1

ENZIMI

�Definicija enzima

�Definicija aktivnog mjesta

�Enzimska kinetika

�Specifičnost enzimskih reakcija

�Fizički uvjeti sredine

�Uticaj hemijskih tvari

�Inhibitori enzimskih reakcija

ENZIMI

2

� Enzimi su proteini tercijarne ili kvarterne sturkture koji na površini imaju većinu polarnih aminokiselinskih ostataka, dok su nepolarni ostaci okrenuti prema unutrašosti molekule

� Imaju veliku katalitičku moć (smanjuju energiju aktivacije hemijsih reakcija)

� Ubrzavaju reakcije i preko milion puta, a vrlo često kataliziraju samo jednu reakciju ili skup vrlo srodnih reakcija

enzim = apoenzim + kofaktor

ENZIMI

3

ENZIMI

Kinetika enzimskih reakcija

� U trenutku katalitičke promjene supstrat je povezan uglavnom slabim nekovalentnim vezama. Izmjena se dešava na dijelu enzima koji se naziva aktivno mjesto.

� Aktivno mjesto predstavlja mali broj aminokiselina smještenih u unutrašnjosti, u hidrofobnom dijelu proteinske molekule, čije prostorno ureñenje odgovara molekuli supstrata.

ENZIMI

4

ENZIMI

Aktivno mjesto

� Aminokiseline koje ulaze u sastav enzima se dijele na četiri različite grupe:

a) Indiferentne

b) Konformacijske

c) Pomoćne

d) Kontaktne

ENZIMI

5

� Brzina enzimske reakcije se izražava preko količine supstrata promjenjenog u jedinici vremena. Ona zavisi od koncentracije enzima [E], koncentracije supstrata [S] i afiniteta enzima za supstrat.

ENZIMSKA KINETIKA

� Uticaj koncentracija enzima i supstrata na brzinu enzimske reakcije

ENZIMSKA KINETIKA

� Brzina enzimske reakcije raste progresivno da bi se dostigla maksimalna vrijednost brzine koja ne ovisi o daljnem povećanju koncentracije supstrata

6

� Michaelis i Menten su predložili jednostavan model za razriješavanje kinetike enzimskih kataliziranih hemijskih reakcija

ENZIMSKA KINETIKA

� Michaelis i Menten su predložili jednostavan model za razriješavanje kinetike enzimskih kataliziranih hemijskih reakcija

ENZIMSKA KINETIKA

.

.

.

7

� Značenje Michalisove konstante

KM predstavja koncentraciju supstrata [S] pri kojoj je pola aktivnih mjesta na enzimu ispunjeno supstratom i kad enzim postiže polovinu maksimalne brzine reakcije.

ENZIMSKA KINETIKA

KM odreñuje koliki je afinitet enzima za njegovim supstratom. Kada je veća KM tada je manji afinitet enzima za supstrat i obrnuto.

ENZIMSKA KINETIKA

8

� Grafički prikaz Michalisove konstante i maksimalne brzine

ENZIMSKA KINETIKA

Enzim katalizira samo jednu odreñenu hemijsku reakciju ili grupu sličnih reakcija, a specifičnost prema supstratu je uglavnom potpuna.

SPECIFIČNOST ENZIMSKIH REAKCIJA

9

� Preporučeno ime: karboksipeptidaza A

� Sistemsko ime: peptidil-L-aminokiselinska hidrolaza

� Klasifikacijski broj: EC 3. 4. 17. 1

EC- Enzyme Comission

NOMENKLATURA ENZIMA

� Katalitička aktivnost se mjeri u jedinicama

� 1 katal = količina enzima koja katalizira konverziju 1 mola supstrata u produkt u 1 sekundi

� 1 U = količina enzima koja katalizira konverziju 1 µmol supstrata u produkt u 1 minuti

1 U = 16,67 x 10-9kat = 16,67 nkat

1 kat = 6 x 107 U

Katalitička koncentracija enzima = broj katala u litri otopine

JEDINICA ENZIMSKE AKTIVNOSTI

10

� Uticaj temperature

FIZIČKI UTICAJI

� Brzina hemijske reakcije raste dva puta pri porastu temperature za 100C

� Inaktivacija enzima zbog razgradnje proteinskog dijela

� Tr-temperatura razgradnje

� Uticaj pH

FIZIČKI UTICAJI

� Za enzimsku reakciju postoji

optimalan pH pri kojem je enzim

najaktivniji

11

� Aktivatori enzimske aktivnosti – ubrzavaju enzimske reakcije, a da pri tom ne mjenjaju afinitet enzima za supstrat (KM je nepromjenjiva)

HEMIJSKI UTICAJI

� Aktivacija metalnim jonima

� Kinaze se aktiviraju sa Mg2+ jonom koji se veže na ATP molekulu i pokreće enzimsku reakciju

� Alkohol dehidrogenaze se aktiviraju sa Zn2+

� Piruvat dekarboksilaze sa Mn2+ ......

HEMIJSKI UTICAJI

12

� Zimogena aktivacija

Dešava se u specijalizovanim ćelijama gdje se enzimi sintetiziraju u neaktivnom obliku i tako se štite od autoproteolize. To je slučaj sa enzimima koji se poslije izlučivanja u ekstracelularni prostor mijenjaju iz neakivnog enzima u aktivni enzim.

HEMIJSKI UTICAJI

� Kovalentna aktivacija

Aktivnost se regulira kovalentnom ugradnjom neke hemijske skupine u neaktivni enzim. Npr, aktivacija fosforilazije, enzima koji katalizira metabolizam glikogena.

HEMIJSKI UTICAJI

13

� Ireverzibilni inhibitori

� Reverzibilni inhibitori. Dijele se na kompeticijske i nekompeticijske inhibitore

INHIBITORI ENZIMSKE AKTIVNOSTI

� Kompeticijski inhibitori

Slične su strukture supstratu koji se može smjestiti na aktivno mjesto enzima

INHIBITORI ENZIMSKE AKTIVNOSTI

14

� Nekompeticijski inhibitori

Ne veže se na aktivno mjesto, pa se ne mjenja afinitet enzima prema supstratu. Inhibitor se veže na enzim-supstrat kompleks.

INHIBITORI ENZIMSKE AKTIVNOSTI