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
Q

definicija izoencimov

A

encimi, ki katalizirajo isto reakcijo, a se razlikujejo po kinetičnih parametrih in molekulskih lastnostih

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
26
Q

primer izoencima

A

laktat dehidrogenaza (iz 4 podenot - 5 encimi)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
27
Q

Kaj nam podaja učinkovitost encima?

A

hitrostna konstanta (k(kat)) oziroma najpočasnejša stopnja v encimsko katalizirane reakcije

28
Q

najpočasnejši korak v encimski reakciji

A

ES v EP ali EP v E + P –> transformacija S v P ali sprostitev produkta z encima

29
Q

Zakaj Km in k(kat) nista primerna parametra za primerjavo katalitične učinkovitosti?

A

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
Q

parameter za primerjavo katalitične aktivnosti

A

encimska konstanta specifičnosti - k(kat)/Km

31
Q

Encimska konstanta specifičnosti je hitrostna konstanta za katero pretvorbo?

A

E + S –> E + P

32
Q

kinetična reda k(kat) in encimsko konstanto specifičnosti

A

k(kat) - prvi red

EKS - drugi red

33
Q

Kaj omejuje hitrost katalize?

A

difuzija oziroma hitrost, s katero se srečata substrat in encim

34
Q

kvantitativna vrednost difuzijske omejitve

A

10^8 - 10^9

35
Q

perfektna kataliza

A

perfektno katlizo dosežejo encimi, ki imajo EKS blizu difuzijske limite

36
Q

Ali Michaelis-Menten kinetika velja za bisubstratne reakcije?

A

Da, a zgolj, če je koncentracija enega od substratov konstanta

37
Q

mehanizmi dvosubstratnih reakcij

A

1) ternarni

2) ping-pong

38
Q

ternarni mehanizem

A

na encim se najprej veže en substrat, kasneje pa še drugi, poteče reakcija in iz encima se sprostijo produkti

39
Q

encimi, ki delujejo s ternarnim mehanizmom

A

dehidrogenaze in kinaze

40
Q

specifični ternarni mehanizmi

A

vrstni red vezave substratov je pomemben - v obratnem vrstnem redu vezave je pomemben

41
Q

ping-pong mehanizem

A

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
Q

reakcije ping-pong mehanizma in encimi, ki delujejo pod tem mehanizmom

A

kovalentne hidrolize (hidrolaze, transaminaze, transketolaze)

43
Q

grafično diagnosticiranje mehanizmov bisubstratnih reakcij

A

Lineweaver-Burkovi diagrami

44
Q

primerjava Lineweaver-Burkovih diagramov ternarnih in ping-pong mehanizmov

A

ternarni mehanizem - linije se sekajo

ping-pong mehanizem - linije so vzporedne

45
Q

risnaje Lineweaver-Burkovih diagramov

A

zmerimo spreminjanje začetne hitrosti reakcij, ko spreminjamo [S1] pri konstantni [S2], ob različnih [S2]

46
Q

Kateri encimi sledijo Michaelis-Menten kinetiki?

A

Encimi, ki imajo samo eno aktivno mesto oziroma neodvisna aktivna mesta in so iz ene polipeptidne verige (drugi delujejo alosterično oziroma regulatorno)

47
Q

definicija inhibitorjev

A

spojine, ki znižajo hitrost encimsko kataliziranih reakcij

48
Q

tipi inhibitorjev glede na vezavo

A

1) ireverzibilni (kovalentne povezave)

2) reverzibilni (šibke povezave)

49
Q

tipi inhibicije glede na mehanizem delovanja

A

1) kompetitivna
2) akompetitivna
3) mešana

50
Q

mehanizem delovanja kompetitivnih inhibitorjev

A

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
Q

primer kompetitivnega inhibitorja

A

ivostatin

52
Q

mehanizem delovanja akompetitivnih inhibitorjev

A

vežejo se lahko zgolj na ES kompleks, ne na E samostojno

znižajo maksimalno hitrost in povečajo afiniteto

53
Q

primer akompetitivnega inhibitorja

A

metotreksat

54
Q

mehanizem delovanja mešane inhibicije

A

inhibitor se lahko veže na encim ali pa ES kompleks

spremeni se Km, zniža se maksimalna hitrost

55
Q

vrsta mešane inhibicije

A

nekompetitivna inhibicija (vpliv samo na maksimalno hitrost)

56
Q

primerjava Lineweaver-Burkovih diagramov pri različnih tipih inhibicije

A
  • kompeitivna = črte se sekajo

- akompetitivna = črte so vzporedne

57
Q

Kateri inhibitorji delujejo ireverzibilno?

A

Tisti, ki se na encim vežejo s kovalentnimi vezmi

58
Q

primeri ireverzibilnih inhibitorjev kot zdravil

A

acetilsalicilna kislina (aspirin) in NSAID

59
Q

delovanje aspirina kot inhibitorja

A

aspirin acetilira serin na COX (ciklooksigenaza) in s tem prepreči njegovo aktivnost

60
Q

primeri ireverzibilnih inhibitorjev kot strupov

A
  • 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
Q

pomen acetilholin esteraze

A

katalizira hidrolizo acetilholina v sinaptični špranji na etanojsko kislino in holin (če je inhibirana se zadušimo)

62
Q

samomorilski inhibitorji

A

inhibitorji, ki izrabijo mehanizem encimske reakcije, da se aktivirajo in kasneje inaktivirajo isti encim

63
Q

primer samomorilskega encima

A

diflourometilornitin

64
Q

uporaba in delovanje diflourometilornitina

A

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
Q

analogi prehodnega stanja

A

ti enicmi se s šibkimi interakcijami, a veliko močneje, saj je njihovo osnovno stanje strukturno podobno PS substrata, vežejo na substrat

66
Q

primer analoga predhodnega stanja in njegovo delovanje

A

fosfoglikolohidroksamat cepi fruktozo-1,6-bifosfat na gliceraldehid-3-fosfat in dihidroksiaceton fosfat

67
Q

zdravljenje odvisnosti od kokaina z analogi predhodnega stanja

A

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 :(