SEMINARIUM NR 2 - ENZYMY (dr Czuczejko)
1. INHIBICJA - na kolokwium przyjmuje podział na inhibicję kompetycyjną i niekompetycyjną, ale nie jest to jedyny, graniczny podział inhibicji.
Na koło -> inhibitory SAMOBÓJCZE (!), wykresy Lineveawera-Burka -> rozpoznać typ inhibicji(!)
Inhibitory:
KOMPETYCYJNE (współzawodniczą z substratem o centrum katalityczne, wykazują pewne podobieństwo do substratu, wiążą się z enzymem i blokują powstanie właściwego produktu, gromadzący się w nadmiarze substrat może wyprzeć inhibitor - reakcja odwracalna, inhibitor kompetycyjny zmniejsza powinowactwo enzymu do substratu -> zwiększa Km, Vmax bez zmian):
1. Malonian - inhibitor kompetycyjny, hamowany enzym: dehydrogenaza bursztynianowa
2. Metotreksat(aminopteryna) - podobny do kw. foliowego, hamowany enzym: reduktaza dihydrofolianowa
3. Allopurynol - hamowany enzym: oksydaza ksantynowa, inhibitor samobójczy
NIEKOMPETYCYJNE
1.. Penicylina - podobna do peptydu, który ma zostać wbudowany w ścianę kom. bakterii, hamowany enzym: transpeptydaza glikopeptydowa, reakcja nieodwracalna, inhibitor samobójczy
2. Kwas acetylosalicylowy - hamuje nieodwracalnie aktywność cyklooksygenazy, hamuje stan zapalny, przeciwdziała zakrzepom
3. Fluorouracyl - hamowany enzym: syntaza tymidylanowa, inhibitor samobójczy, inhibicja nieodwracalna
4. Jodooctan etylu - łączy się z grupami -SH dehydrogenazy bursztynianowej i oksydazy pirogronianowej, inhibicja nieodwracalna
5. Diizopropylofluorofosforan (DPFP) - wiąże serynę w centrum katalitycznym, inaktywuje proteazy serynowe
6. Jony metali ciężkich - zrywają mostki siarczkowe, wiążą grupy -SH, inhibicja nieodwracalna
7. Cyjanki - wiążą się tam, gdzie jest grupa hemowa, blokują nieodwracalnie Fe3+, np. oksydaza cytochromowa
8. Teofilina - hamowany enzym: fosfodiesteraza
9. Cytrynian - blokada czynników krzepnięcia
10. Inhibitory konwertazy angiotensyny - zapobiegają powstawaniu angiotensyny II, obniżają ciśnienie krwi
11. Inhibitory monoaminooksydazy (MAO) - powodują, że aminy katecholowe nie ulegają dezaktywacji, szczeg. dotyczy to dopaminy (depresja, choroba Parkinsona)
2. ALLOSTERIA
Enzymy allosteryczne zbudowane są z dwóch lub więcej podjednostek (nigdy nie są monomerami!), na każdej podjednostce znajduje się oddzielnie centrum allosteryczne. Efektory: dodatnie i ujemne (zmiana centrum allosterycznego tak, by przyłączyć substrat lub nie).
Efektor dodatni - mniejsza wartość Km
Efektor ujemny - większa wartość Km
(!) Zadanie na kolokwium -> wykres Hilla, rozpoznać typ efektora
Efektor allosteryczny ma wpływ tylko na Km, nie wpływa na Vmax.
Przykłady: kofaktory, jony, produkty metabolizmu
(!) Karbamoilotransferaza asparaginianowa (ATC-aza) - katalizuje pierwszą reakcję szlaku biosyntezy pirymidyn, hamowany jest przez CTP (trifosforan cytydyny) -> sprzężenie zwrotne, inhibcja kompetycyjna, allosteria.
Model jednoprzejściowy (np. ATC-aza)
- białko występuje w formie homogennej T(tense-napięty - forma nieaktywna enzymu) lub R(relaxed - luźna - forma aktywna), brak form mieszanych, możliwe formy: np. TTTT lub RRRR
- forma T - małe powinowactwo do substratu, forma R - duże powinowactwo
- wiązanie liganda zwiększa prawdopodobieństwo, że wszystkie podjednostki danej cząsteczki są w formie R; model jednoprzejściowy, bo zmiana konformacji (T->R lub R->T) zachodzi jednocześnie we wszystkich podjednostkach
Model sekwencyjny (np. Hb)
- formy konformacyjne białka: T i R
- związanie liganda z podjednostką powoduje zmianę konformacji tylko tej podjednostki, nie zmienia konformacji pozostałych podjednostek
- zmiana konformacyjna jednej podjednostki zwiększa powinowactwo wiązania pozostałych podjednostek Hb w tej cząsteczce -> wiązanie kooperatywne tlenu w Hb
- podjednostka T sąsiadująca z podjednostką R ma większe powinowactwo do liganda (tlenu) niż podjednostka T sąsiadująca z drugą podjednostką T
3. KINETYKA
- wpływ stężenia substratu:
a) [S] << Km
Vi = [V max/Km] * [S]
b) [S] = Km
Vi = V max / 2
c) [S] >> Km
Vi = V max.
Km zależy od: temp., pH, stężenia substratu, NIE zależy od stężenia enzymu
- temperatura - enzymy są stabilne i ich aktywność rośnie do 40°C, powyżej tej temp. następuje denaturacja
- pH - wiązania jonowe ulegają przemieszczeniu, zmienia się struktura przestrzenna, środowisko reakcji wpływa też na substrat; w skrajnych pH zerwaniu ulegają wszystkie wiązania
Enzymy mogą katalizować reakcje zarówno w swoich pI, jak i w pH różnym od pI (w zależności od charakteru białka enzymatycznego)
4. WITAMINY
Omawiane po kolei witaminy rozp. w tłuszczach i rozp. w wodzie. Wszystko tak jak w Harperze.