Embed Size (px)
DESCRIPTION
Enzymologie. Jak pracují enzymy - mechanizmy . Bruno Sopko. Termodynamický model katalýzy. Termodynamický model katalýzy. Rychlost chemické reakce je dána změnou Gibbsovy energie a aktivační energií:. Tudíž z rychlení reakce pomocí katalýzy může být vyjádřeno :. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Enzymologie
ÚLCHKBCH2015
M. Kohutiar
Osnova
I. Základní principy enzymové reakce
II. Termodynamické a kinetické aspekty enzymové katalýzy
III. Mechanizmy enzymové katalýzy
IV. Izoenzymy a aktivita enzymů
Klinický význam
• ALT• AST• ALP• GMT• CK• LDH• …
I. Základní principy enzymové reakce
Enzymy
1. Vyšší reakční rychlost2. Mírnější podmínky reakce3. Vyšší specificita reakce4. Regulace
Substrátová specificita
Substrátová specificitastereospecificita
Substrátová specificitageometrická specificita
CH3CH2OH
CH3OH
CH3CHO
CH2O
etanol
metanol
acetaldehyd
formaldehyd
Substrátová specificitageometrická specificita
R
O
NH R
+ OH2 R
O
O-
+ H NH+
H
R
R
O
O R
+ OH2 R
O
O-
+ H O
R
H+
Stavba enzymu
Kofaktory
Regulace enzymové aktivity
1. Regulace množstvím přítomného enzymu2. Regulace enzymové aktivity
Názvosloví enzymů
1. Oxidoreduktázy2. Transferázy3. Hydrolázy4. Lyázy5. Izomerázy6. Ligázy
Názvosloví enzymů
• Triviální názvy: amyláza, trypsin, elastáza…• Systematický název: EC (Enzyme Commission)
EC 1.1.1.1 alkohol:NAD oxidoreduktázaTřída: oxidoreduktázyPodtřída: CH-OH donoryPodskupina: NAD(P)+ akceptoryPořadové číslo: alkoholdehydrogenáza
Názvosloví enzymůoxidoreduktázy
CH3CH2OH CH3CHOetanol acetaldehyd
NAD+ NADH + H
+
Názvosloví enzymůtransferázy
O O
NH2
OHOH
+ O
O
CH3
OH
O
NH2
CH3
OH
+ O O
O
OHOH
kyselina glutamová kyselina pyrohroznová
alanin kyselina -ketoglutarová
Názvosloví enzymůhydrolázy
P OH
O
OH
O
R
+ OH2 P OH
O
OH
OH +R
OH
ester kyselina alkohol
Názvosloví enzymůlyázy
Názvosloví enzymůizomerázy
O
OHH
HH
OHOH
H OH
H
O-P
O
OHH
OH
OH
HH
O-P OH
Názvosloví enzymůligázy
II. Termodynamické a kinetické aspekty enzymové katalýzy
Kinetika reakcí 0. řáduA→ P
Kinetika reakcí 1. řáduA→ P
Kinetika reakcí 2. řádu2 A→ P
Teorie přechodového stavu
/RT-EAeAk
Teorie přechodového stavu
Teorie přechodového stavu
Enzymová kinetika rovnice Michaelis-Mentenové
E + S ES E + P
SSVv
M
max
K
SSVv
M
max
K
Inhibice
1. Kompetitivní2. Nekompetetivní3. Akompetitivní4. Smíšená5. Allosterická (aktivace/inhibice)
→ podrobně seminář příští týden
III. Mechanizmy enzymové katalýzy
Mechanizmy enzymové katalýzyvznik ES komplexu
• Aktivní místo: často hydrofobní kapsa uvnitř nebo na
povrchu enzymu umožňující vazbu substrátu
• Odstranění solvatačního obalu• Vazba na povrch enzymu• Reakce
Mechanizmy enzymové katalýzyFisher vs. Koshland
Mechanizmy enzymové katalýzyFisher vs. Koshland
Mechanizmy enzymové katalýzy
1. Acidobazická katalýza (kyselá/zásaditá)2. Kovalentní katalýza – elektrofilní/nukleofilní3. Katalýza kovovými ionty4. Elektrostatická katalýza5. Proximitní a orientační efekt
Mechanizmy enzymové katalýzyacidobazická katalýza
Mechanizmy enzymové katalýzykovalentní katalýza
CH3
O
OH
O
CO2 + CH3 CH3
O
Mechanizmy enzymové katalýzykovalentní katalýza
CH3
O
OH
O
CO2 + CH3 CH3
O
CH2 CH3
NR H
CO2CH3
O
O-
N+
R H
CH3 CH3
OH2O
Mechanizmy enzymové katalýzykatalýza kovovými ionty
Mechanizmy enzymové katalýzy
1. Elektrostatická katalýza Rozdělení nábojů kolem aktivního místa
enzymu vede k stabilizaci přechodového stavu
2. Proximitní a orientační efekt Vhodný prostorový vztah reaktantů (přiblížení a orientace)
IV. Izoenzymy a enzymová aktivita
Izoenzymy
• Katalyzují stejnou reakci, ale mají jinou strukturu
Enzymová aktivita
• 1 Katal: množství enzymu, které katalyzuje přeměnu 1 mol substrátu za 1 sekundu
• 1 Unit: množství enzymu, které katalyzuje přeměnu 1 mikromol substrátu za 1 minutu
1U=16,67nkat
Děkuji za pozornost…dotazy?
