Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

ENZYMY Krystalová struktura trypsinu Obrázek byl převzat z

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "ENZYMY Krystalová struktura trypsinu Obrázek byl převzat z"— Transkript prezentace:

1 ENZYMY Krystalová struktura trypsinu Obrázek byl převzat z

2 Funkce enzymů jsou to specializované proteiny produkované živými buňkami jsou to katalyzátory → zvyšují rychlost chemických reakcí a snižují aktivační energii těchto reakcí působení většiny enzymů je velmi specifické – substrátová a reakční specifita

3 Enzymy jako biologické katalyzátory Vysoká účinnost – reakční rychlost enzymově katalyzovaných reakcí bývá někdy až o několik řádů vyšší Efektivita i za mírných podmínek - poměrně nízké teploty, normální atmosférický tlak, neutrální hodnoty pH Snadná regulace – možnost přizpůsobit se měnícím se podmínkám Enzymy ovlivňují pouze rychlost reakce nikoli rovnováhu reakce.

4 Enzymová katalýza Enzymy E jsou schopné specificky vázat reaktanty (své substráty S) v aktivním místě → komplex E-S (přechodný stav, ↓ aktivační energie) → rozpad komplexu E-S na produkty P a E

5 Aktivní místo enzymu tvarově odpovídá jakési prohlubni nebo zářezu molekula substrátu do této „díry“ zapadne a zde se naváže je trojrozměrný útvar tvořený zbytky aminokyselin jsou zde vazebné skupiny a katalytické skupiny (Cys, Ser, Thr, bazické a kyselé aminokyseliny) v aktivním místě ACHE se nalézá Ser → inhibice diisopropylfluorofosfátem

6 Charakteristika enzymů Intracelulární enzymy Extracelulární enzymy Jednoduché enzymy – pouze proteinová struktura (globulární str.) Komplexní enzymy = proteinová struktura + kofaktor Kofaktory jsou sloučeniny neproteinové povahy. Kofaktorem může být: 1) iont kovu: Zn 2+, Mn 2+, Mg 2+, Fe 2+, Cu 2+, …. 2) organická molekula a) koenzymy jsou vázány slabými vazbami na enzym, podléhají chemické přeměně a jsou pak uvolněny: NAD(P) +, FAD, koenzym Q,.. b) prostetické skupiny jsou vázány silnými vazbami na enzym a zůstávají s ním asociovány během reakce: hem, …

7 Koenzymy NAD + ↔ NADH + H + FAD ↔ FADH 2 nikotinamidadenindinukleotid flavinadenindinukleotid (vit. B2 = riboflavin) Další příklady: koenzym A, koenzym Q, tetrahydrofolát, thiamindifosfát (vit. B1 = thiamin) Obrázky byly převzaty z

8 Prostetické skupiny Biotin (vit. H) Hem Další příklad: pyridoxalfosfát (vit. B6) Obrázky byly převzaty z

9 Koenzymy a prostetické skupiny a jejich vztah k vitamínům Koenzym/prostetická skup. Vitamín Thiaminpyrofosfát (TPP)vit. B1 - thiamin FAD, FMNvit. B2 - riboflavin NAD +, NADP + nikotinamid koenzym A (CoA)kys. pantothenová tetrahydrofolát (THF)kys. listová pyridoxalfosfátvit. B6 - pyridoxin biotinvit. H - biotin koenzym Q (CoQ)ubichinon kys. lipoová

10 Názvosloví enzymů 1)První objevené enzymy byly pojmenovány podle svého zdroje. název enzymu + koncovka -in Pepsin je součástí žaludeční šťávy (řecky pepsis = trávení). 2) Enzymy byly pojmenovány podle svých substrátů: název substrátu + přípona -asa (-áza) Př. l ipáza katalyzuje hydrolýzu lipidů. Př. u reáza katalyzuje hydrolýzu urey. 3) V roce 1961 International Union of Biochemistry doporučila systematickou klasifikaci enzymů podle typu chemické reakce, kterou daný enzym katalyzuje → 6 hlavních tříd. Každý enzym má své EC číslo (kód) (4-místný). Laktátdehydrogenáza má EC kód

11 Klasifikace enzymů 1. Oxidoreduktázy katalyzují redox reakce. alkoholdehydrogenáza oxidázy, oxygenázy, peroxidázy 2. Transferázy katalyzují přenos funkčních skupin mezi donory a akceptory. aminotransferázy, kinázy 3. Hydrolázy katalyzují hydrolytické štěpení substrátů. peptidázy, proteázy, lipázy, α-amyláza 4. Lyázy (syntázy) katalyzují nehydrolytické a neoxidační štěpení nebo syntézu molekul (větš. malá molekula je zabudována /odstraněna do/ze substrátu) karboxylázy/dekarboxylázy, hydratázy/dehydratázy 5. Izomerázy epimerázy, mutázy 6. Ligázy (syntetázy) katalyzují syntetické reakce, kde 2 molekuly jsou spojeny v 1 molekulu, syntéza vyžaduje dodávku energie (ATP) polymerázy

12 Enzymová kinetika Enzymová kinetika dle Michaelise a Mentenové Michaelisova konstanta K M odpovídá koncentraci substrátu [S], při které je dosaženo poloviny maximální rychlosti V max (když v = ½ V max ). Enzym je při této rychlosti z ½ nasycen svým substrátem. Enzym s vysokou afinitou ke svému substrátu má nízkou hodnotu K M. K M = [mol/l] Obrázek byl převzat z

13 Aktivita enzymů Reakční rychlost je vyjádřena jako změna koncentrace látky za jednotku času (mol/l / s). Pro enzymově-katalyzované reakce: přeměna substrátu za jednotku času: ● Jednotka: katal (kat) = mol substrátu / s  kat/l a nkat/l jsou používány v medicíně ● Mezinárodní jednotka: IU = μmol substrátu / min Převody: 1 IU = 16,67 nkat/l 1  kat/l = 60 IU

14 Faktory ovlivňující enzymovou aktivitu Koncentrace substrátu Koncentrace enzymu Teplota Koncentrace H + iontů (pH) Inhibitory ireverzibilní inhibice reverzibilní inhibice a) kompetitivní b) nekompetitivní c) antikompetitivní

15 Kompetitivní inhibice no inhibitor plus inhibitor Kompetitivní inhibitor I soutěží se substrátem S o vazebné místo v enzymu Zvýšení hodnoty K M (je nutno dodat více S k dosažení původní aktivity enzymu) Hodnota V max zůstává stejná

16 Nekompetitivní inhibice no inhibitor plus inhibitor Inhibitor I se váže na jiné místo enzymu než substrát S, I se může vázat na volný enzym i na komplex ES Hodnota V max je snížena ( ↓ koncentrace aktivního enzymu) Hodnota K M se nemění

17 Akompetitivní inhibice Inhibitor I se váže pouze na komplex ES Hodnoty V max i K M jsou sníženy

18 Vliv typu inhibice na konstanty Inhibice Konstanty Kompetitivní I se váže jen na E roste K M, V max se nemění Nekompetitivní I se váže jak na E tak na ES K M se nemění, klesá V max Akompetitivní I se váže jen na ES klesá V max a K M

19 Regulace enzymů Allosterické enzymy Kovalentně modifikované enzymy a) fosforylace/defosforylace b) limitovaná proteolýza př. z ymogeny (proenzymy) trypsinogen → trypsin + hexapeptid

20 Enzymy v medicíně Některé důležité enzymy stanovované v klinické biochemii: EnzymPoškozený orgán nebo tkáň  -amyláza (AMS)pankreas alkalická fosfatáza (ALP)kost, játra kreatinkináza (CK)sval, srdce laktátdehydrogenáza (LD)srdce, játra alaninaminotransferáza (ALT)játra aspartátaminotransferáza (AST)srdce, játra

21 Příklad: normální (fyziologická) aktivita ALT v krvi: do 0.73  kat/l Aktivita ALT v séru během akutní virové hepatitidy je 50x vyšší než normální aktivita! IZOENZYMY jsou enzymy katalyzující tutéž chemickou reakci, avšak liší se ve svých fyzikálně-chemických vlastnostech (primární struktura). Často se vyskytují v různých tkáních organismu. Separace izoenzymů je možná např. elektroforézou. Laktátdehydrogenáza (LD) má 5 izoenzymů (LD1 – LD5), které jsou lokalizovány např. v játrech, srdci, kosterním svalu, erytrocytech a ledvinách.


Stáhnout ppt "ENZYMY Krystalová struktura trypsinu Obrázek byl převzat z"

Podobné prezentace


Reklamy Google