6.1.1 přenos aminoskupiny z AA vnitrobuněčný enzym -především v srdečním svalu, v játrech a kosterním svalstvu, poločas katabolizmu 12-24 hod., lokalizován v cytoplazmě (65%) a vázaný v mitochondriích (35% - pro jaterní b.). zvýšení katalytické koncentrace = nekróza buňky zvýšení i při infarktu myokardu (4-8 hod. po atace), myokarditidách, onemocněních kosterního svalstva (zhmoždění svalu), při chorobách jater ls 20

Gamaglutamyltransferasa-GMT, D-glutamin:glutamyltransferasa EC2.3.2.2 přenos gamaglutamylového zbytku vyskytuje se v membránách buněk s vysokou sekreční nebo absorpční schopností (epitel žlučového systému, jaterní kanalikuly, proximální tubuly, b.střevního kartáčového lemu), patologické zvýšení - u hepatobiliárních onemocnění (játra, žlučové cesty, pankreat), obstrukce žluč. cest, chronické hepatitidy, toxická poškození jater, cirhóza, při alkoholickém poškození jater ls 21

Alfa-amylasa, AMS Alfa-1,4-glukan-4-glukanohydrolasa EC 3.2.1.1 produkován ve slinivce (pankreatický izoenzym), slinných žlázách, vylučuje se i potem (izoenzymy) štěpí vazby α-d-1-4 vazby sacharidů, zahajuje štěpení polysacharidů v ústní dutině aktivuje se Cl, Br a J ionty, nutná přítomnost iontů Ca2+ (antikoagulans - heparin) akutní a chronické pankreatitidy, vyšetření v moči prodlužuje záchytnost akutní pankreatitidy (7-10 dní), makroamylasémie (zvýšení v séru, v moči normální) ls 22

Kreatinkináza CK, ATP:kreatin N-fosfotransferasa EC 2.7.3.2 lokalizován v cytoplazmě a mitochondriích katalyzuje štěpení kreatinfosfátu na kreatin a ATP, účastní se přenosu ATP z mitochondrií do myofibril, hlavní enzym svalového metabolismu většina aktivity pochází z kosterního svalstva 3 izoenzymy dif.dg a sledování terapie onemocnění srdce, při zánětlivých a degenerativních onemocněních svalů (intramuskul.injekce, svalová námaha, křeče, po žihadle) ls 23

izoenzymy CK MB molekula se skládá ze 2 podjednotek (M, B ) 3 izoenzymy MM - svalový, BB - mozkový, MB - myokardiální zvýšení při infarktu myokardu - za 4-6 hod. stanovení váhové hmotnosti - µg ls 24

Alkalická fosfatasa, ALP Orthofosfát-monoester-fosfohydrolasa, EC 3.1.3.1., ph optimum 10 katalyzuje hydrolýzu org.esterů kys.fosforečné vyskytuje se v játrech, kostech, střevní a placentární tkáni, v menší míře ve žlučovodech, proximálním tubulu ledviny,v mléčné žláze při laktaci, poločas rozpadu 3-7 dní 4 izoenzymy (jaterní, střevní, kostní, placentární) ls 25

ALP zvýšení při chorobách jater a žlučových cest, hepatitidách, obstrukcích žlučových cest, metastázách do jater, mononukleózy) zvýšení kostního izoenzymu - zvýšená aktivita osteoblastů (rachitida, metastázy do kostí, osteosarkom, tvorba svalku po zlomenině). U dětí hodnoty vysoké až vyšší - závisí na věku ls 26

Kyselá fosfatasa, ACP Orthofosfát-monoester-fosfohydrolasa, EC 3.1.3.2, kyselé optimum, ph 4,5-6,0) vyskytuje se v prostatě, kostech, játrech, erytrocytech, trombocytech (při srážení krve), v moči citlivý enzym, sérum je nutné okamžitě oddělit od krvinek a okyselit na ph=5 několik izoenzymů, diagnosticky nejvýznamnější prostatický izoenzym (90 %) charakterizuje aktivitu osteoklastů (osteoklastické metastázy), rozpad kostní hmoty ls 27

Laktátdehydrogenasa - LD L-laktát:NAD+oxidoreduktasa EC 1.1.1.27 vyskytuje se ve všech tkáních, ledviny, srdce, svaly, pankreas, játra, plíce molekula tvořena 4 podjednotkami, 2 typy (H, M) = 5 izoenzymů (LD1-HHHH, LD2 - HHHM,...LD5 -MMMM) poločas LD1 4,7 dne, LD5 10 hod. v srdci LD1 více než 45% celk.ld, v játrech LD5 více než 45% celk.ld stanovení izoenzymů - elektroforeticky jaterní onemocnění, nespecifický marker nádorového onemocnění, infarktu myokardu ls 28

Lipasa, LPS - triacylglycerol- acylhydrolasa EC 3.1.1.3 katalyzuje postupnou hydrolýzu triacylglycerolů na glycerol a mastné kyseliny v buňkách pankreatu, mukózní vrstvě tenkého střeva, endoteliích cév, buňkách tukové tkáně, klinicky významné - hodnoty izoenzymu pankreatické lipasy (lépe než AMS) ls 29