Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Reakční kinetika enzymových reakcí; regulace činnosti enzymů.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Reakční kinetika enzymových reakcí; regulace činnosti enzymů."— Transkript prezentace:

1 Reakční kinetika enzymových reakcí; regulace činnosti enzymů

2

3 invertasa sacharosa + H 2 O  glukosa + fruktosa hexosafosfátisomerasa D-glukosa-6-fosfát  D-fruktosa-6-fosfát Reakční kinetika enzymových reakcí

4 Časová závislost koncentrace substrátu [S] a produktu [P] monomolekulární přeměny S  P. k 1 = 0,01 s -1, k -1 = 0 s -1 pro případ 1 ("nevratná reakce") k 1 = 0,006 s -1 a k -1 = 0,00375 s -1 pro případ 2 (vratná reakce) Reakční kinetika enzymových reakcí

5 Základní definice: pro náš případ: = - Základní model: k 1 k 2 E + S ES(EP) P + E k -1 k -2 Zanedbat zpětnou reakci? k 1 k 2 E + S ES  P + E k -1 Reakční kinetika enzymových reakcí monomolekulární přeměna S  P

6

7

8

9

10

11 Další důležité pojmy: definice limitní rychlosti: V lim = k 2. [E o ] = číslo přeměny = molekulová (molární) aktivita enzymu Katalytická aktivita enzymového preparátu (  množství aktivního enzymu) K čemu to? - kupuji enzym (cena za jednotku) - kolik potřebuji enzymu pro reakci - koncentrace katalytické aktivity (kat/ml) - klin. biochemie Katalytickou aktivitu 1 katalu (1 U) vykazuje enzymový preparát, který za definovaných podmínek (pH, pufr, teplota) při nasycení substrátem přemění 1 mol (1  mol) substrátu za 1 sec (1 min). počet molů substrátu, které je 1 mol enzymu schopen přeměnit při saturaci substrátem za jednotku času = kolik molekul substrátu je za stejných podmínek schopna přeměnit 1 molekula enzymu za jednotku času když [E 0 ] = [ES]

12 Číslo přeměny = molekulová (molární) aktivita enzymu

13 Reakční kinetika enzymových reakcí

14 Jak určit hodnoty K M a V lim ? metoda počátečních reakčních rychlostí: závislost v o na [S] Metoda nelineární regrese: Odhad K M = 1,8 mmol.dm -3 a V lim = 2,5 mmol.dm -3.min -1 "Správné" hodnoty: K M = 2,04  0,43 mmol.dm -3, V lim = 2,04  0,16 mmol.dm -3.min -1 Reakční kinetika enzymových reakcí Michaelisovská závislost počáteční reakční rychlosti na koncentraci substrátu.

15 Závislost počáteční reakční rychlosti na pH a teplotě

16 - následný mechanismus (postupný, sekvenční) - náhodný - uspořádaný - "ping-pongový" E-P + S 1  E-P * + P 1 E-P * + S 2  E-P + P S 1 + S 2  P 1 + P 2 VÍCESUBSTRÁTOVÁ KINETIKA

17 "ping-pongový„ mechanismus

18 - positivní homotropní allosterický efekt (allosterické enzymy) - heterotropní allosterický efekt "NEMICHAELISOVSKÉ" ENZYMY

19 Alosterické enzymy

20 Regulace enzymové aktivity

21 na úrovni transkripce a translace (konstitutivní a induktivní) pomocí změn kovalentní struktury (řízeno specifickými enzymy) - nevratné (aktivace štěpením peptidové vazby - proenzymy) - vratné (fosforylace, adenylace...) efektory (aktivátory a inhibitory) Regulace enzymové aktivity

22 INHIBICE: - nevratná -vratná: a) substrátem b) kompetitivní (competitive) c) akompetitivní (acompetitive) d) nekompetitivní (noncompetitive)

23 K M ´ =, V´ lim = V lim Kompetitivní inhibice

24

25 Akompetitivní inhibice

26

27 Nekompetitivní inhibice V´ lim =

28 Nekompetitivní inhibice

29

30 Regulace enzymové aktivity

31 Allosterická inhibice (aktivace)

32 Příklad Při studiu enzymové reakce byly pro následující výchozí koncentrace substrátu změřeny počáteční rychlosti reakce: a)Odhadněte hodnoty K m a V lim. b)Jaká bude počáteční rychlost při koncentracích substrátu 2,5. 10 –5 a mol/dm 3 ?

33 Imobilizace enzymů Vazba na nosič sorpcí Kovalentní vazbou Zachycení (entrapment) V matrici gelu Opouzdření (encapsulation) Imobilizované enzymy Definice IUPAC - enzymy, které jsou fyzicky ohraničeny nebo lokalizovány, zachovávají si svoji aktivitu a mohou být použity opakovaně a kontinuálně

34 Biotechnologie Definice? Aplikace biologických vědních oborů a inženýrských disciplin k přímému nebo nepřímému využití živých organismů nebo jejich součástí v jejich přirozené nebo modifikované podobě. Přednosti: surovinová základna, energetická nenáročnost, šetrnost k životnímu prostředí Nevýhody: Vysoké náklady na V a V, malá efektivnost?

35 Biotechnologické směry 1.Průmyslová mikrobiologie a)Fermentační (ethanol, kyselina citronová) b)Produkty biosynthes (primární a sekundární metabolity, biopolymery), c)Biotransformace d)Biomasa 2.Průmyslové biotechnologie 3.Biotechnologie životního prostředí (bioremediace) 4.Živočišné biotechnologie 5.Biotechnologie užitkových rostlin 6.Veterinární a medicínské biotechnologie

36 Využití enzymů → aplikovaná enzymologie využití enzymů, resp. enzymových systémů, včetně celých buněk:  průmysl potravinářský a nepotravinářský  klinická biochemie (diagnostika a stanovení analytů)  farmaceutika Technologicky významné enzymy  Hydrolasy (80%) – 50% proteasy, 50% glykosidasy  Isomerasy GI (12% !)  Oxidoreduktasy – (GOD - analytika)  Ostatní (5 - 7%) Zdroje technických preparátů enzymů: Mikrobiální (bakterie a plísně) - extremofilní MO rekombinantní technologie živočišné a rostlinné

37 Příklady  Biodetergenty (proteasy, amylasy, lipasy, celulasy, peroxidasy)  Hydrolýza škrobu (amylasy, GI, transferasy)  Mlékárenství (chymosin)  Hydrolýza proteinů  ……. až po „biostoning“ (celulasy)


Stáhnout ppt "Reakční kinetika enzymových reakcí; regulace činnosti enzymů."

Podobné prezentace


Reklamy Google