Enzimi Flashcards
Što su holoenzim i apoenzim?
Apoenzim - samo proteinski dio enzima
Holoenzim - enzim + kofaktor/koenzim
Koja je razlika između bioloških i kemijskih katalizatora
Biološki - ubrzavaju kemijske reakcije pri blagim uvjetima, puno veće ubrzanje reakcije, jako specifični prema supstratima i produktima(nema nusprodukata), može se kontrolirati aktivnost
Kako enzimi ubrzavaju reakciju?
Snižavaju delta G prijelaznog stanja te ne utječu na ravnotežu
Što je Eyringova jednadžba i kako enzimi kataliziraju reakcije
k=kbT/h*e^-dG/RT
smanjuje se dG, pa se i povecava k, tj. brzina reakcije
Kako ovisi entropija u intra i intermolekulskim reakcijama
Intermolekulska reakcija je povoljna zbog manjeg smanjenja entropije, a još je povoljnije ako je zabranjena rotacija u molekuli zbog lakšeg pristupa nukleofila
Kako enzimi snižavaju dG?
Stabilizacijom prijelaznog stanja - aktivno mjesto je “dizajnirano” za stabilizaciju prijelaznog stanja
Što je vezna energija?
Slobodna energija koja se oslobodi zbog stabilizacije prijelaznog stanja, ona “drži” prijelazno stanje u ispravnoj orijentaciji za reakciju
Što sve doprinosi barijeri za reakciju?
Promjena entropije
Stabilizacija susptrata vodom
Destabilizacija supstrata prelaskom iz vodene otopine u aktivno mjesto
Pravilna orijentacija reaktanata za reakciju
Koje su vrste katalitičkih mehanizama
Kiselinsko bazna
Kovalentna
Kataliza metalnim ionima
Elektrostatska
Kako funkcionira kovalentna kataliza?
Nastajanjem kovalentne veze enzim -supstrat koja ubrzava reakciju
Metalna kataliza - cink
Ugljična anhidraza
pozicioniranje supstrata
aktivacija vode - spuštanje pKa
stabilizacija negativnog naboja u prijelaznom stanju
dodatna uloga metala charge shielding (kod kinaza) Strukturna uloga (cinkovi prsti)
Elektrostatska kataliza
stabilizacija naboja na prijelaznog stanju
definira geometriju/orijentaciju prijelaznog stanja
dielektrična konstanta je puno manja u nepolarnim okolinama - privlačne sile su jače
Michaelis-Mentenin kinetički model enzimske katalize
pretpostavka ustaljenog stanja
c(S)»c(E)o -> c(ES)=konst
Vo=Vmax*c(S)/Km+c(S)
Vrijedi za jednosupstratnu enzimski kataliziranu reakciju u uvjetima zasićenja
Michaelisova konstanta, obrtni broj i konstanta specifičnosti
Km=k2+k-1/k1
Obrtni broj - kcat=Vmax/c(E)o
broj molekula supstrata koje enzim može pretvoriti u produkt u jedinici vremena kada je enzim u potpunosti zasićen supstratom
konstanta specifičnosti - kcat/Km
ovisi o paru supstrat enzim
Mjerenje koncentracije produkta za određivanje enzimske kinetike
Pomoću spektroskopskih metoda
mjerenje apsorbancije i slicno
Određivanje ovisnosti Vo o c(S)
praćenje koncentracije produkta o vremenu pri različitim c(S)o te iz linearnog dijela grafa odrediti Vo
Linearizacija Michaelis-Mentenin jednadžbe
Vo=Vmax*c(S)/Km+c(S)
Lineweaver - Burk
1/Vo=1/Vmax+Km/Vmax*c(S)
Enzimska reakcija u više koraka u kinetici ustaljenog stanja
kcat je konstanta brzine koja odgovara najsporijem koraku u reakciji
kcat je kompleksna funkcija nekoliko konstanti brzine(od trenutka nastanka ES do nastanka produkta)
Kako nam koristi kinetika predustaljenog stanja
Mjeri pojedinačne koeficijente brzina i omogućava nam uvid u mehanizam enzimskih reakcija
Mjeri koncentracije reaktanata prije nastupanja ustaljenog stanja
Što je sekvencijski mehanizam u višesupstratnoj enzimskoj reakciji?
Svi supstrati se moraju vezati na enzim prije disocijacije prvog produkta
Uređeni - postoji određeni redoslijed vezanja i disociranja supstrata/produkata
Nasumični - nema točnog redoslijeda vezanja/disocijacije supstrata ili produkata
Što je ping pong mehanizam u višesupstratnoj enzimskoj reakciji?
Dolazi do disociranja produkata enzimske reakcije prije vezanja svih supstrata u aktivno mjesto
Kako se može odrediti Km za supstrate u višesupstratnoj reakciji
Tako da sve osim jednog supstrata stavimo u velikom suvišku da ispadne kao da su konstantni pa da imamo “jednosupstratnu reakciju”
Kakav je odnos MM kinetičkog modela i alosteričkih enzima?
Alosterički enzimi odstupaju od MM modela jer prikazuju sigmoidalnu ovisnost Vo o c(S) zbog “komunikacije” veznih mjesta
Kakve vrste enzimske inhibicije postoje?
Reverzibilna i ireverzibilna inhibicija
Reverzibilna
kompetitivna
akompetitivna
nekompetitivna
brza disocijacija enzim-inhibitor kompleksa
Ireverzibilna
enzim-inhibitor kompleks ima jako sporu disocijaciju ili nastaju kovalentne veze između inhibitora i enzima
Objasni kompetitivnu inhibiciju
Inhibitor se veže na aktivno mjesto enzima te je onemogućeno nastajanje ES kompleksa
Km se poveća -> Vo je manja, ali je Vmax jednaka
postotak kompetitivne inhibicije se smanjuje povećanjem koncentracije supstrata
Objasni akompetitivnu inhibiciju
Inhibitor se veže na ES kompleks umjesto da nastane E+P
smanjuju se Km i Vmax
Postotak akompetitivne inhibicije se povećava s povećanjem koncentracije supstrata
Objasni nekompetitivnu inhibiciju
Kombinacija kompetitivne i nekompetitivne inhibicije, inhibitor se može vezati i na enzim, i na ES kompleks, ali je moguća i EI+S->ESI reakcija
Vmax se sigurno smanjuje, Km se mijenja ovisno o omjeru konstanti za reakcije u kojima sudjeluje inhibitor
Objasni ireverzibilnu inhibiciju
Ili nastaje kovalentna veza između inhibitora i enzima ili nastaje enzim-inhibitor kompleks koji ima jako sporu disocijaciju
Enzim se može regenerirati samo kemijskim metodama
Inhibitori samoubojice - stvaraju kovalentnu vezu s enzimom koji rezultira spojem koji ne može ići dalje u reakciju
Opiši ulogu i mehanizam ugljične anhidraze
Ugljična anhidraza pretvara CO2 u HCO3(-) i H+ uz utrošak vode
- Zn(2+) je kompleksiran s 3 histidina i jednom vodom
- Deprotonacijom vode (zbog aktivacije s Zn) nastaje nukleofilna OH- skupina
- Kisik hidroksilne skupine napada CO2 -> negativni naboj na kisiku CO2 se stabilizira s Zn2+
- Otpušta se HCO3+ i veže se voda -> regeneracija enzima
