Catalisi enzimatica e controllo metabolico

1. S.Miniato 2005 16 settembre 2005 Catalisi enzimatica e controllo metabolico UmbertoMura Dipartimento di Biologia Università di Pisa

2. S.Miniato 2005 L'oggetto misterioso

3. S.Miniato 2005 la marmitta catalitica N2 CO2 H2O NO2 CO CH

4. S.Miniato 2005 + zero equilibrio tempo Una reazione chimica + A A B

5. S.Miniato 2005 Il tempo passa ma apparentemente nulla cambia ! Facciamo partire il cronometro ! 1° esperimento Ci troviamo in una condizione di equilibrio

6. S.Miniato 2005 Facciamo partire il cronometro ! Dopo un po’ di tempo ! 2° esperimento

7. S.Miniato 2005 Ancora un po’ di tempo e nulla cambia piu’ 2° esperimento Abbiamo raggiunto una condizione di equilibrio

8. S.Miniato 2005 Facciamo partire il cronometro ! 3° esperimento

9. S.Miniato 2005 3° esperimento Dopo un po’ di tempo si raggiunge l’ equilibrio

10. S.Miniato 2005

11. S.Miniato 2005 Coraggio ragazzi vi dò una mano

12. S.Miniato 2005 Facciamo partire il cronometro ! 4° esperimento

13. S.Miniato 2005 Dopo un po’ di tempo si raggiunge un equilibrio 4° esperimento ……di sicuro un tempo più breve di quello che abbiamo dovuto aspettare nell’esperimento precedente

14. S.Miniato 2005

15. S.Miniato 2005 Il catalizzatore interviene nel processo aumentandone la velocità Alcuni eventi possono realizzarsi solo se è presente un opportuno catalizzatore

24. Mappa metabolica una via metabolica la glicolisi la glicolisi La glicolisi

25. Mappa metabolica Tutte le reazioni che avvengono nelle cellule sono reazioni catalizzate I catalizzatori di tali reazioni prendono il nome di enzimi Gli enzimi sono grosse molecole chiamateproteine Le proteine vengono formate dentro la cellula unendo tra di loro molecole più piccole, gliamminoacidi

26. S.Miniato 2005 Anche le reazioni di sintesi e di degradazione delle proteine richiedono la presenza di enzimi

27. + enzima enzima enzima enzima la catalisi enzimatica

28. Modello della serratura e della chiave Modello dell’ adattamento indotto: enzima e substrato si modificano a vicenda. in alcune in reazioni a due substrati solo il cambiamento conformazionale indotto nell'enzima dal legame con il primo substrato permette al secondo substrato di legarsi.

29. gli enzimi sono catalizzatori modulabili • Sintesi e degradazione della proteina • Stimolazione o inibizione da parte di: • piccole molecole (metaboliti, ioni) • grosse molecole (proteine, acidi nucleici) • Stimolazione o inibizione mediante modifiche covalenti reversibili

30. S. Miniato 2005 P S E E E E Vmax [S] Vo = Vmax KM + [S] velocità massima di reazione vo enzimi michaeliani concentrazione di S

31. S. Miniato 2005 E E E E 2Vmax 1 Vmax 1 2 [E] velocità massima di reazione [E] vo concentrazione di S

32. S. Miniato 2005 gli enzimi sono catalizzatori modulabili • Sintesi e degradazione della proteina • Stimolazione o inibizione da parte di: • piccole molecole (metaboliti, ioni) • grosse molecole (proteine, acidi nucleici) • Stimolazione o inibizione mediante modifiche covalenti reversibili

33. le dimensioni

34. S. Miniato 2005 Vmax - inibitore vo + inibitore concentrazione di S Gli enzimi possono essere inibiti

35. S. Miniato 2005

36. S. Miniato 2005 Non tutti gli enzimi sono di tipo michaeliano Vmax vo enzima allosterico concentrazione di S

37. S. Miniato 2005 +

38. S. Miniato 2005 gli enzimi sono catalizzatori modulabili • Sintesi e degradazione della proteina • Stimolazione o inibizione da parte di: • piccole molecole (metaboliti, ioni) • grosse molecole (proteine, acidi nucleici) • Stimolazione o inibizione mediante modifiche covalenti reversibili

39. enzima inattivo substrato + prodotto enzima attivo +

40. S. Miniato 2005 P OH ADP ATP O Ea o-I m-I Ra H2O Pi Le cascate enzimatiche

41. S. Miniato 2005 S a P6 b h c P5 d e i f g P4 P2 P3 P1

42. in conclusione controllo metabolico = controllo cinetico controllo cinetico = controllo enzimatico gli enzimi = catalizzatori modulabili gli enzimi = sensori molecolari con attività catalitica

43. S.Miniato 2005 FINE