Biochemia - enzymy

Wymień czynniki od których zależy szybkość reakcji katalizowanej enzymatycznej

Temperatura (wraz ze wzrostem rośnie) -- pH (optymalne 5.0-9.0) -- zwięskzanie stężenia substratu (aż enzym jest nasyconym substratem) -- zmiana ładunku enzymu i substratu -- denaturacja enzymu -- zmiana ładunku reszty aminokwasowej

Inhibicja

Zjawisko hamowania aktywności enzymów przez różnego rodzaju związki (inhibitory) odwracalna lub nieodwracalna.

Inhibicja odwracalna

KOMPETENCYJNA -- NIEKOMPETENCYJNA -- NIEODWRACALNA

Inhibicja kompetencyjna

inhibitor i substrat WSPÓŁZAWODNICZĄ o miejsce aktywne -- związane cząsteczki inhibitora uniemożliwiają związanie cząsteczki substratu -- Vmax zwiększając ilość substratu -- Inhibitor jest strukturalnie podobny do substratu

Inhibicja niekompetencyjna

Inhibitor nie konkuruje z substratem o miejsce aktywne ponieważ wiąże się w innym miejscu niż miejsce aktywne własnego enzymu -- Kompleks do którego przyłącza się inhibitor pozostaje nieaktywny -- Wzrost stężenia substratu nie znosi działania inhibitora

Inhibicja nieodwracalna

związanie cząsteczki inhibitora z enzymem na stałe

Wymień 2 typy oddziaływań biorących udział w tworzeniu kompleksu enzym-substrat

wiązanie elektrostatyczne -- wiązania wodorowe

EC1

Oksydoreduktazy -- -przenoszą ładunki z cząsteczki substratu na cząsteczkę akceptora -- dehydrogenazy, oksydazy, reduktazy

EC2

Transferazy - przenoszą daną grupę funkcyjną z cząsteczki jednej substancji na cząsteczkę innej substancji (transaminazy, kinazy)

EC3

Hydrolazy powodują rozpad substratu pod wpływem wody (hydroliza) rozczepienie wiązań

EC4

Liazy katalizują odłączenie grupy chemicznej od substratu bez udziału wody (np.: rozszczepienie wiązań C-C, C-O, C-N)

EC5

zmieniają wzajemne położenie grup chemicznych bez rozkładu szkieletu związku (geometryczne zmiany w obrębie cząsteczki)

EC6

Ligazy (syntetazy) powodują syntezę (połączenie) różnych cząsteczek; powstają wiązania chemiczne niezbędna jest dodatkowa energia z ATP

Enzym łączy się z substratem tworząc kompleks...

enzym-substrat

enzym substrat rozkłada się do...

produktu i wolnego enzymu

Czy stężeniue enzymu ma wpływ na stałą równowagę reakcji

nie ma wpływu

Czy zachowywana jest równowaga

Czy zachowywana jest równowaga

Rodzaj katalizowanej reakcji intertaza

rozkład sacharozy

Produkty reakcji katalizowanej intertazy

glukoza i fruktoza

Koenzym

dodatkowa cząsteczka wymagana jako substrat enzymu -- cząsteczka organiczna

Jak łączą się koenzymy z enzymami?

Za pomocą wiązań niekowalencyjnych

Jak nazywają się wiązania kowalencyjne z enzymami?

grupy prostetyczne

Jakie reakcje katalizują enzymy wymagające koenzymów?

oksydacyjno-redukcyjne, przenoszenia grup i izomeryzacji oraz reakcje tworzenia wiązań kowallencyjnych

Jakie koenzymy znamy

Pochodne wit B: -- nikotynamid -- tiamina -- ryboflawina ------- ważne składniki reakcji utleniania biologicznego i redukcji

Rodzaj katalizowanej reakcji przez Katalazę

Rozkład nadtlenku wodoru

Produktami reakcji katalizowanej przez katalazę

woda i tlen

Przez co wytwarzana jest inwertaza?

komórki drożdży

Gdzie u człowieka występuje inwertaza?

wewnętrznej przestrzeni komórek nabłonka w jelicie cienkim -- ślina pszczół

W jakim pH wykazuje aktywność alfa-amylaza?

4.5-7.0 -- lub dla bakteryjnych 10.0-10.5 -- dla alfa-amylazy trzustkowej 6.7-7.0

W jakich temp mieśli się optymalna temp działania alfa-amylaz

30-50

Jaka metoda do oznaczania akktywności enzymów amylolitycznych

Metoda wykorzystująca zdolność skrobi do tworzenia kompleksu z jodem

Kolor reakcji w metodzie wykorzystującej zdolność skrobi do tworzenia kompleksu z jodem - absorbujący jod

niebieskie -- niebiesko-fioletowe

Kolor produktów częściowej degradacji skrobiiw metodzie wykorzystującej zdolność skrobi do tworzenia kompleksu z jodem

Zależnie od wielkości cząsteczek: fioletowe (dekstryny wysokocząsteczkowe) -- czerowne i czerwonobrunatne (dekstryny o średniej masie cząsteczkowej)

Kolor dekstryn niskocząsteczkowwych

Brak zmiany

Skrobia

Roślinna substancja zapasowa -- zbudowana z amylozy i amylopektyny

Amylaza

nie ma rozgałęzień, zbudowana jest z cząsteczek glukozy połączonych wiązaniami α-1-4-glikozydowym

Amylopektyna

Rozgałęziona forma skrobi, co około 30 wiązań -- Amylopektyna i amyloza są hydrolizowane przez al-amylazę wydzielaną w ślinie oraz trzustce. Alfa-amylaza hydrolizuje wiązania alfa-1,4 glikozydowe dając maltozę, maltotriozę i alfa dekstrynę.

α-amylaza

Katalizuje rozrywanie wiązań α-1,4-glikozydowych wewnątrz endoamylazy -- Produkty: dekstryny, maltotrioza, izomaltoza, maltoza i glukoza -- wynik działania α-amylazy- szybki spadek lepkości substratu, zmiana zabarwienia kompleksu skrobi z jodem

Enzymy amylolityczne

występują powszechnie w roślinach, drobnoustrojach, zwierzętach oraz w organizmie człowieka -- Rozkładają skrobię, glikogen oraz oligo- i polisacharydy -- Zaliczanye do klasy hydrolaz

koenzym A, CoA

przenośnik aktywnych grup acetyl -- we wszystkich organizmach żywych-DZIAŁA w ponad 100 reakcjach metabolicznych: przemianie tlenowej sacharydów w cyklu Krebsa, syntezie i rozkładzie kwasów tłuszczowych i karboksylowych, syntezie steroidów i porfiryn

Model klucza i zamka

„Enzym i substraty są do siebie geometrycznie dopasowane w taki sposób, że idealnie pasują jeden do drugiego jak klucz do zamka

MODEL INDUKCYJNEGO DOPASOWANIA

komplementarny względem substratu kształt miejsca aktywnego pojawia się dopiero po związaniu substratu (kataliza przez odkształcenie substratu)

Substrat danej reakcji ulega związaniu w miejscu zwanym

miejscem aktywnym

Co znajduje się w miejscu aktywnym?

Reszty aminokwasowe (biorące udział w tworzeniu i zrywaniu wiązań chemicznych)

Na czym polega specyficzność wiązania substratu

Od precyzyjnie określonego ułożenia atomów w miejscu aktywnym. Substrat musi mieć określony kształt żeby dopasować się do miejsca aktywnego

Czym są miejsca aktywne?

są zagłębieniami lub szczelinami, zazwyczaj niedostępnymi dla cząsteczek wody, gdy nie bierze ona udziału w reakcji

Z czego zbudowane są enzymy

z więcej niż 100 reszt aminokwasowych, a ich masa cząsteczkowa przekracza 10 kDa, a średnica cząsteczki wynosi ponad 2,5 nm.

Enzymy w połączniu Enzym-substrat

zazwyczaj słabej siły wiązania. Odwracalne oddziaływania zachodzą np.: przez wiązania elektrostatyczne, wiązania wodorowe, siły van der Waalsa

Na co stężenie enzymu nie ma wpływu?

Na stałą równowagę reakcji - Jest ona taka sama bez względu na to czy równowaga jest osiągana w wyniku czy bez katalizy enzymatycznej

Czy enzymy zmieniają stan równowagi reakcji chemicznej?

NIE -- nie przesuwają jej, tylko przyspieszają jej osiągnięcie. Obniżają energię aktywacji, czyli najmniejszą ilość energii która jest niezbędna do zapoczątkowania reakcji.

Enzymy zmieniają szybkość reakcji poprzez:

Lokalne zwiększnie stężenia substratu -- utrzymania substratów w konformacji -- dostarczenie reszt aminokwasowych -- obniżenie energii aktywacji dla tworzenia stanów przejściowych