11. predavanje - kemijska in encimsko katalizirana kinetika Flashcards

1
Q

Kaj lahko vpliva na hitrost kemijskih reakcij?

A
  • koncentracija
  • temperatura
  • q
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Ali lahko s kemijsko kinetiko predvidevamo o dejanskem poteku kemijske reakcije?

A
  • da
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Kaj so elementarni procesi?

A
  • pomeni, da kemijske reakcije potečejo v nizu zaporednih molekularnih dogodkov
  • lahko potekajo z različnimi hitrostmi
  • najpočasnejši med njimi v največji meri vpliva na hitrost celotne reakcije
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Kakšna je enota za hitrost kemijske reakcije?
Kako je definirana hitrost kemijske reakcije?

A

Mol/
L * s

*
sprememba koncentracij snovi v časovni enoti
-> predznak minus!!

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Kako v praksi merimo spreminjanje koncentracije po času?

A
  • s progresivno krivuljo
  • [S] oz. [P] vs t
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Pri enačbi za hitrost reakcij, kaj predstavlja faktor k?
Kaj predstavlja vsota eksponentov nad koncentracijami?

A
  • faktor k: konstanta reakcijske hitrosti
  • red koncentracije (ponavadi je celo število, ni pa nujno v zvezi s stehiometričnimi koeficienti)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Ali lahko iz reda reakcije sklepamo na reakcijski mehanizem?

A

Ne

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Da molekula kemijsko reagira, mora preiti v aktivirano stanje. Kako lahko pride do aktiviranega stanja?

A
  • s termično aktivacijo -> trk z drugo molekulo
  • s fotokemijsko aktivacijo -> trk s fotonom
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Kako imenujemo najmanjšo energijo, ki jo mora molekula sprejeti, da poteče reakcija?
Kdaj je torej trk neuspešen?

A
  • aktivacijska energija Ea

-> če je energija manjša od Ea, je trk neuspešen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Kako koncentracija in temperatura vplivata na trke in posledično hitrost reakcije?

A
  • povišana koncentracija -> večje število trkov
  • povišana temperatura -> večji delež uspešnih trkov
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Kako lahko kemijsko reakcijo pri določeni koncentraciji in temperaturi povečamo?

A
  • s katalizo
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Kaj je katalizator?
V kakšni obliki je v reakciji?
Kako vpliva na ravnotežje?

A
  • snov, ki zniža Ea in s tem poveča hitrost reakcije
  • reakcije potečejo hitreje že pri nižjih temperaturah
    *
  • po reakciji ostane nespremenjen
    *
  • NIMA vpliva na kemijsko ravnotežje, le ravnotežje se hitreje vzpostavi
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Kakšno vlogo pri kemijskih reakcijah imajo inhibitorji?

A
  • zmanjšujejo hitrost reakcije
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Kdaj govorimo o:
a) homogeni katalizi?
b) heterogeni katalizi?

A

a) katalizator je v isti fazi kot reaktanti in produkti
b) katalizator je v drugi fazi kot reaktant

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Kako katalitično poteče oksidoredukcija H2O2?

A
  • atomarni kisik težko iztopa v vodni raztopini
    -> lažje izstopi v obliki nabitega hipojodidnega iona
    *
  • jodidni ioni pospešujejo reakcijo (zmanjšajo Ea)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Kaj pospeši biokemijske reakcije do 10^17 krat?
Primer.

A
  • encimi
  • katalaza
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Kako je s termodinamsko in kinetično stabilnostjo makromolekul v primerjavi z monomernimi enotami?
Kako vemo za kinetično stabilnost?

A
  • termodinamsko NESTABILNE
  • kinetično STABILNE
    -> če ni prisoten katalizator, njihova razgradnja poteka počasi (leta)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Kam “pelje pot” od reaktantov do produktov?

A
  • čez energijsko bariero
    -> bariere so v živem svetu pomembne kot trenje/upor v neživem
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Kaj preučuje encimska kinetika?

A
  • hitrost encimsko kataliziranih reakcij
  • hitrost, s katero se substrati pretvarjajo v produkte S->P
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Kako v encimski kinetiki podajamo hitrost? (enačba)

A

v = d[P] / dt
v= - d[S] / dt
*
- sprememba koncentracije produkta/substrata s časom

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Kako lahko preučujemo spremembe koncentracije substrata ali produkta?

A
  • z merjenjem absorbance
  • z merjenjem fluorescece
  • z merjenjem radioaktivnosti
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Kakšno enoto uporabljamo za hitrost encimsko katalizirane reakcije kot merilo za aktivnost?
Kateri pogoji morajo biti znani?

A

1 U (katal) = 1 mol/s -> velikanska enota
*
- znani morajo biti pogoji, pod katerimi je merjena encimska aktivnost, npr. koncentracija substrata, pH, T, ionska moč

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

V kateri enoti podajamo aktivnost encimov v telesnih tekočinah?
Kaj pa specifično aktivnost encimskega pripravka?

A
  • U/L
    *
  • U/mg ali kat/mg
24
Q

Kako se spreminjata [S] in [P] s časom pri encimsko katalizirani reakciji?
Kako velika je koncentracija encima [Et]?
Kolikšna je sprememba [S] v začetni fazi - majhna ali velika?

A
  • [S] se s časom manjša
  • [P] s časom narašča
    *
  • koncentracija encima je nekaj nM, zelo majhna
    *
  • v začetni fazi je majhna sprememba [S]
25
Kdaj doseže reakcija stacionarno stanje? Kdaj je k-2 zanemarljiv?
- ko se hitrost nastanka in razpada kompleksa ES izenačita * - k-2 je zanemarljiv, ko obravnavamo stacionarne začetne hitrosti v0
26
Kdaj je dosežena maksimalna hitrost?
- ko je ves encim v obliki ES (encim-substrat) -> V0 = Vmax
27
Kaj predstavlja [Et]?
- celotno količino encima - [E] = [Et] - [ES]
28
Kolikšna je vrednost [ES] v stacionarnem stanju?
- je konstantna -> v stacionarnem stanju sta hitrost nastanka ES in hitrost razpada ES izenačeni
29
Kako drugače označimo k2? In kako ga imenujemo?
- kkat - * - pretvorbeno število -> število molekul substrata, ki se pretvori v produkt na eni molekuli encima, ko je encim nasičen s substratom - hitrostna konstanta
30
Kaj je Km? Kaj pomeni, če je Km: a) velik b) majhen
Km - Michaelisova konstanta a) velik Km = majhna afiniteta encima do substrata b) majhen Km = velika afiniteta encima do substrata
31
Kaj je problem pri polimorfizmu ALDH2*2?
- kodira ALDH2 - aldehid dehidrogenazo (encim razdradnje alkohola/aldehida) z mutacijo Glu487Lys, ki ima višji Km za NAD+ in acetaldehid - ima zelo nizko encimsko aktivnost - po pitju alkohola se poveča koncentracija toksičnega aldehida -> večja verjetnost razvoja raka požiralnika
32
Ali sta kkat in Km optimalna za primerjavo katalitične učinkovitosti?
ne
33
Kateri koncentraciji v celici je pogosto podobna Km?
- koncentraciji substrata
34
Če imata 2 encima enak kkat, ali sta pospešitvi kataliziranih reakcij enaki?
- ne - odvisno od hitrosti njunih nekataliziranih reakcij
35
Kaj je slabost izražanja encimske učinkovitosti s kkat in Km?
- ni upoštevana neencimska reakcija - ni informacije, za koliko je encim pospešil reakcijo
36
Kaj nam poda encimsko moč?
razmerje: k(kat) / k(nekat)
37
Kaj nam poda encimsko konstanto specifičnosti?
razmerje: k(kat) / Km -> hitrostna konstanta drugega reda
38
Kako izgledajo encimi s perfektno katalizo?
njihovo razmerje k(kat) / Km je blizu hitrosti difuzije
39
Ali Michaelis-Mentenova kinetika velja tudi za dvo-substratne reakcije, če koncentracijo enega od substratov držimo konstantno? primer.
da - prenos funkcionalne skupine iz enega substrata na drug substrat (encimi: transferaze) (encim heksokinaza: ATP + D-glukoza <=> ADP + D-glukoza-6-fosfat)
40
Po katerih mehanizmih lahko potekajo dvosubstratne reakcije?
- mehanizem, ki vključuje ternarni / trojni komplex (dehidrogenaze, kinaze) -> premice se sekajo * - mehanizem brez trojnega komplexa (ping-pong mehanizem), npr. hidrolaze, transaminaze (PLP), transketolaze (TPP)... -> premice so vzporedne
41
V skladu z Michaelis-mentenovo kinetiko ne delujejo vsi encimi. Kateri encimi pa večinoma delujejo?
- encimi, ki so sestavljeni iz ene polipeptidne verige
42
S katerimi vezmi se na encime vežejo a) ireverzibilni inhibitorji b) reverzibilni inhibitorji
a) s kovalentnimi vezmi b) s šibkimi interakcijami
43
Ali lahko poveš primer inhibitorja pri zdravilnih učinkih?
- aspirin je inhibitor sinteze prostaglandinov
44
Katere inhibicije poznaš?
- kompetitivno - akompetitivno (encimi z več substrati) - mešano (encimi z več substrati)
45
Opiši kompetitivne inhibitorje.
- strukturno so podobni substratom - substrat in inhibitor se vežeta na isto mesto, a ne istočasno - kompetitivni inhibitor vpliva na afiniteto encima do substrata (večji Km) - kompetitivni inhibitor ne vpliva na maksimalno hitrost (enak Vmax)
46
Kako izgleda graf kompetitivnih inhibitorjev? Povej primer kompetitivnega inhibitorja.
- sekajo se v y osi (enak Vmax) * Primer: lovastatin - inhibitor HMG-CoA reduktaze - zdravljenje pri hiperholesterolemiji
47
Opiši akompetitivne inhibitorje.
- inhibitor e veže na kompleks ES, NE na aktivno mesto - vpliva na afiniteto encima do substrata (nižji Km) - vpliva na maksimalno hitrost (nižji Vmax)
48
Kako izgleda graf akompetitivnih inhibitorjev? Primer.
- vzporedne črte * - metotreksat -> onemogočena sinteza DNA
49
Opiši mešano inhibicijo.
- encim se veže na prosti encim ali na kompleks encim-substrat - zniža se Vmax - spremeni se afiniteta encima do substrata
50
Opiši nekompetitivno inhibicijo. Primer.
- poseben primer mešane inhibicije - inhibitor se veže na encim ali kompleks ES - vpliva SAMO na maksimalno hitrost (nižja Vmax) * - etopozid -> inhibitor topoizomeraze -> napake pri sintezi DNA
51
Kako lahko inhibitor inaktivira encim? Primer.
- inhibitor se ireverzibilno veže na aktivno mesto -> ireverzibilna inhibicija -> inaktivacija encima * - npr. reakcija kimotripsina (v aktivnem mestu je Ser) z DIFP - encim je trajno okvarjen - nevrotoksično delovanje
52
Kje se sintetizira acetilholin? Kam se nato izloči? Kaj aktivira? Kateri encim prekine njegovo delovanje?
- acetilholin se sintetizira v pred-sinaptičnem nevronu - izloči se v sinaptično režo - veže se na receptor in aktivira post-sinaptični nevron - njegovo delovanje prekine acetilholin esteraza
53
Kateri inhibitor se uporablja v terapiji spalne bolezni?
- samomorilski inhibitor difluoro-metil-ornitin (DFMO)
54
Kako se samomorilski inhibitorji aktiviraJo in deaktivirajo?
- sprva so nereaktivni - aktivirajo se v aktivnem centru encima - inhibitor inaktivira encim
55
Do katere stopnje je DMFO strukturno in reakcijsko podoben ornitinu? Kaj se zgodi po dekarboksilaciji?
- dokler se aminska skupina ne veže na PLP - dekarboksilacija: encim se ireverzibilno deaktivira
56
Kaj so analogi predhodnega stanja? S kakšnimi vezmi/interakcijami se vežejo na encim?
- ireverzibilni inhibitorji - na encim se vežejo s šibkimi interakcijami, ampak močneje
57
Kateri je analog predhodnega stanja aldolaze? Kaj cepi aldolaza?
- fosfo-glikolo-hidroksamat - aldolaza cepi fruktoza 1,6-bisfosfat