Enzimi

Question 1

Što su holoenzim i apoenzim?

Answer 1

Apoenzim - samo proteinski dio enzima

Holoenzim - enzim + kofaktor/koenzim

Question 2

Koja je razlika između bioloških i kemijskih katalizatora

Answer 2

Biološki - ubrzavaju kemijske reakcije pri blagim uvjetima, puno veće ubrzanje reakcije, jako specifični prema supstratima i produktima(nema nusprodukata), može se kontrolirati aktivnost

Question 3

Kako enzimi ubrzavaju reakciju?

Answer 3

Snižavaju delta G prijelaznog stanja te ne utječu na ravnotežu

Question 4

Što je Eyringova jednadžba i kako enzimi kataliziraju reakcije

Answer 4

k=kbT/h*e^-dG/RT

smanjuje se dG, pa se i povecava k, tj. brzina reakcije

Question 5

Kako ovisi entropija u intra i intermolekulskim reakcijama

Answer 5

Intermolekulska reakcija je povoljna zbog manjeg smanjenja entropije, a još je povoljnije ako je zabranjena rotacija u molekuli zbog lakšeg pristupa nukleofila

Question 6

Kako enzimi snižavaju dG?

Answer 6

Stabilizacijom prijelaznog stanja - aktivno mjesto je “dizajnirano” za stabilizaciju prijelaznog stanja

Question 7

Što je vezna energija?

Answer 7

Slobodna energija koja se oslobodi zbog stabilizacije prijelaznog stanja, ona “drži” prijelazno stanje u ispravnoj orijentaciji za reakciju

Question 8

Što sve doprinosi barijeri za reakciju?

Answer 8

Promjena entropije
Stabilizacija susptrata vodom
Destabilizacija supstrata prelaskom iz vodene otopine u aktivno mjesto
Pravilna orijentacija reaktanata za reakciju

Question 9

Koje su vrste katalitičkih mehanizama

Answer 9

Kiselinsko bazna
Kovalentna
Kataliza metalnim ionima
Elektrostatska

Question 10

Kako funkcionira kovalentna kataliza?

Answer 10

Nastajanjem kovalentne veze enzim -supstrat koja ubrzava reakciju

Question 11

Metalna kataliza - cink

Answer 11

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)

Question 12

Elektrostatska kataliza

Answer 12

stabilizacija naboja na prijelaznog stanju

definira geometriju/orijentaciju prijelaznog stanja

dielektrična konstanta je puno manja u nepolarnim okolinama - privlačne sile su jače

Question 13

Michaelis-Mentenin kinetički model enzimske katalize

Answer 13

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

Question 14

Michaelisova konstanta, obrtni broj i konstanta specifičnosti

Answer 14

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

Question 15

Mjerenje koncentracije produkta za određivanje enzimske kinetike

Answer 15

Pomoću spektroskopskih metoda

mjerenje apsorbancije i slicno

Question 16

Određivanje ovisnosti Vo o c(S)

Answer 16

praćenje koncentracije produkta o vremenu pri različitim c(S)o te iz linearnog dijela grafa odrediti Vo

Question 17

Linearizacija Michaelis-Mentenin jednadžbe

Answer 17

Vo=Vmax*c(S)/Km+c(S)

Lineweaver - Burk
1/Vo=1/Vmax+Km/Vmax*c(S)

Question 18

Enzimska reakcija u više koraka u kinetici ustaljenog stanja

Answer 18

kcat je konstanta brzine koja odgovara najsporijem koraku u reakciji

kcat je kompleksna funkcija nekoliko konstanti brzine(od trenutka nastanka ES do nastanka produkta)

Question 19

Kako nam koristi kinetika predustaljenog stanja

Answer 19

Mjeri pojedinačne koeficijente brzina i omogućava nam uvid u mehanizam enzimskih reakcija

Mjeri koncentracije reaktanata prije nastupanja ustaljenog stanja

Question 20

Što je sekvencijski mehanizam u višesupstratnoj enzimskoj reakciji?

Answer 20

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

Question 21

Što je ping pong mehanizam u višesupstratnoj enzimskoj reakciji?

Answer 21

Dolazi do disociranja produkata enzimske reakcije prije vezanja svih supstrata u aktivno mjesto

Question 22

Kako se može odrediti Km za supstrate u višesupstratnoj reakciji

Answer 22

Tako da sve osim jednog supstrata stavimo u velikom suvišku da ispadne kao da su konstantni pa da imamo “jednosupstratnu reakciju”

Question 23

Kakav je odnos MM kinetičkog modela i alosteričkih enzima?

Answer 23

Alosterički enzimi odstupaju od MM modela jer prikazuju sigmoidalnu ovisnost Vo o c(S) zbog “komunikacije” veznih mjesta

Question 24

Kakve vrste enzimske inhibicije postoje?

Answer 24

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

Question 25

Objasni kompetitivnu inhibiciju

Answer 25

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

Question 26

Objasni akompetitivnu inhibiciju

Answer 26

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

Question 27

Objasni nekompetitivnu inhibiciju

Answer 27

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

Question 28

Objasni ireverzibilnu inhibiciju

Answer 28

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

Question 29

Opiši ulogu i mehanizam ugljične anhidraze

Answer 29

Ugljična anhidraza pretvara CO2 u HCO3(-) i H+ uz utrošak vode

1. Zn(2+) je kompleksiran s 3 histidina i jednom vodom
2. Deprotonacijom vode (zbog aktivacije s Zn) nastaje nukleofilna OH- skupina
3. Kisik hidroksilne skupine napada CO2 -> negativni naboj na kisiku CO2 se stabilizira s Zn2+
4. Otpušta se HCO3+ i veže se voda -> regeneracija enzima