Enzymy

Jak nazywają się niebiałkowe enzymy

rybozymy

Apoenzym

nieaktywne białko enzymatyczne bez koenzymu/kofaktora

Holoenzym

Aktywne białko enzymatyczne zawierające koenzym/kofaktor

Miejsce/centrum aktywne

Trójwymiarowe zagłębienie, zawierające łańcuchy boczne aminokwasów uczestniczących w w wiązaniu substratu i katalizie, łącząc go niekowalencyjnie w kompleks enzym-substrat. Posiada miejsce wiązania i miejsce katalityczne

Grupy boczne aminokwasów, biorących udział w wiązaniu substatu w centrum aktywnym enzymu

beta-karboksylowe asparaginianu, gamma-karboksylowe glutaminianu, eta-aminowe lizyny, azot w pierścieniu imidazolowym histydyny, grupy OH seryny, treoniny, tyroksyny i SH cysteiny

Wpływ enzymu na energię aktywacji i swobodną

obniża energię aktywacji i nie wpływa na energię swobodną

Jak oblicza się stałą Michaelisa i czego jest miarą?

Stężenie substratu, przy którym prędkość reakcji jest równa połowie prędkości maksymalnej. Jest miarą powinowactwa wobec danego substratu

Klasy enzymów

oksydoreduktazy, transferzay, hydrolazy, liazy, izomerazy i ligazy

oksydoreduktazy

enzymy katalizujące reakcje utleniania i redukcji

Transferazy

Enzymy katalizujące przenoszenie reszt glikozylowych, grup metylowych i fosforanowych.np. aminotransferaza alaninowa

Hydrolazy

Enzymy katalizujące hydrolityczne rozszczepienie niektórych wiązań przy udziale WODY.np. arginaza, ureaza, proteazy

Liazy

Enzymy katalizujące rozszczepienie niektórych wiązań, eliminację atomu z wytworzeniem lub usunięciem wiązania podwójnego np. fumaraza

Izomerazy

Enzymy katalizujące geometryczne lub strukturalne zmiany w obrębie cząsteczki np. izomeraza fosfotriozowa

Ligazy

Enzymy katalizujące wiązanie się dwóch cząsteczek, hydrolizując jednocześnie ATP.np. syntetaza glutaminowa

grupa prostetyczna

Niebiałkowy składnik enzymu, niezbędny do jego aktywności katalitycznej stale związany z częścią białkową

Czym różnią się enzymy aktywowane przez metal od metaloprotein

dla metaloprotein jon metalu jest grupą prostetyczną, a dla enzymów aktywowanych przez metal kofaktorem

Izoenzymy

Fizycznie różne formy enzymu katalizującego tą samą reakcję, o delikatnych różnicach we właściwościach. Stosunki ilościowe konkretnych izomerów mogą wskazywać na toczący się proces chorobowy w organizmie, a zwłaszcza zawału serca

Wpływ temperatury na szybkość reakcji

Zazwyczaj wzrasta w przedziale 0-40 stopni, przy czym na każde podniesienie sie temperatury o 10 stopni, szybkosc wzrasta dwukrotnie

Wpływ aktywatora allosterycznego na pracę enzymu

Prędkość maksymalna jest osiągana przy mniejszym stężeniu substratu - stała Michaelisa maleje

Wpływ inhibitora allosterycznego na pracę enzymu

Prędkość maksymalna jest osiągana przy większym stężeniu substratu - stała Michaelisa rośnie

Katal

Aktywność enzymu przekształcającego 1 mol substratu w 1 sekundę w 30 stopniach i optymalnym pH

Międzynarodowa jednostka enzymatyczna (unit)

Aktywność enzymu przekształcającego 1 mikromol substratu w czasie 1 minuty w temperaturze 30 stopni, w optymalnym ph

Inhibicja kompetecyjna

Inhibitor jest podobny do substratu i konkuruje o miejsce aktywne enzymu z nim. Powoduje zmniejszenie powinowactwa enzymu do substratu, zwiększenie stałej Michaelisa. Wpływ inhibitora jest odwracany przez zwiększenie stężenia substratu

Inhibicja niekompetecyjna

Inhibitor nie jest podobny do substratu, wiąże się z enzymem poza miejscem aktywnym i nie konkuruje z substratem. OBNIŻA PRĘDKOŚĆ MAKKSYMALNĄ REAKCJI, stała Michaelisa bez zmian

Modyfikacja kowalencyjna białek

Fosforylacja i defosforylacja (przyłączanie reszt fosforanowych do grup OH seryny, treoniny i tyrozyny) przez kinazy białkowe w obecności ATP. W wyniku procesu białka cechują się mniejszą lub większą aktywnością

Regulacja allosteryczna

Przyłączanie się cząsteczki efektora (aktywatora/inhibitora allosterycznego) do miejsca poza centrum aktywnym, najczęściej w podjednostce regulacyjnej

Rola koenzymów

Przenoszenie grup funkcyjnych, atomów wodoru lub elektronów. Współdziałają głównie z

Znane koenzymy

NAD+, NADP+, FMN, FAD, Koenzym A, SAM, Biotyna, Liponian, Pirofosforan tiaminy, fosforan pirydoksalu, tetrahydrobiopteryna, tetrahydrofolian, hem, ATP, UTP, GTP, CTP, Koenzym B12

Nazwa i funkcja NAD+

Pochodna wit. B3, Dinukleotyd nikotynamidoadeninowy; Transportuje protony i elektrony od dehydrogenaz do łańcucha oddechowego

Nazwa i funkcja NADP+

Pochodna wit. B3, Fosforan dinukleotydu nikotynamidoadeninowego; Transportuje protony i elektrony od dehydrogenaz do syntezy kwasów tłuszczowych i cholesterolu

nazwa i funkcja FMN

Pochodna wit. B2, flawinomononukleotyd; ściśle związany z białkiem enzymatycznym jak grupa prostetyczna niektórych oksydaz. JEst jednym z przenośników protonów i elektronów w łańcuchu oddechowym

nazwa i funkcja FAD

Pochodna wit. B2, dinukleotyd flawinoadeninowy; Trwale związany z białkiem enzymatycznym, Bezpośredni akceptor atomów wodoru od niektórych substratów

Koenzym A

PRzenośnik grup acylowych poprzez wiązanie tioestrowe (powstałe przez reakcję SH), do którego są przyłączone reszty kwasowe

S-Adezynometionina (SAM)

PRzenośnik grupy metylowej

Biotyna

Wiąże i przenosi CO2 jako karboksybiotyna, a CO2 jest uwalniane do reakcji karboksylacji

Liponian

Przejściowy akceptor grup acylowych w procesie oksydacyjnej dekarboksylacji alfa-ketokwasów

Diagnostyka zawału serca po aktywności izoenzymów

LDH-1 zaczyna przewyższać LDH-2 w osoczu krwi, dodatkowo po 1-2 dniach po zawale gwałtownie wzrasta aktywność CK-2

Jak małe zmiany pH wpłyną na konformację enzymów i ich aktywność

Zmniejszenie aktywności przez zaburzenia w oddziaływaniach wodorowych i jonowych

Jak duże zmiany pH wpłyną na konformację enzymów i ich aktywność

denaturacja - brak aktywności katalitycznej

Wpływ stężenia enzymu na szybkość reakcji

Szybkość reakcji jest wprost proporcjonalna do stężenia enzymu

Wpływ stężenia substratu na szybkość reakcji

Szybkość rośnie wprost proporcjonalnie do osiągnięcia optimum, w którym enzymy są wysycone substratem. Dalsze zwiększanie stężenia nie zmienia szybkości reakcji

przykład inhibitora kompetecyjnego w cyklu Krebsa

Malonian - inhibitor dehydrogenazy bursztynianowej

2 przykłady inhibitora niekompetecyjnego nieodwracalnego

cyjanki są inhibiotrem oksydazy cytochromowej; kwas acetylosalicylowy dla cyklooksygenazy typu 1

Inhibicja akompetecyjna

Inhibitor łączy się tylko z kompleksem E-S w miejscu innym niż allosteryczne i aktywne. Jest nieodwracalny, także przez zwiększenie stężenia substratu. Km zmniejsza się (powinowactwo pozornie zwiększa) i Vmax zmniejsza się

Inhibicja samobójcza

Nieodwracalne przyłączenie inhibitora podobnego do substratu do miejsca aktywnego, w wyniku czego inhibitor jest modyfikowany i wiąże się trwale z enzymem

Co katalizuje fosforylację, a co defosforylację

fosforylacja - kinazy; defosforylacja - fosfatazy

Reakcja katalizowana przez katalazę

2H2O2 -> 2H2O + O2

Reakcja katalizowana przez peroksydazę

AH2 + H2O2 -> A + H2O

karboksypeptydaza A

enzym proteolityczny ze związanym jonem Zn2+, który odłącza od białka/peptydu pojedyncze aminokwasy C-końcowe oprócz lizyny i argininy. Szczególnie aktywny wobec aminokwasów c-końcowych z pierścieniem aromatycznym lub długim alifatycznym łańcuchem bocznym

reakcja katalizowana przez cyklazę adenylanową

ATP -> 3'-5' cAMP + PPi

jony metali będącymi kofaktorami

Ca2+, Mg2+, Zn2+, Fe2+, Fe3+, K+, Na+, Mn2+, Cu+, Cu2+

specyficzność substratowa enzymu

Rodzaj substratu ulegającego przemianie i określanie powinowactwa enzymu do substratu. Odpowiada za nią apoenzym

Specyficznosć działania/kierunkowa enzymu

określa typ katalizowanego procesu. Odpowiada za nią kofaktor

Enzymy NIE...

... wpływają na energię swobodną, nie zmieniają poziomu energetycznego substratów i produktów, nie wpływają na równowagę reakcji, nie zużywają się podczas reakcji

Funkcja i z czego składa się CoA?

Przenoszenie grup acylowych, witamina B5 (kwas pantotenowy), cysteamina i ADP

Jaka inhibicja?

Kompetecyjna

Jaka inhibicja?

Kompetecyjna

Jaka inhibicja?

Niekompetecyjna

Jaka inhibicja?

akompetecyjna

Jaka inhibicja?

niekompetecyjna

Jaka inhibicja?

akompetecyjna

Na jakie podklasy dzielą się oksydoreduktazy?

dehydrogenazy, oksydazy, oksygenazy, reduktazy, peroksydazy

Dehydrogenazy

Utleniają substrat przez przeniesienie jednego lub więcej protonów na akceptor NAD+/FAD.np. dehydrogenaza alkoholowa, dehydrogenaza jabłczanowa

Reduktazy

Redukują substrat przez uwodornienie go. Jako źródło elektronów i protonów używają NADPH.np. Reduktaza dihydrofolianowa

Peroksydazy

Redukują H2O2 i organiczne nadtlenki utleniając np. glutation (peroksydaza glutationowa), H2O2 (katalaza zarazem utlenia i redukuje H2O2 do H2O i O2)

Oksydazy

Przenoszą protony i elektrony na tlen z wytworzeniem wody.np. oksydaza cytochromowa

Oksygenazy

Przyłączają tlen do substratu; monooksygenazy/hydroksylazy wprowadzają 1 atom tlenu z wytworzeniem grupy OH i wody, dioksygenazy przyłączają 2 atomy wodoru najczęściej w miejsce wiązania podwójnego

stężenie aktywności enzymatycznej

liczba katali/U na 1 dm3 roztworu

Aktywność właściwa enzymu

liczba katali/U na jednostkę masy białka enzymatycznego

Aktywność molowa enzymu

liczba katali/U na 1 mol białka enzymatycznego

Regulacja procesów enzymatycznych - aktywacja lub dezaktywacja

Ograniczona proteoliza, modyfikacja kowalencyjna, sprzężenie zwrotne, sprzężenie następcze (feedforward), enzymy allosteryczne

aminokwasy katalityczne

aminokwasy z naładowanymi/polarnymi łańcuchami bocznymi. Biorą bezpośredni udział w wiązaniu substratu

aminokwasy niekatalityczne

aminokwasy z niepolarnymi łańcuchami bocznymi. Biorą pośredni udział w wiązaniu substratu - zapewniają środowisko hydrofobowe, wspomagają tworzenie miejsca aktywnego, mogą przytrzymywać substrat blisko niego

Pirofosforan tiaminy

Pochodna witaminy B1 będąca kofaktorem oksydacyjnej dekarboksylacji a-ketokwasów (dla pirogronianu nazywa się reakcją pomostową)

Fosforan pirydoksalu

Pochodna witaminy B6 zwanej pirodoksyną. Jest przenośnikiem grup aminowych w transaminacji i bierze udział w dekarboksylacji aminokwasów

liponian

Kofaktor oksydacyjnej dekarboksylacji alfa-ketokwasów (dla pirogronianu to reakcja pomostowa) - jest przejściowym akceptorem grupy acylowej; Może neutralizować wolne rodniki grupami SH, przenosząc na nie wodór.

Biotyna

Witamina H/B7 przenosi CO2 jako karboksybiotyna - jest kofaktorem karboksylaz biotynozależnych

Reakcja katalizowana przez dysmutazę ponadtlenkową

2O2- +2H+ -> H2O2 + O2