Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Enzymy Vladimíra Kvasnicová. Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/255/255enz/enzymology.htm.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Enzymy Vladimíra Kvasnicová. Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/255/255enz/enzymology.htm."— Transkript prezentace:

1 Enzymy Vladimíra Kvasnicová

2 Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/255/255enz/enzymology.htm Enzym je biokatalyzátor:biokatalyzátor reakce

3 Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://stallion.abac.peachnet.edu/sm/kmccrae/BIOL2050/Ch1-13/JpegArt1-13/05jpeg/05_jpeg_HTML/index.htm

4 Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/255/255enz/enzymology.htm

5 Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2

6 Enzymy snižují aktivační energii reakce (E A ) zkracují čas dosažení rovnovážných koncentrací se nespotřebovávají, z reakce vycházejí nezměněny umožňují uskutečnění reakce při T, p a pH lidského těla jsou specifické mohou být regulovány nemění  G dané reakce nemění rovnovážné koncentrace samostudium

7 Obrázek převzat z (prosinec 2006) Struktura a vlastnosti - většina enzymů jsou proteiny

8 Obrázek převzat z (prosinec 2006)

9 Obrázek převzat z (prosinec 2006)

10 Obrázek převzat z (prosinec 2006) Každý enzym má teplotní optimum pH optimum určitou afinitu k substrátu

11 Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://www.carleton.ca/biology/2200/schedule.html

12 Některé enzymy jsou produkovány ve formě prekurzorů (= PROENZYMY nebo ZYMOGENY) Obrázek převzat z : (prosinec 2006)http://wine1.sb.fsu.edu/bch4053/Lecture26/zymogen.jpg

13 Obrázek převzat z (prosinec 2006) nebo musí být nejprve aktivovány (např. fosforylací):

14 Izoenzymy (izozymy) jsou enzymy, které katalyzují stejnou reakci, ale liší se strukturou a fyzikálně-chemickými vlastnostmi. Izoenzymy jsou kódovány různými geny (= pravé izoenzymy) nebo vznikají různou posttranslační modifikací (= izoformy) se nachází v různých kompartmentech buňky se nachází v různých tkáních organismu mohou být oligomery různých podjednotek

15 Obrázek převzat z (prosinec 2006) př. 5 izozymů (různý poměr jednotlivých monomerů)

16 Figure 17.6 z Garrett, R.H.; Grisham, C.M. Biochemistry; Saunders: Orlando,1995; str. 553, nalezený na (prosinec 2006)http://www.uwsp.edu/chemistry/tzamis/enzyme_complex.html multienzymové komplexy samostatné enzymy mtb dráhy

17 Obrázek převzat z (prosinec 2006) př. multienzymový komplex dehydrogenázy 2-oxokyselin

18 Obrázek převzat z (prosinec 2006) př. multienzymový komplex dehydrogenázy 2-oxokyselin

19 Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 Alosterický enzym: a) monomerní, b) oligomerní

20 Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 Alosterický enzym v T a R konformaci: modulátory ovlivňují rovnováhu reakce inhibitory mají vyšší afinitu k T-konformaci aktivátory a substráty mají vyšší afinitu k R-konformaci

21 Enzymy v medicíně stanovení aktivity enzymů v krvi enzymové analytické metody enzymoterapie

22 Stanovení aktivity enzymů z diagnostických důvodů nejčastěji je vyšetřována krev (sérum, plazma)  zjištění přítomnosti a závažnosti tkáňového poškození jednotky:  kat/L (= katalytická koncentrace enzymu) kat = katal 1 katal = 1 mol substrátu přeměněný enzymem za 1 sec. 1  kat = kat

23 Enzymy nacházející se v plazmě: a) enzymy specifické pro plazmu (př. srážecí faktory) b) sekreční enzymy (př. amyláza, lipáza) c) buněčné enzymy Důležité je znát: 1) intracelulární lokalizaci enzymů 2) distribuci enzymů v orgánech a tkáních 3) zdroj enzymů nacházejících se v plazmě 4) cesty eliminace enzymů z krve

24 Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley ‑ Liss, Inc., New York, ISBN 0 ‑ 471 ‑ ‑ 2 „ srdeční enzymy“

25 Žádanka na biochemické vyšetření: (prosinec 2006) ENZYMY

26 Názvosloví enzymů -áza nebo -asa / -in IUMB nomenklatura enzymů doporučené názvy

27 IUMB nomenklatura enzymů EC nomenklatura * každý enzym má své EC číslo (Enzyme Commission of IUBMB) – 6 tříd enzymů: EC 1.x.x.xoxidoreduktázy EC 2.x.x.xtransferázy EC 3.x.x.xhydrolázy EC 4.x.x.xlyázy EC 5.x.x.xizomerázy EC 6.x.x.xligázy (syntetázy) → vychází z typu enzymem katalyzované reakce

28 systematické názvy * tvoří se podle specifických pravidel, specifikují reakci katalyzovanou enzymem příklad: ATP : D-glukóza fosfotransferáza (EC )  přenáší (2) fosfát (7) na alkoholovou sk. (1) ATP + D-Glc  ADP + D-Glc-6-fosfát (Glc-6-P)

29 doporučené názvy (= akceptované) * jednodušší než systematické, běžně se používají * velmi důležité! příklad: EC = glukokináza (viz výše)

30 staré triviální názvy * bez vztahu ke katalyzované reakci * koncovka -in (pepsin, trypsin) * používají se pro enzymy objevené již dávno (dlouho používané názvy) zkratky enzymů * běžné v medicíně př. LD, ALT, ALP

31 Většina názvů enzymů obsahuje koncovku -áza a) název substrátu + -áza(př. amyláza) b) typ reakce + -áza (př. dehydrogenáza) = skupinový doporučený název, nejde o název konkrétního enzymu

32 IUBMB Enzyme Nomenclature EC Accepted name: hexokinase Reaction: ATP + D-hexose = ADP + D-hexose 6-phosphate Other name(s): hexokinase type IV glucokinase; hexokinase D; hexokinase type IV; hexokinase (phosphorylating); ATP-dependent hexokinase; glucose ATP phosphotransferase Systematic name: ATP:D-hexose 6-phosphotransferase Comments: D-Glucose, D-mannose, D-fructose, sorbitol and D- glucosamine can act as acceptors; ITP and dATP can act as donors. The liver isoenzyme has sometimes been called glucokinase. Příklad odkazu z databáze enzymů:

33 Doporučené (triviální) názvy enzymů (používají se v biochemii) 1) oxidoreduktázy: A ox + B red  A red + B ox * dehydrogenáza (H - or H) * reductáza * oxidáza * peroxidáza (různé peroxidy) * oxygenáza (O 2 ) * hydroxyláza (= monoxygenáza; -OH) * desaturáza (-CH 2  CH 2 -  -CH  CH-)

34 2) transferázy:A-x + B  A + B-x * skupinatransferáza (př. aminotransferáza) * kináza (= fosfotransferáza) * fosforyláza * transketoláza * transaldoláza

35 3) hydrolázy:A-B + H 2 O  A-H + B-OH * esteráza (R 1 -CO-O-R 2 ) * fosfatáza (fosfát-O-R)  P i !!! * fosfodiesteráza (R 1 -O-fosfát-O-R 2 ) * nukleáza, peptidáza, glycosidáza, lipáza

36 4) lyázy:A-x  B + x * dekarboxyláza (  CO 2 ) * dehydratáza (  H 2 O) * hydratáza (-CH  CH- + H 2 O  -CH(OH)  CH 2 -) * syntáza

37 5) izomerázy:A  izo-A * epimeráza (monosacharid  jeho epimer) * mutáza (změna polohy fosfátové skupiny v molekule)

38 6) ligázy:A + B + ATP  A-B + ADP + P i * syntetáza * karboxyláza

39 Žádanka na biochemické vyšetření: (prosinec 2006) ENZYMY

40 ASTaspartátaminotransferáza ALTalaninaminotransferáza GMT gamaglutamyltranspeptidáza ALPalkalická fosfatáza ACP kyselá fosfatáza AMS  -amyláza LPSlipáza CKkreatinkináza CHEcholinesteráza LDlaktátdehydrogenáza Doplňte třídu, do níž každý z enzymů patří:

41 Kofaktory enzymů oxidoreduktázy: NAD + nikotinamidadenindinukleotid NADP + nikotinamidadenindinukleotid fosfát (prekurzor: niacin = kyselina nikotinová) H - FADflavinadenindinukleotid FMNflavinmononukleotid (prekurzor: riboflavin = vitamin B2) 2 H hemFe 3+ + e -  Fe 2+  e -

42 transferázy: ATPadenosinetrifosfát / fosfát GTPguanosintrifosfát / fosfát TDPthiamindifosfát / C-fragment (prekurzor: thiamin = vitamin B1) PALPpyridoxalfosfát/ -NH 2 (prekurzor: pyridoxin = vitamin B6) THFtetrahydrofolate/ C1-fragment (prekurzor: kyselina listová) CoAkoenzym A (HS-Co-A)/ acyl PAPSfosfoadenosinfosfosulfát / sulfát

43 Obrázek je převzat z (leden 2007)http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html 3´-fosfoadenosin-5´-fosfosulfát (PAPS) přenáší sulfát do substrátu při konjugačních reakcích (sulfatace)

44 Obrázky převzaty z a (leden 2008)http://lxyang.myweb.uga.edu/bcmb8010/pic/NAD+.gif Koenzym A = CoA-SH

45 Obrázek převzat z (leden 2008)http://www.dentistry.leeds.ac.uk/biochem/postgrad/thftypes.gif Deriváty tetrahydrofolátu

46 lyázy: PALPpyridoxalfosfát (dekarboxylázy) ligázy: ATPadenosintrifosfát  acyl-CoA-syntetázy  aminoacyl-tRNA-syntetázy biotin= vitamin H (karboxylázy)

47 Enzymová kinetika activita, jednotky  1 katal = 1 mol substrátu přeměněný enzymem za 1 sec.  1 IU = 1 μmol substrátu přeměněný enzymem za 1 min. 1 katal = 1 mol / 1 sec. = 10 6 μmol /1 sec. = 60 x 10 6 μmol/1 min (= 60 sec.) 1 katal= 6 x 10 7 IU

48 Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://www.steve.gb.com/science/enzymes.html Aktivita se vztahuje na konstantní koncentraci enzymu: [E] = konstantní

49 Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/255/255enz/gk3x15.gif ! DŮLEŽITÉ !

50 Kinetika Michaelis-Mentenové průběh křivky (hyperboly) může být popsán rovnicí: Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://www.steve.gb.com/science/enzymes.html

51 Obrázek převzat z (prosinec 2006) K m popisuje afinitu enzymu k danému substrátu ! nepřímá úměrnost!

52 Obrázek převzat z (prosinec 2006) linearizace hyperboly (reciproké hodnoty): y = k x + q

53 Obrázek převzat z (prosinec 2006)

54 Obrázek převzat z (prosinec 2006) Inhibice enzymů

55 1) Kompetitivní inhibice inhibitor je strukturně podobný substrátu váže se do aktivního centra, ale není enzymem přeměňován zvyšuje K m (  afinity enzymu k substrátu) zvýšením koncentrace substrátu lze inhibici potlačit inhibice je vratná Obrázek převzat z (prosinec 2006)

56 inhibitor se váže na jiné místo enzymu než substrát inhibici nelze potlačit zvýšením koncentrace substrátu (nemění se K m ) V max klesá (protože došlo ke snížení aktuální koncentrace aktivního enzymu) vratná pouze pokud se inhibitor neváže na enzym kovalentně Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://www.steve.gb.com/science/enzymes.html 2) Nekompetitivní inhibice

57 Obrázek převzat z (prosinec 2006) Shrnutí inhibice enzymu

58 Některé enzymy mohou být také inhibovány nadbytkem substrátu Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://www-biol.paisley.ac.uk/Kinetics/chapter_3/chapter3_6_1.html

59 Inhibice léky a jedy a) vratná (reverzibilní) nebo b) nevratná (ireverzibilní)  inhibitor se váže na enzym kovalentně (pevně)

60 Inhibice jako regulace metabolických drah inhibice produktem nebo meziproduktem a) inhibice zpětnou vazbou (feedback regulace) b) zkřížená regulace c) regulace krokem vpřed (feedforward regulace) inhibice d) reverzibilní kovalentní modifikací (př. fosforylace / defosforylace enzymu)

61 Obrázek převzat z 13/05jpeg/05_jpeg_HTML/index.htm (prosinec 2006)http://stallion.abac.peachnet.edu/sm/kmccrae/BIOL2050/Ch1-13/JpegArt1- 13/05jpeg/05_jpeg_HTML/index.htm Reverzibilní kovalentní modifikace: A) fosforylace proteinkinázou defosforylace proteinfosfatázou B) fosforylovaný enzym je buď aktivní nebo inaktivní (různé enzymy jsou ovlivňovány různě)

62 Inhibice enzymů využívaná při regulacích je buď kompetitivní (K m se zvyšuje nad koncentraci substrátu, který je v buňce k dispozici) nebo alosterická (dochází ke konformační změně ovlivňující aktivní centrum enzymu)

63 Alosterická regulace aktivátor je „pozitivním modulátorem“ inhibitor je „negativním modulátorem“ Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://www-biol.paisley.ac.uk/Kinetics/Chapter_5/chapter5_2_2.html ! Křivka alosterických enzymů je sigmoidální, ne hyperbolická !

64 SOUHRN Regulace aktivity enzymů dostupnost substrátu a jeho koncentrace indukce syntézy regulačního enzymu aktivace prekurzorů enzymu kovalentní modifikace enzymů kompetitivní inhibice alosterická regulace


Stáhnout ppt "Enzymy Vladimíra Kvasnicová. Obrázek převzat z (prosinec 2006)http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/255/255enz/enzymology.htm."

Podobné prezentace


Reklamy Google