background image

 

 

Sposoby regulacji aktywności enzymatycznej 

tzw. enzymów regulatorowych:

1. poprzez odwracalną modyfikację kowalencyjną

2. przez aktywację proteolityczną

3. na drodze oddziaływań allosterycznych

4.  wiązanie białek regulatorowych

np.: kalmoduliny (białko o masie cząst. 
17kDa aktywuje liczne enzymy w 
odpowiedzi na wysokie stężenie Ca 

2+

kalmodulina

aktywny enzym

kompleks
Ca 

2+

 -kalmodulina

nieaktywny enzym

Ca

2+

Ca

2+

Ca

2+

background image

 

 

Nomenklatura i systematyka enzymów

1961r   pierwsze podstawowe zasady nomenklatury i klasyfikacji 
enzymów 
             przez 

Komisję Enzymatyczną

 powołaną przez Międzynarodową  

             Unię  Biochemiczną i Biologii Molekularnej (

IUBMB -

 

I

nternational

 

             U

nion of 

B

iochemistry and

 M

olecular

 B

iology) powołaną 

w  
             1955r.

1992 r  

Nomenklatura enzymów

 wydana przez 

Komitet Enzymowy

 

             (

NC- N

omenclature

 C

ommittee) 

 IUBMB 

– pozycja 

książkowa

Aktualny wykaz enzymów oraz informacje o nazewnictwie można 
odnaleźć na stronach internetowych Komitetu Enzymowego 
IUBMB: 

www.chem.qmw.ac.uk/iubmb/enzyme

Informacje o enzymach można także odnaleźć przeszukując bazy 
danych opierających się na zasobach NCIUB MB:

www.enzyme-database.org/

 (ExplorEnz)

www.expasy.ch/enzyme/
www.brenda.uni-koeln.de

background image

 

 

Klasa 1

Oksydo-

reduktaz

y

Klasa 2

Transfe

-

razy

Klasa 

3

Hydro-

lazy

Klasa

4

Liazy

Klasa 5

Izomera

zy

Klasa 

6

Ligazy

Wszyst

kie 

klasy

Lic

zba

1125

1180

1129

371

165

141

4111

Aktualna liczba sklasyfikowanych enzymów

1.

Klasyfikacja

 enzymów opiera się na 

typie

 katalizowanej reakcji

2.

Każdy

 enzym 

ma

 nazwę systematyczną i potoczną.

 

Nazwa systematyczna

 jest dwuczłonowa:

-> część pierwsza o końcówce 

– aza

 mówi o typie katalizowanej 

reakcji, 

         -> część druga wskazuje na substrat(y)

3.  W klasyfikacji systematycznej enzymy oznacza się 

wg. kodu 

liczbowego

 4 liczbami arabskimi oddzielonymi kropkami, 

poprzedzonymi literami EC (Enzyme Commission)

Podstawowe zasady klasyfikacji i nazewnictwa

background image

 

 

1.  Oksydoreduktazy

Enzymy  katalizujące  reakcje  oksydoredukcyjne,  polegające  na 
przenoszeniu elektronów i protonów (at. H), samych elektronów lub 
polegające na bezpośrednim włączaniu tlenu do substratu. 

 
 

Klasa ta obejmuje następujące grupy enzymów:

 

 

   

AH

2

 + B <-> A + BH

2

   

 A - substrat, B - koenzymy

 

np.:  NAD

+

, FAD 

 
 

   A + BH

2

 <-> AH

2

 + B

 

A – substrat, B – koenzymy np: NADP

+

,FAD

 

 

   2AH

2

 + O

2

 <-> A + 2H

2

 

 

A - substrat

 

  

     AH

2

 + O

2

 <-> A + H

2

O

2

   AH

2

 + H

2

O

2

 <-> 2A + 2H

2

O

 

 

 

A - substrat 

 

   a) A + O

2

 <-> AO

2

 

 

 

 

A - substrat

 

   b) AH + BH

2

+

 

O

2

 <-> AOH + B + H

2

O

 

A, B - substraty

-  dehydrogenazy – utlenienie

-  reduktazy – redukcja

-  oksydazy  

-  peroksydazy

- oksygenazy (a) i hydroksylazy(b)

background image

 

 

oksydaza glukozy

 – nazwa potoczna

oksydoreduktaza -D-glukoza : tlen – 

nazwa 

systematyczna

EC  1. 1. 3. 4  

numer klasyfikacyjny

kolejność w podpodklasie

akceptor: tlen

utleniana grupa w donorze: CH-OH

klasa enzymu

1.  Oksydoreduktazy

 O   

OH

H

OH

H

HO

H

H

H

OH

CH

2

OH

-D-glukoza

 O   

OH

OH

H

HO

H

H

H

CH

2

OH

O  

 D-glukonolakton

+ O

2

+ H

2

O

2

FAD

-  do 

usuwania  tlenu  z  paczkowanej  żywności

  (ochrona  przed 

utlenienien  ->  przed  niekorzystnymi  zmianami  barwy,  zapachu)  np. 
stabilizacja piwa, soków, ochrona majonezu przed jełczeniem

-  do 

usuwania  glukozy

  z  żywności  np.:  do  odcukrzania  masy  jajowej 

przed suszeniem

- do 

oznaczania ilościowego glukozy

 w żywności

-  H

2

O

2

 działa bakteriobójczo – paczkowana żywność, miód

background image

 

 

heksokinaza

 - nazwa potoczna

 

6-fosfotransferaza ATP : D-heksoza 

nazwa systematyczna

EC  2. 7. 1. 1 - 

numer klasyfikacyjny

kolejność w podpodklasie

grupa akceptorowa: grupa alkoholowa

przenoszona grupa: grupa zawierająca fosfor

klasa enzymu

 + ATP

OH

OH

OH

OH

H

H

H

H

H

CH

2

OH

OH

OH

OH

OH

H

H

H

H

H

CH

2

OPO

3

2-

 + ADP

 + H+

glukoza

glukozo-6-fosforan

 O

 O

2. Transferazy

Klasa ta obejmuje enzymy katalizujące przeniesienie grup chem. pomiędzy

poszczególnymi związkami i to zwykle przy udziale specyficznych koenzymów.

W zależności od rodzaju przenoszonych grup lub rodników wyróżniamy min.: 

przenoszą grupę aminową –NH

2

przenoszą grupy fosforanowe z udziałem ATP 

przenoszą grupę –CH

3

  przenoszą grupy cukrowe 

-  aminotransferazy:

-  fosfotransferazy (kinazy):

-  metylotransferazy:

-  glikozylotransferazy:

-  acylotransferazy:

     przenoszą grupy acylowe 2,4,6-węglowe

background image

 

 

3.  Hydrolazy

Enzymy katalizujące reakcje hydrolizy, czyli rozkładu wiązań z udziałem 
cząsteczki wody.

Jest to jedyna klasa enzymów, która nie wymaga obecności koenzymów.

esterazy

- glikozydazy 

(np. amylazy, celulaza) 

- peptydazy

- amidazy i deaminazy

W zależności od rodzaju atakowanych wiązań rozróżniamy hydrolazy min. : 

- rozkładające wiązanie estrowe:

   - lipazy

 (hydrolazy estrów karboksylowych),  

    - fosfatazy

 (hydrolazy monoestrów fosforanowych) 

 

- hydrolizujące wiązania glikozydowe  

 

- hydrolizujące wiązania peptydowe  

    (np. trypsyna, pepsyna, 

                 chymotrypsyna) 

- rozkładające wiązanie C- N inne niż peptydowe np. w amidach

background image

 

 

wiązanie
-1,4-glikozydowe 

laktoza

-D-glukoza

-D-galaktoza

3.  Hydrolazy

-D-galaktozydaza, laktaza

 

- nazwa potoczna

 

galaktohydrolaza -D-galaktozydu

 - nazwa systematyczna

EC  3. 2. 1. 23 – numer klasyfikacyjny

kolejność w podpodklasie

hydrolizowane wiązanie: wiąz. glikozydowe

klasa enzymu

hydrolizowane wiązanie dokładniej: 0- lub S-glikozylowe

laktaza

produkcja bezlaktozowego mleka i serwatki

produkcja  koncentratów  z  mleka

  (np.mleka  w  proszku), 

lodów, 

kremów

  glukoza  i  galaktoza  słodsze  oraz  lepiej  rozpuszczalne  od  laktozy  -> 

możliwe  przygotowanie  roztworów  o  wyższym  stężeniu    cukrów  i    z 
mniejszą tendencja do krystalizacji podczas zatężania

przyspiesza fermentację mlekową

 w technologii fermentowanych

napojów mlecznych i serów dojrzewających, skracając czas produkcji

background image

 

 

Chymozyna

- nazwa potoczna

 

Przykład:   

Brak 

- nazwa systematyczna

EC  3. 4. 23. 4 – numer klasyfikacyjny 

kolejność w podpodklasie

hydrolizowane wiązanie: wiązanie C-N peptydowe

klasa enzymu

endopeptydazy aspartylowe

-kazeina

para--kazeina

glikomakropeptyd 

3.  Hydrolazy

background image

 

 

Ze względu na rodzaj rozszczepianych wiązań wyróżniamy min. liazy: 

 

- rozrywające wiązanie C-C

 - dekarboksylazy

  - uwalniają CO

2

 z substratów 

                 - aldolazy

           - uwalniają aldehydy z substratu 

 

- działające na wiązania C-O

         - odłączają cząsteczkę wody 

 

4. Liazy

Syntazy – 

 ogólnie gdy równowaga reakcji przesunięta w kierunku 

syntezy,

 

nie wymagają nakładu energii do syntezy wiązań 

- dehydratazy / hydratazy

- amoniakoliazy -

 odłączają NH

3

dekarboksylaza pirogronianowa  

nazwa potoczna  

karboksyliaza 2-oksokwasów 

nazwa systematyczna

EC  4. 1. 1. 1  

numer klasyfikacyjny

kolejność w podpodklasie

 rozszczepiane wiązanie : wiązanie C-C

klasa enzymu

odszczepiana grupa: grupa COO

-

CO

2

COOH

O

C

CH

3

H

O

C

CH

3

DPT

+

kwas pirogronowy aldehyd octowy

DPT - difosforan tiaminy

- rozszczepiające wiązanie C-N

Enzymy katalizujące odwracalne lub nieodwracalne rozerwanie różnych 
wiązań bez udziału wody, przy czym z substratu na który działa enzym 
odłączane  są  pewne  grupy  chem.  i  uwalniane  w  postaci  zw. 
drobnocząsteczkowych (np.. CO

2

, H

2

O, NH

3

, aldehydy).

- rozszczepiające wiązanie C-S   - 

desulfhydrazy

 (odszczepiają H

2

S)

background image

 

 

5.  Izomerazy

Należą tutaj enzymy katalizujące różne reakcje izomeryzacji min.: 

   - odpowiedzialne za zmianę konfiguracji przy węglu 
     asymetrycznym (wzajemne przekształcenia 
     konfiguracji L i D lub formy  i )

-  racemazy i epimerazy

-  izomerazy cis - trans   

-  izomeria geometryczna (cis-trans)

       - 

mutazy 

(wew.cząst transferazy) - przemieszczenie grup wew. cząsteczki 

 

 Klasa enzymów katalizujących przekształcenia wewnątrzcząsteczkowe: 

przegrupowania atomów bądź grup chem. Skład chemiczny związku nie 
ulega zmianie

- izomerazy odpowiedzialne za wewnątrzcząsteczkowe przemiany 

  oksydoredukcyjne (przesunięcie atomów H

+

)

izomeraza ksylozowa (glukozowa)  

- nazwa potoczna  

Przykład: 

ketolo-izomeraza D-ksylozy 

- nazwa systematyczna

EC  5. 3. 1. 5 numer klasyfikacyjny

kolejność w podpodklasie

typ przekształcenia : przegrupowanie atomów H

+

klasa enzymu

dokładniej przekształcenie: przemiana aldoza - ketoza

 

D-glukoza

CH

2

OH

C OH

H

C H

HO

C OH

H

HC

C

O

O H

H

C O

CH

2

OH

CH

2

OH

C OH

H

C H

HO

C OH

H

D-fruktoza

background image

 

 

D-glukoza

CH

2

OH

C OH

H

C H

HO

C OH

H

HC

C

O

O H

H

C

O

CH

2

OH

CH

2

OH

C OH

H

C H

HO

C OH

H

D-fruktoza

Izomeraza glukozowa

Izomeraza glukozowa - 

EC  5. 3. 1. 5 

-  do 

produkcji  syropów  wysokofruktozowych

  stos.  jako 

środek 

słodzący, 

gdyż:

      ● fruktoza słodsza od sacharozy i glukozy
            ●  fruktoza  najlepiej  rozpuszczalny  sacharyd  ->  ułatwia  przyg. 
syropów
         o wyższym stężeniu cukrów i zmniejszonej tendencji do krystalizacji 

-do 

otrzym.  fruktozy

,  fruktoza  ma  wysoką  zdolność  wiązania  wody, 

zapobiega  utracie  wilgoci  w  przechowywanych  produktach

 

żywnościowych np. owoców kandyzowanych,  w  produkcji pieczywa

background image

 

 

6. Ligazy, zwane potocznie syntetazami 

Są to enzymy katalizujące syntezę - powstanie nowych wiązań: 
C-O, C-S, C-N, C-C.  

 

Wszystkie reakcje katalizowane przez ligazy zachodzą z 
udziałem ATP lub innego związku makroergicznego

Syntetazy katalizujące dołączenie do substratu CO

– nazywamy 

potocznie 

karboksylazami

syntetaza acetylo-CoA

nazwa potoczna

 

Przykład:

   

ligaza octan : CoA (AMP) 

nazwa systematyczna

EC  6. 2. 1. 1 numer klasyfikacyjny

kolejność w podpodklasie

klasa enzymu

substraty syntezy: kwas - tiol

powstające wiązanie: C-S

CH

3

COOH + HS-CoA

ATP AMP + PP

i

CH

3

-C

O

S-CoA

acetylo-CoA

CoA

kwas octowy

background image

 

 

Zastosowanie eznymów w przemyśle rolno-spożywczym

1.

Enzymy amylolityczne (rozkładające wiąz. glikozydowe w  
skrobii) - gł. amylazy, glukoamylazy

-

p. browarniczy i gorzelniczy - przekształcenie skrobi w sacharydy 
fermentujące, gł. w glukozę ulegającą fermentacji alkoholowej

-

p. piekarski - j.w. - spulchnianie ciasta przez CO

2

, który powstaje 

podczas fermentacji alkoholowej 

-

p. farmaceutyczny - otrzymywanie glukozy

-

p. cukierniczy - scukrzanie skrobi, produkcja glukozy 

2.

Enzymy proteolityczne (rozkładające wiązania peptydowe)

-

p. mięsny i rybny - zmiękczanie, kruszenie mięsa (katepsyny, 
papaina)

-

p. piwowarski - zapobieganie zmętnieniom białkowym piwa

-

p. serowarski - koagulacja mleka, dojrzewanie serów (chymozyna)

3.

Enzymy pektynolityczne (rozkładające wiąz. glikozydowe w 
pektynach)

-

p. owocowo - warzywny - klarowanie soków, 

-

        - zwiększenie wydajności przy tłoczeniu i ekstrakcji 
          składników z miazgi owocowej
        - przeciwdziałanie żelowaniu zagęszczonych soków

4. Enzymy z klasy oksydoreduktaz np. oksydaza glukozy lub 

izomeraz np.izomeraza glukozowa 

background image

 

 

Koenzymy

- niskocząsteczkowe związki organiczne

- niebiałkowa część enzymu, która łącząc się z białkiem enzymu i 
substratem umożliwia przemianę substratu w produkt

- przenośniki elektronów, protonów bądź określonych grup funkcyjnych

- syntetyzowane na bazie witamin rozpuszczalnych w wodzie (głównie 
witamin z grupy B)

Witaminy

- składniki mające istotne znaczenie w prawidłowym metabolizmie

- konieczne do życia substancje o charakterze regulacyjnym

- muszą być dostarczone wraz z pożywieniem

- działają w małych stężeniach

- ich brak lub niedobór powoduje awitaminozę 

background image

 

 

Dinukleotyd nikotynamidoadeninowy (NAD

+

)

 

i jego fosforan (NADP

+

)

 

OH

OH

CH

2

C

O

NH

2

+

O

-O P

O

amid kwasu 

nikotynowego 

(wit. PP)

D-ryboza

NAD

+

:  

R

 = H

NADP

+

:

   

R

 = 
PO

3

2-

NH

2

O

R

OH

CH

2

O

O

-O P

O

adenina

D-ryboza

AMP

N

 O

N

N

N

N

 O

C

O

NH

2

+

H

R

C

O
NH

2

H

R

H

H

+

2

 

H

+

 + 

2e-

-

 

2

H

+

-

 

2e

-

Amid kwasu nikotynowego

utleniony 

(NAD+ 

, NADP   

+)

zredukowany 

(NADH + H+

, NADPH + H+)

N

N

..

 + 

background image

 

 

Flawina - dimetyloizoaloksazyna

O

O

2H

+

 

2e-

-  

2H

+

2e

-

N

O

O

R

R

H

H

H

3

C

H

3

C

H

3

C

H

3

C

N

N

NH

NH

N

N

N

forma utleniona 

(FAD, FMN)

forma zredukowana 

(

FADH

2

FMNH

2

)

NH

N

N

N

O

H

3

C

H

3

C

O

C

C

C

H

H

OH

OH

H

H

ry

b

it

o

l

ry

b

o

f

a

w

in

a

 (

w

it

B

2

)

f

a

w

in

a

AMP

O-

C

C OH

H

H

2

O

O

P

O

O

P

O

O-

FMN

 

- mononukleotyd fawinowy 

 

- fosforan rybofawiny

Dinukleotyd fawinoadeninowy - FAD

OH

CH

2

 O

NH

2

OH

N

N

N

N

żółta

bezbarwna

background image

 

 

 

Amid kwasu liponowego

CH

2

CH

CH

2

S

(CH

2

)

4

C

NH

2

O

CH

2

CH

CH

2

S

H

S

H

(CH

2

)

4

C NH

2

O

2H

+

 

2e

-

-  

2H

+

2e

-

forma utleniona

forma zredukowana

S

CH

3

CH

(

CH

2

CH

3

CH

2

)

C

H

H

3

CO

H

3

CO

O

O

n

CH

3

CH

(

CH

2

CH

3

CH

2

)

C

H

H

3

CO

H

3

CO

O

H

O

H

n

+

2

H

+

 

2e-

-  

2H

+

2e-

forma utleniona

(Q, ubichinon)

forma zredukowana

(QH

2

, ubichinol)

Koenzym Q (ubichinon)

n= 6-10

izopentenol

background image

 

 

Budowa cytochromu c

Heminy komórkowe

- związki o charakterze żelazoporfiryn

- uczestniczą w transporcie elektronów

- stanowią grupę prostetyczną: 

- wielu enzymów: peroksydaza, katalaza, oksydaza cytochromowa c
- białek o charakterze nieenzymatycznym np.  cytochromów

Cytochromy

- hemoproteiny o charakterze nieenzymatycznym

- biorą udział w transporcie pojedynczych elektronów w łańcuchu oddechowym

- ich rola polega na utlenianiu za pośrednictwem koenzymu Q zredukowanych 
  koenzymów flawinowych FMNH

2

 -> CoQ -> cyt.c ->O

2

- przyjmują i oddają elektrony  zmieniając wartościowość żelaza  (Fe 

2+  

- zred, Fe 

3+

utl.)

N

b

ia

łk

o

CH

3

S – CH

2

żelazoporfiryna

S – CH

2

CH

3

1

2

3

4

pierścień pirolowy

mostki metinowe

3

+

background image

 

 

Podział koenzymów

1.

Koenzymy przenoszące elektrony i protony, współdziałające z 

oksydoreduktazami 

-

NAD

+

            - dinukleotyd nikotynamidoadeninowy 

[wit. PP]

-

NADP

+

          - fosforan dinukleotydu nikotynamidoadeninowego

[wit. PP]

-

FAD              - dinukleotyd flawinoadeninowy
[wit.B

2

]

 

-

FMN             - mononukleotyd flawinowy
[wit.B

2

]

 

-

CoQ              - koenzym Q

-

Lipoamid     - amid kwasu liponowego

-

Heminy        - stanowią grupę prostetyczną enzymów np. 
peroksydazy ale 

też białek nieenzymatycznych np. 

cytochromów)

2. Koenzymy przenoszące różne grupy chem., współpracujące z 

klasą 

transferaz

-

PLP 

      - fosforan pirydoksalu 

[wit. B

6

]

-

nukleozydotrifosforany (ATP, UTP, CTP, GTP)

-

DPT        - difosforan tiaminy

[wit. B

1

]

-

THF        - kwas tetrahydrofoliowy

3. Koenzymy przenoszące różne grupy chem., współpracujące z 

liazami,  ligazami, izomerazami, 

-

nukleozydotrifosforany

-

PLP 

      - fosforan pirydoksalu 

[wit. B

6

]

-

DPT        - difosforan tiaminy

[wit. B

1

]

-

CoA        - koenzym A

[wit. B

5

]

-

CoB

12  

   - koenzym B

12

 - kobalamina

               [wit. B

12

]

-

Biotyna  - witamina  H

background image

 

 

Difosforan tiaminy - DPT

NH

2

H

3

C

CH

2

S

CH

3

CH

2

CH

2

O

O

P

O

P

O

O-

O-

O-

CH

C

N

+

proton 

dysocjujący

tiamina 

(witamina B

1

)

N

N

C

C

C

H

2

Różne formy witaminy B6

C

CH

2

O- 

PO

3

2-

HO

H

3

C

C

O

H

N

Fosforan pirydoksalu (PAL, PLP)

CH

2

OH

CH

2

OH

HO

H

3

C

N

pirydoksyna

CH

2

NH

2

CH

2

OH

HO

H

3

C

N

pirydoksamina

C

CH

2

OH

HO

H

3

C

C

O

H

N

pirydoksal

C

4

3

5

2

Kinaza pirydoksalowa + ATP

background image

 

 

Koenzym A (CoA)

 

NH

O  

CH

 O 

OH 

O  P 

CH

CH

CH

HO 

CH

CH

CH

CH

HS 


cysteamina

 

fosforan kwasu

pantotenowego

3,5 - difosforan 

 

adenozyny

 

-alanina

Podstawową funkcją 

CoA

 

jest aktywowanie i przenoszenie reszt acylowych  (np. 3,6, 8, 10-

 

węglowych). 

 

Najczęściej przenoszoną grupą jest 

grupa acetylowa

, powstaje 

acetylo-CoA. 

 Acetylo-CoA

 - związek bogaty w energię 

 

 

 

    - wykorzystywany na pokrywanie potrzeb energetycznych 

 

 

 

      organizmu, przez włączenie do cyklu Krebsa 

 

 

 

    - wykorzystywany do biosyntezy ważnych substancji jak  

 

 

 

      np.wyższe kwasy tłuszczowe, cholesterol.

 

acetylo-CoA 

CoA

 uczestniczy także w procesach tj.: 

 

 

 

- aktywacja kwasów tłuszczowych (syntetaza acylo-CoA)

 

 

- degradacja kwasów tłuszcz

owych przez -oksydację 

 

 

- dekarboksylacja oksydacyjna 2-oksokwasów

  

CH 

3  

CoA  

P

Kwas pantotenowy – wit. B

5

background image

 

 

Podział koenzymów

1.

Koenzymy przenoszące elektrony i protony, współdziałające z 

oksydoreduktazami 

-

NAD

+

            - dinukleotyd nikotynamidoadeninowy 

[wit. PP]

-

NADP

+

          - fosforan dinukleotydu nikotynamidoadeninowego

[wit. PP]

-

FAD              - dinukleotyd flawinoadeninowy
[wit.B

2

]

 

-

FMN             - mononukleotyd flawinowy
[wit.B

2

]

 

-

CoQ              - koenzym Q

-

Lipoamid     - amid kwasu liponowego

-

Heminy        - stanowią grupę prostetyczną enzymów np. 
peroksydazy ale 

też białek nieenzymatycznych np. 

cytochromów)

2. Koenzymy przenoszące różne grupy chem., współpracujące z 

klasą 

transferaz

-

PLP 

      - fosforan pirydoksalu 

[wit. B

6

]

-

nukleozydotrifosforany (ATP, UTP, CTP, GTP)

-

DPT        - difosforan tiaminy

[wit. B

1

]

-

THF        - kwas tetrahydrofoliowy

3. Koenzymy przenoszące różne grupy chem., współpracujące z 

liazami,  ligazami, izomerazami, 

-

nukleozydotrifosforany

-

PLP 

       - fosforan pirydoksalu 

[wit. B

6

]

-

DPT        - difosforan tiaminy

[wit. B

1

]

-

CoA        - koenzym A

[wit. B

5

]

-

CoB

12  

   - koenzym B

12

 - kobalamina

               [wit. B

12

]

-

Biotyna  - witamina  H

background image

 

 

2. Przeniesienie  reszty  difosforanu  z ATP na substrat

OH 

CH

 O 

OH 

OH

 

 + ATP 

OH 

CH

 O 

OH 

P

 

 + AMP

pirofosfokinaza   

Rybozofosforanowa
(syntetaza PRPP)

 

 

rybozo- 5-fosforan

 

5-fosforybozylo-1- 

Pirofosforan (PRPP)

 

COOH

CH

2

N

C

H  C

3

N
H

NH

H

COOH

CH

2

N

C

H  C

3

N

H

NH

P

+  A TP

+ ADP 

kinaza

kreatynowa

kreatyna

fosfokreatyna

Typy reakcji, w których ATP uczestniczy jako koenzym:

1. Przeniesienie pojedynczej reszty  fosforanowej z ATP na substrat

 + ATP 

OH 

OH 

OH 

OH 

CH

2

OH 

OH 

OH 

OH 

OH 

H  

CH

2

-O-

P

 + ADP 

glukoza 

glukozo-6-fosforan 

heksokinaza  

 O 

 O 

background image

 

 

CH

2

NH

2

COOH

C

H

CH

2

S

CH

3

NH

2

OH

CH

2

N

 O

N

N

N

OH

CH

2

NH

2

COOH

C

H

CH

2

S

H

3

C

 + ATP

adenozylotransferaza 

metioninowa

P P

+

+ P

metionina

adenozylometionina

3. Przyłączenie monofosforanów nukleozydów do substratu

4. Przyłączenie reszty adenozyny do substratu

Typy reakcji, w których ATP uczestniczy jako koenzym:

R  CH  C 

OH 

NH

 + ATP 

R  CH  C 

AMP 

NH

AMP 

P  P 

syntetaza   

aminoacylo-tRNA  

aminokwas 

aminoacylo-AMP 

+

background image

 

 

- chroni nienasycone tłuszcze w błonach przed  
utlenieniem
- odpowiedzialna za prawidłowy rozwój narządów    
-  rozrodczych u zwierząt.

Wit. E
(- tokoferol)

- pochodna witaminy D reguluje metabolizm Ca 

2+

 i fosforu

- brak witaminy D osłabia kości rozwijających się zwierząt

Wit. D

- jest potrzebna  do prawidłowego krzepnięcia krwi

Wit. K

- prekursor retinalu, biorącego udział w procesie 
widzenia
- brak jej prowadzi do kurzej ślepoty
- młode zwierzęta potrzebują jej do wzrostu 

Wit. A
(retinol)

funkcja

witamina

Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach

background image

 

 

Reakcja katalizowana przez 

oksydazę glukozy

 O   

OH

H

OH

H

HO

H

H

H

OH

CH

2

OH

 O   

OH

OH

H

HO

H

H

H

CH

2

OH

O  

H

H

CO OH

C OH

C
C
C

OH

OH
OH

CH

2

OH

H
H

FAD

FADH

2

O

2

H

2

O

2

-D-glukoza

 D-glukonolakton

kwas glukonowy

H

2

O

oksydaza glukozy

  2 H

2

O

2      ->     

2  H

2

O   +   O

2

 

Reakcja katalizowana przez 

katalazę

background image

 

 

Micela kazeinowa 
– kompleks fosofo-kazeino-wapniowy (kazeinian wapnia)

A-submicela

hydrofobowy rdzeń ( i -kazeina)

pow. wzbogacona k-kazeiną (D)

hydrofilowy ogon k-kazeiny (B)

Ca

2

wiązane przez PO

4

3+ 

(E)

wiązania Ca

9

(PO

4

)

6      

(C)

Rys. Hydroliza wiązania peptydowego kappa-kazeiny przez chymozynę

background image

 

 

Kazeiny, to grupa fosfoprotein, stanowiąca najliczniejszą grupę białek mleka 
(80%). Do głównych frakcji kazeiny należą: alpha-s1, alpha-s2, beta and kappa 
kazeina. W mleku kazeina występuje głównie w postaci sferycznych skupisk, 
zwanych micellami. Micele utworzone są z podjednostek, submicelli, złożonych z 
25-30 cząsteczek kazeiny α, β, κ. Alfa i beta kazeiny to hydrofobowe, wysoko 
ufosforylowane białka, które łatwo strącają się w obecności jonów wapnia i 
które stanowią rdzeń micelli. Kappa-kazeina posiada tylko jedną ufosforylowaną 
resztę seryny i dlatego nie strąca się w obecności jonów wapnia. Zlokalizowana 
na powierzchni micelli kappa-kazeina stabilizuje je, a jej mocno glikolizowany 
C-końciec łańcucha polipetydowego, wystający ponad powierzchnię micelli, 
zapewnia micellom odpowiednie uwodnienie i zapobiega agregacji. Usunięcie 
hydrofilowego C-końca kappa-kazeiny przez podpuszczkę, sprawia że w obecności 
jonów wapnia micelle agregują i tworzy się skrzep para-kazeiny. Koagulacja 
kazeiny przez podpuszczkę następuje w dwóch fazach.
Pierwsza faza ma charakter enzymatyczny. W wyniku hydrolizy wiązania 
peptydowego pomiędzy Phe105 oraz Met106 łańcucha polipetydowego kappa-kazeiny, 
ma miejsce odszczepienie z cząsteczek kappa-kazeiny C-końcowego fragmentu 
łańcucha polipeptydowego, tzw. glikomakropeptydu i powstanie para-kappa-
kazeiny. Glikomakropeptyd zawiera 64 reszty aminokwasowe, jest łatwo 
rozpuszczalny w wodzie i przechodzi do roztworu. Glikomakropetyd jest także 
rozpuszczalny w kwasie trójchloroctowym, co zostanie wykorzystane w metodzie 
Ansona na dzisiejszym ćwiczeniu.
 Druga faza prowadzi do utworzenia skrzepu (żelu) głównie w wyniku w wyniku 
interakcji między micellami. Interakcja ta spotęgowana jest odłączeniem 
glikomakropeptydu (micele tracą powłokę hydratacyjną).
Powyższy mechanizm koagulacji jest szeroko wykorzystywany w technologii 
otrzymywania serów podpuszczkowych  

2. Białka mleka
Białko  mleka  krowiego  stanowi  od  3  do  4%  jego  suchej  masy.  Najważniejszymi 
białkami  mleka  są:kazeina-  białka  mleka  i  białka  serwatki:  laktoglobuliny, 
laktoalbuminy, immunoglobuliny
Kazeina  stanowi  ok.  75-85%  białek  mleka.  Zaliczana  jest  do  fosfoprotein. 
Kazeina  nie  jest  białkiem  jednorodnym,  w  świeżym  mleku  wyodrębniono  trzech 
zasadnicze  frakcje:  alfa,  beta  i  kappa  kazeinę  różniących  się  składem 
chemicznym  i  właściwościami  fizykochemicznymi.  Te  trzy  frakcje  w  obecności 
jonów  Ca2+  mogą  łączyć  się  ze  sobą  tworząc  skupienia  cząsteczek  (agregaty) 
tzw.  micele  koloidowe.  W  mieli  kazeiny  przeważają  wolne  grupy  kwasowe  zdolne 
do  jonizacji  (pochodzące  gł.  z  aminokwasów  dikarboksylowych    i  reszt  kwasu 
ortofosforowego).  Micela  zachowuje  się  więc  jak  kwas,  tworząc  sól  z  jonami 
wapnia,  czyli  kazeinian  wapnia.  W  świeżym  mleku  ok.  95%  kazein  występuje 
właśnie  w  postaci  koloidalnie  rozproszonych,  kulistych  miceli  o  kształcie 
maliny  i  średnicy  20-300nm.  Micele  złożone  są  z  25-30  cząsteczek  ,    i   

kazein,  których  domeny  hydrofobowe  są  zwrócone  do  wnętrza,  a  hydrofilowe  w 
kierunku  rozpuszczalnika.  Micela  więc  to  kompleks  fosfo-kazeino-wapniowy. 
Micele  zawierają  przeciętnie  93%  białka,  2.8  %  wapnia,  2.9%  fosforu 
nieorganicznego,  2.3%  fosforu  organicznego.  Jeśli  trzy  frakcje  kazeiny 
występują  w  postaci  miceli,  czyli  kompleksu  fosfo-kazeino-wapniowego,  tworzą 
one  zawiesinę  równomiernie  rozprowadzoną  w  całej  objętości  mleka.  Natomiast 
wprowadzając  kwas  do  mleka  spowodujemy  rozerwanie  wiązań,  w  których 
uczestniczy  Ca2+,  uwolnienie  się  jonu  Ca  2+  z  mieli,  asocjację  cząsteczek  i 
strącenie kazeiny w pI (ok. pH= 4.6) w postaci twarogu. 
Podobnie  dzieje  się  przy  samoukwaszaniu  mleka.  Powstający  wówczas  wówczas  z 
laktozy  kwas  mlekowy  (fermentacja  mlekowa)  zakwasza  środowisko,  powodując 
wytrącenie  się  kazeiny.  Kwas  mlekowy  zabiera  wapń  z  kompleksu  fosfo-kazeino-
wapniowego, ma miejsce konkurencja o Ca2+. 
Kazeina-Ca  +  2CH3CHOHCOOH  =  kazeina  (wytrącona)  +  (CH3CHOHCOOH)2Ca  (mleczan 
wapnia)
Wytrącanie  kazeiny  z  mleka  mogą  również  przeprowadzać  enzymy  proteolityczne: 
chymozyna (podpuszczka) i trypsyna.
Kazeiny obok ważnej roli jako pełnią w przemyśle serowarskim, są także bogatym 
źródłem  aminokwasów  egzogennych,  oraz  fosforu  –  niezbędnego  dla  prawidłowej 
przemiany materii oraz jonów wapnia potrzebnych do budowy kośca i prawidłowej 
pracy mięśni. 
Kazeina  odgrywa  także  istotna  rolę  z  punktu  widzenia  przemysłowego. 
Nadprodukcja  kazeiny  jest  często  wykorzystywana  do  produkcji  tzw.  kazeiny 
przemysłowej,  gdzie  w  odpowiednich  warunkach  uzyskuje  się  bardzo  elastyczna 
(jak  gumę)  odwodniona  kazeinę,  która  może  zostać  wykorzystana  do  produkcji 
opon samochodowych.

background image

 

 

2. Białka mleka
Białko  mleka  krowiego  stanowi  od  3  do  4%  jego  suchej  masy.  Najważniejszymi 
białkami mleka są:

kazeina- białka mleka (
białka serwatki: laktoglobuliny, laktoalbuminy, immunoglobuliny

Kazeina  stanowi  ok.  75-85%  białek  mleka.  Zaliczana  jest  do  fosfoprotein. 
Kazeina  nie  jest  białkiem  jednorodnym,  w  świeżym  mleku  wyodrębniono  trzech 
zasadnicze  frakcje:  alfa,  beta  i  kappa  kazeinę  różniących  się  składem 
chemicznym  i  właściwościami  fizykochemicznymi.  Te  trzy  frakcje  w  obecności 
jonów  Ca2+  mogą  łączyć  się  ze  sobą  tworząc  skupienia  cząsteczek  (agregaty) 
tzw.  micele  koloidowe.  W  mieli  kazeiny  przeważają  wolne  grupy  kwasowe  zdolne 
do  jonizacji  (pochodzące  gł.  z  aminokwasów  dikarboksylowych    i  reszt  kwasu 
ortofosforowego).  Micela  zachowuje  się  więc  jak  kwas,  tworząc  sól  z  jonami 
wapnia,  czyli  kazeinian  wapnia.  W  świeżym  mleku  ok.  95%  kazein  występuje 
właśnie  w  postaci  koloidalnie  rozproszonych,  kulistych  miceli  o  kształcie 
maliny  i  średnicy  20-300nm.  Micele  złożone  są  z  25-30  cząsteczek  ,    i   

kazein,  których  domeny  hydrofobowe  są  zwrócone  do  wnętrza,  a  hydrofilowe  w 
kierunku  rozpuszczalnika.  Micela  więc  to  kompleks  fosfo-kazeino-wapniowy. 
Micele  zawierają  przeciętnie  93%  białka,  2.8  %  wapnia,  2.9%  fosforu 
nieorganicznego,  2.3%  fosforu  organicznego.  Jeśli  trzy  frakcje  kazeiny 
występują  w  postaci  miceli,  czyli  kompleksu  fosfo-kazeino-wapniowego,  tworzą 
one  zawiesinę  równomiernie  rozprowadzoną  w  całej  objętości  mleka.  Natomiast 
wprowadzając  kwas  do  mleka  spowodujemy  rozerwanie  wiązań,  w  których 
uczestniczy  Ca2+,  uwolnienie  się  jonu  Ca  2+  z  mieli,  asocjację  cząsteczek  i 
strącenie kazeiny w pI (ok. pH= 4.6) w postaci twarogu. 
Podobnie  dzieje  się  przy  samoukwaszaniu  mleka.  Powstający  wówczas  wówczas  z 
laktozy  kwas  mlekowy  (fermentacja  mlekowa)  zakwasza  środowisko,  powodując 
wytrącenie  się  kazeiny.  Kwas  mlekowy  zabiera  wapń  z  kompleksu  fosfo-kazeino-
wapniowego, ma miejsce konkurencja o Ca2+. 
Kazeina-Ca  +  2CH3CHOHCOOH  =  kazeina  (wytrącona)  +  (CH3CHOHCOOH)2Ca  (mleczan 
wapnia)
Wytrącanie  kazeiny  z  mleka  mogą  również  przeprowadzać  enzymy  proteolityczne: 
chymozyna (podpuszczka) i trypsyna.
Kazeiny obok ważnej roli jako pełnią w przemyśle serowarskim, są także bogatym 
źródłem  aminokwasów  egzogennych,  oraz  fosforu  –  niezbędnego  dla  prawidłowej 
przemiany materii oraz jonów wapnia potrzebnych do budowy kośca i prawidłowej 
pracy mięśni. 
Kazeina  odgrywa  także  istotna  rolę  z  punktu  widzenia  przemysłowego. 
Nadprodukcja  kazeiny  jest  często  wykorzystywana  do  produkcji  tzw.  kazeiny 
przemysłowej,  gdzie  w  odpowiednich  warunkach  uzyskuje  się  bardzo  elastyczna 
(jak  gumę)  odwodniona  kazeinę,  która  może  zostać  wykorzystana  do  produkcji 
opon samochodowych.


Document Outline