L1 - Reaktionskinetik og enzymer Flashcards
Gibbs´ fri energi ligning
ΔG = ΔH -T*ΔS ΔG = ændring i kemisk energi (kJ/mol) ΔH = ændring i entalpi (kJ/mol) ΔS = ændring i entropi (J/mol*K) T = temperatur (K)
ΔG > 0
Reaktion kan ikke forløbe spontant (G)
Entalpi
ΔH
Viser om reaktion er exoterm (<0) eller endoterm (>0).
Entropi
ΔS
Viser uorden i systemet.
ΔS>0
uorden (entropi) vokser
ΔS<0
uorden (entropi) falder
ΔH > 0
Endoterm reaktion
ΔH <0
Exoterm reaktion
ΔG < 0
Reaktion kan forløbe spontant.
Dog ikke altid sandt, fordi aktiveringsenergi kan være høj.
Arrhenius´ ligning
k = k0 * e^(-Ea/(R*T)) k = reaktionshastighed k0 = kollisionsfrekvens Ea = aktiveringsenergi R = gaskonstant ;T = temperatur (K)
Hvad får reaktionshastighed til at stige?
Hvis T stiger eller hvis aktiveringsenergi falder.
Hvad er enzymers opgave?
At sænke aktiveringsenergien.
Hvad er enzym?
+hvilket slags molekyle
Katalysator.
Protein. Nogle gange RNA.
Hjælper det at tilsætte enzym hvis ΔG<0?
Ja.
Reaktionen kan ske spontant + aktiveringsenergi falder pga enzym.
Hjælper det at tilsætte enzym hvis ΔG>0?
Nej.
Enzymer sænker aktiveringsenergien, og har ikke indflydelse på ligevægt eller ΔG.
Enzyms opbygning?
Substratbindende område med en aktiv område, hvor reaktionen sker.
Lock and key model
E og S passer sammen.
Induced fit model + eksempel
E ændrer form og låser sig fast rundt om S.
Fx hexokinase.
Serinproteaser + 3 eksempler
Enzym, som hydrolyserer peptidbindinger i proteiner. Har serin i dens aktive område.
Asp102 - His57 - Ser195
Trypsin, chymotrypsin, elastase.
Hjælper-molekyle ved nogle enzymer.
Coenzym eller cofaktor.
Coenzymer + generel eksempel
Hjælper-molekyle ved nogle enzymer. Ikke protein. Ofte vitaminer.
Holoenzym
Aktiv form (E + coenzym/cofaktor)
Apoenzym
Inaktiv form (E - coenzym/cofaktor)
Cofaktorer + eksempler
Uorganiske metal-ioner, som har hjælper-funktion ved nogle enzymer.
Ca2+, Fe2+, Mg2+, Cu2+.
Reaktionshastighed ligning
v = -ΔSubstrat / Δtid = ΔProdukt / Δtid
Vmax definition
Max enzymaktivitet.
Reaktionshastighed når enzym er den begrænsende faktor (rigeligt med S!).
Katal
mol/s
Units IU
µmol/min
Specifikaktivitet
Enzymaktivitet ift den totale proteinmængde.
IU/mg.
Viser renhed af enzymprøve.
Høj specifikaktivitet = høj renhed.
Enzymkoncentration
Enzymaktivitet ift volumen.
Fx IU/mL.
Turnover number
Kcat
Enzymaktivitet ift stofmængde.
Fx IU/mol.
Hvad påvirker enzymaktiviteten?
- Temperatur
2. pH
Hvordan kan temperatur påvirke enzymaktiviteten?
Der tilføres mere energi til systemet, så aktiveringsenergi falder.
For høj T ødelægger enzymets struktur.
Hvert enzym har sit temperaturoptimum.
Hvordan kan pH påvirke enzymaktiviteten?
Ændringer i pH ødelægger enzymers bindinger og struktur.
Hvert enzym har sit pH optimum.
Hvad er pepsins pH optimum og hvorfor?
pH 1,5 - 2
Fordi den skal kun være aktiv i gaster, hvor pH er lav.
Hvad er trypsins og chymotrypsins pH optimum og hvorfor?
pH basisk
Fordi de skal kun være aktive i duodenum, hvor pH er høj.
Initiel reaktionshastighed
v0
Når S-koncentration ikke er høj nok til at optage alle enzymer og dermed være på vmax.
Michaelis-Menten ligning
v0 = vmax * [S]0 / ([S]0+Km) Reaktionshastighed som funktion af [S]. v0 = initiel reaktionshastighed [S]0 = initiel substratkoncentration vmax = max reaktionshastighed Km = [S] ved ½vmax.
Er vmax afhængig af enzymmængde?
Ja
Er Km afhængig af enzymmængde?
Nej
Hvad er de 5 regler ved Michaelis-Menten ligningen ?
- ES –> E + P er hastighedsbegrænsende.
- ES dannet = ES nedbrudt.
- Der er ikke andre enzymer til stede.
- Enzymet er mættet ved vmax.
- Km defineres som ES(nedbrudt)/ES(dannet).
Lav Km =
høj affinitet mellem S og E.
Dygtig.
Høj Km =
lav affinitet mellem S og E.
Blind.
Hvordan aflæses Michaelis-Menten plot?
vmax = højeste y-værdi Km = [S] ved ½vmax
Hvad er problemet med Michaelis-Menten plot?
Svært at aflæse præcis vmax.
Hvordan aflæses Lineweaver-Burk plot?
Stigende graf. 1/v som funktion af 1/[S]
vmax = 1/skæring ved y-aksen
Km = 1/skæring med x-aksen
Hvad er problemet med Lineweaver-Burk plot?
Små fejl kan have stor indflydelse på hældning og dermed resultatet.
Hvordan aflæses Eadie-Hofstee plot?
Aftagende graf. v som funktion af v/[S].
vmax = skæring ved y-aksen.
Km = -hældning eller vmax/skæring ved x-aksen
Hvad er problemet med Eadie-Hofstee plot?
-
Den er god nok.
Hvilke 3 slags enzymhæmmere findes der?
- Kompetativ hæmmer.
- Unkompetativ hæmmer.
- Nonkompetativ hæmmer.
Hvad er kompetativ hæmmer?
Binder til E og danner EI.
vmax = same.
Km = stiger, fordi ikke så mange E vil finde S.
Hvad er unkompetativ hæmmer?
Binder til ES og danner ESI.
vmax = falder, fordi mængden aktive E falder.
Km = falder lidt, fordi ligevægt forskydes til højre.
Hvad er nonkompetativ hæmmer?
Binder både til E og ES, og danner EI og ESI.
vmax = falder, fordi mængden aktive E falder.
Km = same, fordi der fjernes fra begge sider.
Hvad er reversibel hæmmer?
Hæmmeren kan slippe enzymet igen efter noget tid.
Hvad er irreversibel hæmmer? +eksempel
Hæmmeren kan ikke slippe enzymet igen, og forbliver bundet sammen.
Der skal dannes nye enzymer.
Fx Antabuse mod alkoholisme.
Hvordan kan enzymaktivitet reguleres? 5 punkter.
- Øget/hæmmet genekspression.
- Protelytisk aktivering (aktivering vha andre enzymer).
- Aktivering/inaktivering ved kovalent modifikation. Fx phospholeringer. (fx insulin).
- Øget nedbrydning. Proteiner bliver tagget af ubiquitin og sendes hen til at nedbryde.
- Allosterisk regulering.
Hvad gør ubiquitin?
Ubiquitin tagger enzymer, som betyder, at de snart skal nedbrydes.
Hvad er allosteriske enzymer?
Enzymer som ikke følger Michaelis-Menten kinetik.
Beskrives med [S]0,5 i stedet for Km og Hill koefficient i stedet for vmax.
De har flere substratbindende områder.
Homotrofisk effekt.
Grafen er sigmoidal, ikke hyperbolisk.
Positiv koorperativitet ved allosteriske enzymer =
øget [S] –> øget enzymaktivitet.
Grafen er højere end normalt.
Negativ koorperativitet ved allosteriske enzymer =
øget [S] –> nedsat enzymaktivitet.
Grafen er lavere end normalt.
Hvordan bestemmes vmax fra en serumprøve i klinikken?
Serumprøve tilsættes S-overskud og absorbansen måles ved bestemt λ spektrofotometrisk. C bestemmes ud fra Lambert-Beers lov, hvorefter vmax beregnes og sammenlignes med raske personers værdi.
A = εCL
vmax = ΔC/Δt
vmax(syg) > vmax(rask)
Hvad gør man hvis hverken S eller P kan måles spektrofotometrisk?
Man bruger substratanaloger, som godt kan måles. Det er S der ligner naturlig S. Så ligner P også naturlig P.
Hvilket form er et stof på hvis dens pKa>pH?
Syre form. Den har dens H+.
Hvilket form har et stof hvis dens pKa
Base form. Den har afgivet dens H+.
E og S passer sammen = ?-model
Lock and key model.
E ændrer form og låser sig fast rundt om S = ?-model
Induced fit model
Enzym, som hydrolyserer peptidbindinger i proteiner. Har serin i dens aktive område.
Asp102 - His57 - Ser195
Serinprotease
Aktiv form (E + coenzym/cofaktor)
Holoenzym
Inaktiv form (E - coenzym/cofaktor)
Apoenzym
mol/s
katal
µmol/min
Units IU
Enzymaktivitet ift den totale proteinmængde.
Specifikaktivitet
Enzymaktivitet ift volumen.
Enzymkoncentration
Hæmmeren kan slippe enzymet igen efter noget tid. =?
Reversibel hæmmer
Hæmmeren kan ikke slippe enzymet igen, og forbliver bundet sammen.
Der skal dannes nye enzymer.
Irreversibel hæmmer
Hvilket stof tagger enzymer, som betyder, at de snart skal nedbrydes?
ubiquitin
Enzymer som ikke følger Michaelis-Menten kinetik.
Allosteriske enzymer
øget [S] –> øget enzymaktivitet.
Grafen er højere end normalt.
Hvad betyder det?
Positiv koorperativitet ved allosteriske enzymer
øget [S] –> nedsat enzymaktivitet.
Grafen er lavere end normalt.
Hvad betyder det?
Negativ koorperativitet ved allosteriske enzymer
