13. predavanje - uravnavanje encimske aktivnosti Flashcards
Na katere načine lahko poteka uravnavanje metaboličnih reakcij?
- uravnavanje koncentracije encimov
- aktivacija encimov s proteolitičnim razcepom
- sinteza specifičnih inhibitorjev proteolitičnih encimov
- kovalentna modifikacija encima -> spremenjena encimska aktivnost
- alosterična modulacija encimske aktivnosti
- izoencimi za razilčen metabolizem v različnih tkivih
Ali koncentracija encima vpliva na hitrost reakcije?
- da
- glede na potrebe celice se sintetizira več encima
-> višja encimska aktivnost
-> več substrata se pretvori v produkt v določenem času
Glede na izražanje genov v celici, katere encime poznamo?
Je odziv hiter/počasen?
Kako ga naredimo počasnejšega/hitrejšega?
- konstitutivne
- inducibilne
* - odziv je počasen
- za hitrejši odziv je boljše imeti na zalogi prekurzorske oblike encimov - cimogeni
Kako se aktivirajo prebavni encimi?
- s proteolitičnim razcepom
Nekateri encimi se sintetizirajo v neaktivni obliki. S …………………. se spremenijo v aktivno obliko.
s kovalentno modifikacijo
Kako se aktivira neaktivni prekurzor.
Povej primer.
Povej primer 2 prekurzorjev?
- neaktivni prekurzor se aktivira z razcepom ene ali več peptidnih vezi in odcepom krajšega peptida
* - aktivacija prebavnih proteolitičnih encimov pankreasa tripsina in kimotripsina
- tripsin aktivira ostale pankreatične cimogene -> prolipazo …
* - cimogen, pro-encim
Kaj je problem akutnega pankreatitisa?
- motnje v normalni poti sekrecije iz pankreasa v tanko črevo
- cimogeni se aktivirajo v pankreasu, razgrajujejo tkivo
Iz česa nastane kimotripsin?
Kako je zgrajen?
- aktivni encim kimotripsin nastane iz cimogena kimotripsinogena
- na koncu ga sestavljajo trije kratki peptidi (A, B, C), ki so med seboj povezani z disulfidnimi mostički
Kako nastane aktiven kimotripsin?
Kdaj se v njem solni mostiček prekine?
- z izrezom dipeptida na prekurzorski molekuli kimotripsinogena
- nastane N terminalni konec na Ile16
- ta tvori ionske interakcije (salt bridge) z ostankom Asp194
- to privede do konformacijske spremembe, ki napravi kimotripsinogen aktiven
* - solni mostiček se prekine pri povišanem pH
Kaj uravnava aktivnost proteinaz?
Kaj storijo?
- inhibitorji proteinaz
- to so proteinski inhibitorji, ki so močno in specifično vezani na izbran ecim
- preprečijo delovanje proteinaz
Kako se uravnava sinteza proteinskega inhibitorja v posamezni celici?
Je to hiter/počasen proces?
Primer 2 proteinskih inhibitorjev.
- sinteza proteinskega inhibitorja v posamezni celici se uravnava z izražanjem ustreznega gena
- gre za počasnejši način uravnavanja encimske aktivnosti
- pankreatični antitripsin (akutni pankreatitis)
- alfa1-proteinazni inhibitor v pljučih
Aktivnost encimov uravnavajo tudi reverzibilne kovalentne modifikacije. Kako poteka?
Kaj je na protein kovalentno vezano?
- encimsko katalizirana KOVALENTNA modifikacija ene ali več aminokislin v proteinu
- na protein se kovalentno vežejo različne funkcionalne skupine ali polipeptidi - ubikvitin, sumo
Kaj spremeni kovalentna vezava proteina?
Kovalentna vezava funkcionalne skupine spremeni:
- lastnosti aminokislin (naboj, polarnost)
- konformacijo encimov
- njihovo aktivnost
Kaj pri kovalentnih modifikacijah stori en in kaj drugi encim?
Primer.
- en encim katalizira vezavo funkcionalne skupine na aminokislino
- drugi encim odcepi to skupino s proteina
- primer: protein kinaza, fosfoprotein fosfataza
Katere kovalentne modifikacije proteinov poznaš? (7)
- fosforilacije (dodaš ATP) -> Tyr, Ser, Thr, His
- acetilacije (dodaš acetil-CoA) -> Lys
- metilacije -> npr. Glu
- miristoilacije (dodaš miristoil-CoA)
- ADP ribozilacije (dodaš NAD) -> Arg, Gly, Cys
- adenililacija (dodaš ATP, odcep PPi) -> Tyr
- ubikvitinacija (vezava polipeptidov, npr. ubikvitin)
Kako so sestavljeni alosterični encimi in koliko vezavnih mest imajo?
Ali lahko njihove podenote zavzemajo različne konformacije?
- iz več podenot
- več vezavnih mest za substrat in/ali modulator
* - da
Kako izgleda konformacijska sprememba encima in kaj jo povzroči?
- konformacijska sprememba: prehod v manj aktivno obliko (T) ali bolj aktivno obliko (R)
- povzroči jo modulator -> ligand, lahko tudi substrat
Kaj vse so lahko modulatorji?
S katerimi vezmi/interakcijami se vežejo na encim?
- inhibitorji - alosterični modulatorji oz. efektorji
- aktivatorji - alosterični modulatorji oz. efektorji
* - na encim se vežejo s šibkimi interakcijami
Kdaj gre za homotropično modulacijo?
Kdaj gre za heterotropično modulacijo?
- homotropična: substrat je obenem modulator
- heterotropična: modulator ni hkrati substrat
Mnogi alosterični encimi imajo koliko modulatorjev? Enega ali več?
Katera krivulja je značilna za kooperativno vezavo? Kaj nam omogoča?
- več
- za kooperativno vezavo je značilna sigmoidna krivulja
- sigmoidna krivulja omogoča ustrezen odgovor na majhne spremembe koncentracije liganda v okolju
Kako se alosterični encimi po vezavi modulatorja spremenijo?
- konformacijsko
Opiši, kako poteče vezava pozitivnega modulatorja na alosterični encim.
Ali s tem postane bolj/manj aktiven?
- mesti za vezavo substrata in za vezavo modulatorja sta na različnih poenotah
1. vezava modulatorja
2. spremeni se lokalna konformacija
3. prek razporejanja šibkih vezi se prenese na drugo podenoto
4. tako se spremeni tudi konformacija katalitične podenote - ker gre za + modulator, encim lahko veže substrat v VEČJO afiniteto
- alosterični encim je bolj aktiven
Odvisnost aktivnosti od koncentracije substrata je ………………….
Kaj je vzrok?
- odvisnost aktivnosti od koncentracije substrata je sigmoidna
- vzrok: medsebojni vplivi med polipeptidnimi verigami oligomernih encimov
Kakšna je enačba za sigmoidno krivuljo?
. Vmax * [S]^n
nij = —————————-
. [S]^n + K
