Enzymer: enzymreglering

Question 1

Varför behövs enzymkatalyserade reaktioner i cellerna?

Answer 1

Öka hastigheten på reaktioner​

Question 2

Vad krävs för att enzym ska verka?

Answer 2

Hög specificitet mellan enzym och substrat, eftersom reaktionerna är så pass specifika och har hög selektivitet

Question 3

Namnen på enzymer förklara ofta vad de gör med substratet. Ge exempel på några typer av enzym, och föklara vad respektive enzym gör?

Answer 3

• Karboxylas - tar bort CO₂
• Anhydras - katalyserar CO₂
• Nukleas - katalyserar klyvning (hydrolys) av bindningar mellan nukleotider i nukleinsyror
• Nukleosidas - medverkar vid hydrolys av N-glykosidbindningen i kvävebundna sockerarter
• Isomeras - förändrar den isomeriska formen av en molekyl
• Mutas - katalyserar rörelsen av en funktionell grupp från en position till en annan inom samma molekyl

Question 4

Vad är en inhibitor?

Answer 4

En molekyl (som liknar ett substrat) binder till enzymet och förhindrar katalys

Question 5

Vad saknar människor med PKU?

Answer 5

Fenylalaninhydroxylas

Question 6

Vad krävs att fenylalaninhydroxylas ska katalysera bildningen av tyrosin?

Answer 6

• Fenylalanin måste vara i S-konfiguration
• Om R-Fenylalanin finns istället så kan ingen reaktion ske, eftersom enzymet inte kan reagera med R-konfigurationen

Question 7

Vad gör proteaser, och ge exempel på sådana?

Answer 7

• Katalyserar hydrolys av peptidbindningar
• Trypsin och Thrombin

Question 8

Vilka sorters aminosyror klyver trypsin, respektive chymotripisin?

Answer 8

• Trypsin: Lysin eller Arginin - basiska
• Chymotrypsin: Leucin och Fenylalanin - hydrofoba

Question 9

Varför används enzymkinetik i biomedicin?

Answer 9

• Känsligt sätt att påvisa ett enzym
• Hitta inhibitorer
• Påverkar mutationer i kinetiken
• Förklarar hur enzymet regleras

Question 10

Vad talar dissociationskonstanen, K_d, för oss?

Answer 10

Hur väl en ligand binder till ett protein

Om K_d är högt = liganden och proteinet har en hög affinitet till varandra

Question 11

Vad beror jämviktkonstanterna, K_d eller K_a, på?

Answer 11

Beror på hur stark affinitet dessa har till varandra

Question 12

Vad bestäms reaktionshastigheten av?

Answer 12

• Jämviktskonstanterna, K_d och K_a
• Temperaturen som reaktionen sker i
• Aktiveringsenergin - om den sänks, går reaktionen snabbare

Question 13

Varför får inte affiniteten mellan ett substrat och enzym vara för hög?

Answer 13

Då kommer substratet att inhibera, eftersom enzymet blockeras av substratet som aldrig släpper

Question 14

Förklara skillnaden mellan “lock-and-key” modellen och “induced-fit” modellen för bildandet av ES-komplex?

Answer 14

• Lock-and-key - substratformen och konformationen av det aktiva sätet är komplement till varanda
• Induced-fit - enzymet undergår en konformationsförändring när substratet binder in. Formen av det aktiva sätet blir komplementärt till substratformen, först efter att substratet bundit in till enzymet

Question 15

Varför vill man att enzymets konformation ska vara komplementärt till transition-state, istället för att vara komplementärt till substratets konformation?

Answer 15

• Om enzymets konformation är komplementärt med substratets konformation kan inte substratet förändras, ingen strukturförändring och ingen produkt fås ⇒ fastnar i ES-komplexet
• Om det istället är komplementärt till transition-state så gynnar det transition state, och det är det vi vill ha, eftersom den bildar slutligen produkten
• Interaktion mellan enzym och substrat är som bäst så nära övergångstillståndet som möjligt

Question 16

Vad är enzym till produkt reaktionen?

Answer 16

E + S ⇔ ES ⇔ EP ⇔ E + P

Question 17

Vilken bindning är fundamental för enzymkatalys?

Answer 17

Bidningen mellan E och S - bildandet av ES-komplexet, ocj dess nedbrytning

Question 18

Vilka bindningar förekommer under enzymkatalysen?

Answer 18

• Vätebindningar - ex. peptidbindningar
• Joninteraktioner - attraktion eller repulsion
• Hydrofob växelverkan
• Van der Waals interaktion - två atomer som är nära varandra

Question 19

Vad är V₀, och vad beror den på?

Answer 19

Initialhastigheten för en reaktion

Beror på substratkoncentration

Question 20

Vad är Michaelis-Menten ekvationen?

Answer 20

V₀ är initialhastigheten (mol s^-1)

V_max är maximala hastigheten

K_M motsvarar koncentrationen substrat, [S], när hälften av enzympopulationen har sina katalytiska säten ockuperade

K_m = [S], när V är 1/2 V_max

Om [S] >> K_M så är V₀ = V_max

Question 21

Förklara Michaelis-Menten kinetik?

Answer 21

[ES] är konstant under reaktionen: ES bildas och bryts ner med samma hastighet (“steady state” antagande)

Question 22

Om K_M är låg, är affiniteten mellan enzym och substrat hög eller liten?

Answer 22

Affiniteten är hög

Question 23

Vad är Michaels-Menten-jämviktskonstanten för något?

Answer 23

Michaelis-Menten-jämviktskonstanten = halva V_max av katalysen

Är ett mått på dissociationen av ES, alltså vilken affinitet E och S

Question 24

Vad är Lineweaver-Burke, och vad kan läsas av från den?

Answer 24

Lineweaver-Burke är en inverterad form av Michaelis-Mente, där 1 / V₀ (y-axeln) plottas mot 1 / [S] (x-axeln)

Lutningen = K_M / V_max

Intercept (där linjen korsar x-axeln) = -1 / K_M

Intercept (där linjen korsar y-axeln) = 1 / V_max

Question 25

Vad är kompetetiv inhibering för något, och vad är speciellt med kinetiken här?

Answer 25

Inhibitorn tävlar med ett substrat för att binda till det aktiva sätet

V_max ändras inte

Det uppmätta K_M-värdet blir större - sämre affinitet men samma hastighet

Question 26

Vad är icke-kompetetiv inhibiering?

Answer 26

Sker när K_i är samma för E och ES

Inhibitorn och substratet binder till olika sites på enzymet, och tävlar därför inte om dessa

K_M ändras ej

Question 27

Vad är unkompetetiv inhibitering?

Answer 27

Inhibitorn binder bara in till ES komplexet

V_max blir lägre

Det uppmätta värdet på K_M blir lägre, så sämre affinitet men långsammare kinetik och lägre V_max