1 / 37

Reakční kinetika enzymových reakcí; regulace činnosti enzymů

Reakční kinetika enzymových reakcí; regulace činnosti enzymů. Reakční kinetika enzymových reakcí. invertasa sacharosa + H 2 O  glukosa + fruktosa hexosafosfátisomerasa D-glukosa-6-fosfát  D-fruktosa-6-fosfát. Reakční kinetika enzymových reakcí.

damon-vargas
Download Presentation

Reakční kinetika enzymových reakcí; regulace činnosti enzymů

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Reakční kinetika enzymových reakcí; regulace činnosti enzymů

  2. Reakční kinetika enzymových reakcí invertasa sacharosa + H2O  glukosa + fruktosa hexosafosfátisomerasa D-glukosa-6-fosfát  D-fruktosa-6-fosfát

  3. Reakční kinetika enzymových reakcí Časová závislost koncentrace substrátu [S] a produktu [P] monomolekulární přeměny S  P. k1= 0,01 s-1, k-1 = 0 s-1 pro případ 1 ("nevratná reakce") k1 = 0,006 s-1 a k -1 = 0,00375 s-1 pro případ 2 (vratná reakce)

  4. Reakční kinetika enzymových reakcí monomolekulární přeměna S  P Základní definice: pro náš případ: = - Základní model: k1 k2 E + S ES(EP) P + E k -1 k -2 Zanedbat zpětnou reakci? k1 k2 E + S ES P + E k-1

  5. Další důležité pojmy: definice limitní rychlosti: Vlim = k2 . [Eo] = číslo přeměny = molekulová (molární) aktivita enzymu Katalytická aktivita enzymového preparátu (množství aktivního enzymu) K čemu to? - kupuji enzym (cena za jednotku) - kolik potřebuji enzymu pro reakci - koncentrace katalytické aktivity (kat/ml) - klin. biochemie Katalytickou aktivitu 1 katalu (1 U) vykazuje enzymový preparát, který za definovaných podmínek (pH, pufr, teplota) při nasycení substrátem přemění 1 mol (1 mol) substrátu za 1 sec (1 min). když [E0] = [ES] počet molů substrátu, které je 1 mol enzymu schopen přeměnit při saturaci substrátem za jednotku času = kolik molekul substrátu je za stejných podmínek schopna přeměnit 1 molekula enzymu za jednotku času

  6. Číslo přeměny = molekulová (molární) aktivita enzymu

  7. Reakční kinetika enzymových reakcí

  8. Reakční kinetika enzymových reakcí Jak určit hodnoty KM a Vlim? metoda počátečních reakčních rychlostí: závislostvona [S] Metoda nelineární regrese: Odhad KM = 1,8 mmol.dm-3 a Vlim = 2,5 mmol.dm-3.min-1 "Správné" hodnoty: KM = 2,04  0,43 mmol.dm-3, Vlim = 2,04  0,16 mmol.dm-3.min-1 Michaelisovská závislost počáteční reakční rychlosti na koncentraci substrátu.

  9. Závislost počáteční reakční rychlosti na pH a teplotě

  10. VÍCESUBSTRÁTOVÁ KINETIKA - následný mechanismus (postupný, sekvenční) - náhodný - uspořádaný - "ping-pongový" E-P + S1 E-P* + P1 E-P* + S2 E-P + P S1 + S2  P1 + P2

  11. "ping-pongový„ mechanismus

  12. "NEMICHAELISOVSKÉ" ENZYMY - positivní homotropní allosterický efekt (allosterické enzymy) - heterotropní allosterický efekt

  13. Alosterické enzymy

  14. Regulace enzymové aktivity

  15. Regulace enzymové aktivity • na úrovni transkripce a translace (konstitutivní a induktivní) • pomocí změn kovalentní struktury (řízeno specifickými enzymy) • - nevratné (aktivace štěpením peptidové vazby - proenzymy) • - vratné (fosforylace, adenylace...) • efektory (aktivátory a inhibitory)

  16. Regulace enzymové aktivity • INHIBICE: • - nevratná • vratná: • a) substrátem • b) kompetitivní (competitive) • c) akompetitivní (acompetitive) • d) nekompetitivní (noncompetitive)

  17. Kompetitivní inhibice KM´ =, V´lim = Vlim

  18. Kompetitivní inhibice

  19. Akompetitivní inhibice

  20. Akompetitivní inhibice

  21. Nekompetitivní inhibice V´lim =

  22. Nekompetitivní inhibice

  23. Regulace enzymové aktivity

  24. Allosterická inhibice (aktivace)

  25. Příklad Při studiu enzymové reakce byly pro následující výchozí koncentrace substrátu změřeny počáteční rychlosti reakce: • Odhadněte hodnoty Km a Vlim. • Jaká bude počáteční rychlost při koncentracích substrátu • 2,5 . 10 –5 a 5 . 10-5 mol/dm3 ?

  26. Imobilizované enzymy Definice IUPAC - enzymy, které jsou fyzicky ohraničeny nebo lokalizovány, zachovávají si svoji aktivitu a mohou být použity opakovaně a kontinuálně

  27. Biotechnologie Definice? Aplikace biologických vědních oborů a inženýrských disciplin k přímému nebo nepřímému využití živých organismů nebo jejich součástí v jejich přirozené nebo modifikované podobě. Přednosti: surovinová základna, energetická nenáročnost, šetrnost k životnímu prostředí Nevýhody: Vysoké náklady na V a V, malá efektivnost?

  28. Biotechnologické směry • Průmyslová mikrobiologie • Fermentační (ethanol, kyselina citronová) • Produkty biosynthes (primární a sekundární metabolity, biopolymery), • Biotransformace • Biomasa • Průmyslové biotechnologie • Biotechnologie životního prostředí (bioremediace) • Živočišné biotechnologie • Biotechnologie užitkových rostlin • Veterinární a medicínské biotechnologie

  29. Využití enzymů → aplikovaná enzymologie • využití enzymů, resp. enzymových systémů, včetně celých buněk: • průmysl potravinářský a nepotravinářský • klinická biochemie (diagnostika a stanovení analytů) • farmaceutika • Technologicky významné enzymy • Hydrolasy (80%) – 50% proteasy, 50% glykosidasy • Isomerasy GI (12% !) • Oxidoreduktasy – (GOD - analytika) • Ostatní (5 - 7%) Zdroje technických preparátů enzymů: Mikrobiální (bakterie a plísně) - extremofilní MO rekombinantní technologie živočišné a rostlinné

  30. Příklady • Biodetergenty (proteasy, amylasy, lipasy, celulasy, peroxidasy) • Hydrolýza škrobu (amylasy, GI, transferasy) • Mlékárenství (chymosin) • Hydrolýza proteinů • ……. až po „biostoning“ (celulasy)

More Related