Encimska kinetika, dvosubstratne reakcije in encimski inhibitorji Flashcards

1
Q

Kaj obravnava encimska kinetika?

A

hitrost encimsko kataliziranih reakcij oziroma hitrost, s katero se substrat pretvori v produkte

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

načini sledenja sprememb koncentracij substrata/produkta

A

1) absorbanca v UV ali vidnem spektru
2) flourescenca
3) radioaktivnost

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

enota aktivnosti

A

U… 1 U = 1 mikromol/min

kat … 1 kat = 1 mol/s

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

hitrost encimsko katalizirane reakcije predstavlja X.

A

X… aktivnost

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

dejavniki, ki jih moramo upoštevati pri merjenju encimske aktivnosti

A

1) pH
2) T
3) [substrat]
4) ionska moč

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Kako podajamo aktivnost v telesnih tekočinah?

A

U/L

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Kako podajamo specifično aktivnost v telesnih tekočinah?

A

U/mg

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

sprememba aktivnosti in specifične aktivnosti s potekom reakcije

A

aktivnost ostaja ves čas enaka, specifična aktivnost se povečuje s potekom reakcije

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

definicija začetne hitrosti reakcije

A

tangenta na krivuljo v času t=0

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

Kdaj je Km = [S]?

A

ko je v(0) = 1/2 v(max)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

primerjava [E] in [S]

A

[E] je običajno nm

[S] = 105-106x[E]

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

ključen pogoj za encimsko katalizo

A

nastanek ES kompleksa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Čemu je proporcionalna hitrost encimske katalize?

A

razpadu ES kompleksa, saj je to najpočasnejši proces reakcijskega mehanizma

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Michaelis-Mentenov eksperiment

A
  • prvi biokemijski eksperiment s pufrskim uravnavanjem
  • izpeljava enačbe za v(0) preko koncentracije substrata, maks hitrosti in Km
  • k(-2) ne upoštevamo, ker je [P] pri t=0 tudi 0
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Briggs-Haldane dopolnilo Michaelis-Menten teorije

A

teorija stacionarnega stanja

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

teorija stacionarnega stanja

A

po kratkem času v reakcijski zmesi se vzpostavi ravnotežje med nastankom in razpadom ES kompleksa - ko se hitrosti izenačita dobimo stacionarno stanje

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

kinetični red nastanka in razpada ES kompleksa

A

nastanek ES kompleksa poteka po kinetiki drugega reda

razpad ES kompleksa poteka po kinetiki prvega reda

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

pogoj za maksimalno hitrost reakcije

A

ves encim se pretvori v ES kompleks

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

razlaga saturacijske kinetike

A

pri majhnih [S] se hitrost z dodatkom substrata izrazito spreminja, saj lahko S takoj tvori ES kompleks z E
ko je večina encima že v kompleksu dodajanje S hitrost le malo poveča
ko je encim saturiran s S, dodajanje substrata nima vpliva na hitrost

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

vloga Michaelis-Menten krivulje

A

poda nam, kako je hitrost odvisna od koncentracije substrata

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

kinetični red reakcije v odvisnosti od [S], ko je [S] majhna

A

prvi red - skoraj ni ES kompleksa, zanemarimo ga

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

kinetični red reakcije v odvisnosti od [S], ko je [S] velika

A

ničti red - praktično ves encim zasičen

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

Kaj nam pove Km?

A

afiniteto encima do vezave substrata (velik Km - majhna afiniteta in obratno)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

pomen k(kat) oz k(2)

A

pove nam število molekul substrata, ki se pretvorijo v produkt na eni molekuli encima v enoti časa, ko je encim nasičen s substratom
imenujemo ga tudi pretvorbeno število

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
definicija izoencimov
encimi, ki katalizirajo isto reakcijo, a se razlikujejo po kinetičnih parametrih in molekulskih lastnostih
26
primer izoencima
laktat dehidrogenaza (iz 4 podenot - 5 encimi)
27
Kaj nam podaja učinkovitost encima?
hitrostna konstanta (k(kat)) oziroma najpočasnejša stopnja v encimsko katalizirane reakcije
28
najpočasnejši korak v encimski reakciji
ES v EP ali EP v E + P --> transformacija S v P ali sprostitev produkta z encima
29
Zakaj Km in k(kat) nista primerna parametra za primerjavo katalitične učinkovitosti?
Km je podobna koncentraciji substrata v celici encimi imajo lahko enako k(kat), ampak drugačne hitrosti nekataliziranih reakcij in zato reakcije ne pospešijo enako hitro
30
parameter za primerjavo katalitične aktivnosti
encimska konstanta specifičnosti - k(kat)/Km
31
Encimska konstanta specifičnosti je hitrostna konstanta za katero pretvorbo?
E + S --> E + P
32
kinetična reda k(kat) in encimsko konstanto specifičnosti
k(kat) - prvi red | EKS - drugi red
33
Kaj omejuje hitrost katalize?
difuzija oziroma hitrost, s katero se srečata substrat in encim
34
kvantitativna vrednost difuzijske omejitve
10^8 - 10^9
35
perfektna kataliza
perfektno katlizo dosežejo encimi, ki imajo EKS blizu difuzijske limite
36
Ali Michaelis-Menten kinetika velja za bisubstratne reakcije?
Da, a zgolj, če je koncentracija enega od substratov konstanta
37
mehanizmi dvosubstratnih reakcij
1) ternarni | 2) ping-pong
38
ternarni mehanizem
na encim se najprej veže en substrat, kasneje pa še drugi, poteče reakcija in iz encima se sprostijo produkti
39
encimi, ki delujejo s ternarnim mehanizmom
dehidrogenaze in kinaze
40
specifični ternarni mehanizmi
vrstni red vezave substratov je pomemben - v obratnem vrstnem redu vezave je pomemben
41
ping-pong mehanizem
na encim se veže prvi substrat, poteče reakcija in sprosti se prva skupina produktov, na modificiran encim z novo vezano funkcionalno skupino se vee drug substrat, ki sprejme funkcionalno skupino in odcepi se druga skupina produktov
42
reakcije ping-pong mehanizma in encimi, ki delujejo pod tem mehanizmom
kovalentne hidrolize (hidrolaze, transaminaze, transketolaze)
43
grafično diagnosticiranje mehanizmov bisubstratnih reakcij
Lineweaver-Burkovi diagrami
44
primerjava Lineweaver-Burkovih diagramov ternarnih in ping-pong mehanizmov
ternarni mehanizem - linije se sekajo | ping-pong mehanizem - linije so vzporedne
45
risnaje Lineweaver-Burkovih diagramov
zmerimo spreminjanje začetne hitrosti reakcij, ko spreminjamo [S1] pri konstantni [S2], ob različnih [S2]
46
Kateri encimi sledijo Michaelis-Menten kinetiki?
Encimi, ki imajo samo eno aktivno mesto oziroma neodvisna aktivna mesta in so iz ene polipeptidne verige (drugi delujejo alosterično oziroma regulatorno)
47
definicija inhibitorjev
spojine, ki znižajo hitrost encimsko kataliziranih reakcij
48
tipi inhibitorjev glede na vezavo
1) ireverzibilni (kovalentne povezave) | 2) reverzibilni (šibke povezave)
49
tipi inhibicije glede na mehanizem delovanja
1) kompetitivna 2) akompetitivna 3) mešana
50
mehanizem delovanja kompetitivnih inhibitorjev
strukturno so podobni substratu, zato z njim tekmujejo za vezavo na aktivno mesto encima s tem povečajo Km in zmanjšajo afiniteto ter hitrost poteka, a ne vplivajo na maksimalno hitrost reakcije
51
primer kompetitivnega inhibitorja
ivostatin
52
mehanizem delovanja akompetitivnih inhibitorjev
vežejo se lahko zgolj na ES kompleks, ne na E samostojno | znižajo maksimalno hitrost in povečajo afiniteto
53
primer akompetitivnega inhibitorja
metotreksat
54
mehanizem delovanja mešane inhibicije
inhibitor se lahko veže na encim ali pa ES kompleks | spremeni se Km, zniža se maksimalna hitrost
55
vrsta mešane inhibicije
nekompetitivna inhibicija (vpliv samo na maksimalno hitrost)
56
primerjava Lineweaver-Burkovih diagramov pri različnih tipih inhibicije
- kompeitivna = črte se sekajo | - akompetitivna = črte so vzporedne
57
Kateri inhibitorji delujejo ireverzibilno?
Tisti, ki se na encim vežejo s kovalentnimi vezmi
58
primeri ireverzibilnih inhibitorjev kot zdravil
acetilsalicilna kislina (aspirin) in NSAID
59
delovanje aspirina kot inhibitorja
aspirin acetilira serin na COX (ciklooksigenaza) in s tem prepreči njegovo aktivnost
60
primeri ireverzibilnih inhibitorjev kot strupov
- diizofluorofosfaz se veže na serin v esterazah in deluje nevrotoksično - parathion in malathion (pesticida) sta inhibitroja acetilholin esteraze - sarin in tabun (vojna strupa) sta inhibitroja acetilholin esteraze
61
pomen acetilholin esteraze
katalizira hidrolizo acetilholina v sinaptični špranji na etanojsko kislino in holin (če je inhibirana se zadušimo)
62
samomorilski inhibitorji
inhibitorji, ki izrabijo mehanizem encimske reakcije, da se aktivirajo in kasneje inaktivirajo isti encim
63
primer samomorilskega encima
diflourometilornitin
64
uporaba in delovanje diflourometilornitina
uporablja se v terapiji spalne bolezni, ki jo povzroča putrescin, ki nastane z dekarboksilacijo ornitina (ornitin dekarboksilaza in PLP). DFMO posnema ornitin do stopnje, ko se aminska skupina veže na PLP, po dekarboksilaciji se encim inhibira
65
analogi prehodnega stanja
ti enicmi se s šibkimi interakcijami, a veliko močneje, saj je njihovo osnovno stanje strukturno podobno PS substrata, vežejo na substrat
66
primer analoga predhodnega stanja in njegovo delovanje
fosfoglikolohidroksamat cepi fruktozo-1,6-bifosfat na gliceraldehid-3-fosfat in dihidroksiaceton fosfat
67
zdravljenje odvisnosti od kokaina z analogi predhodnega stanja
kokain se počasi hidrolizira v nekoristna produkta, nimamo pa encima, ki bi reakcijo popešil, zato so z APS želeli z imunizacijo pridobiti katalitična protitelesa katalitična protitelesa imajo na svoji površini odtis substrata v PS, zato so domnevali, da bodo taka protitelesa uspešno vezala kokain v njegovem PS in s tem katalizirali hidrolizo ni uspelo :(