Budowa enzymów – zależność między
budową i funkcją.
Budowa enzymów – zależność między
budową i funkcją.
enzymy
Zbudowane z:
kofaktora (cz. niebiałkowa)- specyficzność
względem typu reakcji
apoenzymu (cz. białkowa)- specyficzność
względem substratu.
Łącza się kowalencyjnie lub niekowalencyjnie,
tworząc holoenzym.
Grupa prostetyczna to kofaktor przyłączony
kowalencyjnie.
Koenzym łączy się niekowalencyjne.
część białkowa tworzy
centrum aktywne
W jego tworzeniu uczestniczą reszty
aminokwkasowe:
- β-karboksylowe asparaginianu,
- γ-karboksylowe glutaminianu,
- ε-aminowe lizyny,
- atomy azotu w pierścieniu imidazolowym
histydyny,
- -OH seryny, treoniny i tyrozyny,
- -SH cysteiny.
Są to miejsce niedostępne dla wody, zawierające
grupy polarne (wyjątek).
Enzym tworzy nietrwały kompleks
z substratem (przez miejsce
wiążące), dzięki oddziaływaniom
elektrostatycznym (przeciwstawne
ładunki enzymu i substratu),
wiązaniom wodorowym, siłom van
der Waalsa, wiązania hydrofobowe
oraz w niewielu przypadkach
kowalencyjne.
Kofaktory
- przenoszą określone grupy
funkcyjne, atomy wodoru lub
elektrony pomiędzy cząsteczkami lub
w obrębie tylko jednej,
- większość, to pochodne witamin
rozpuszczalnych w wodzie,
- mogą tworzyć kosubstraty-
przyłączające się razem z
substratem, a odłączające z
produktem.
NAD
+
i NADP
+
zbudowane m.in. z amidu kw. nikotynowego (niacyna= wit. B3),
przenośniki protonów i elektronów w procesach oksydoredukcyjnych,
FMN, FAD
pochodne ryboflawiny (wit. B2), FMN- przenośnik protonów i
elektronów, FAD- akceptor wodorów,
Koenzym A (CoA-SH)
zbudowany m.in. z kw. pantotenowego (wit. B5), przenośnik grup
acylowych; acylowe pochodne powstają przez tworzenie wiązań
tioestrowych z kwasami organicznymi, dzięki grupie –SH.
Biotyna
= wit. B7= wit. H
wiąże CO₂→karboksybiotyna,
Pirofosforan tiaminy
pochodna tiaminy (wit. B1), bierze udział w odłączeniu grupy
karboksylowej α-ketokwasów w reakcji oksydacyjnej dekarboksylacji,
Fosforan pirydoksalu
pochodna pirydoksyny (wit. B6), przenosi grupy aminowe,
Tetrahydrofolian
pochodna kw. foliowego, m.in. przenosi grupy metylowe,
Koenzym B12
pochodna wit. B12, przemiany kw. tłuszczowych.
swoistość działania enzymów,
czyli swoistość substratowa
Enzymy sa zdolne do katalizowania tylko jednej swoistej
reakcji, albo swoistego typu reakcji, a o tym które z
możliwych reakcji zachodzą decydują stężenia substratów i
względne powinowactwo do nich enzymu.
Większość enzymów wykazuje swoistość optyczną względem
całości lub części substratu, przeważnie działają na L-izomery
aminokwasów.
Swoistość bezwzględna-
przekształcanie tylko jednego
substratu, czasami tyko na jeden z jego izomerów.
Swoistość względna
= grupowa.
Enzymy lityczne działają na swoiste dla nich ugrupowania
chemiczne np. glikozydazy na glikozydy, pepsyna i trypsyna
na wiąz. peptydowe, ale chymotrypsyna, karboksypeptydaza,
czy aminopeptydaza działają już bardziej swoiście.
Aktywność enzymu, to szybkość reakcji mierzona w
określonych warunkach. Wyrażana jest w:
Katalach
(kat)- aktywność enzymu przekształcającego
1 mol substratu, w czasie 1 sekundy, przy 30˚C,
optymalnym dla niego pH i pełnym wysyceniu
substratem,
Międzynarodowa jednostka enzymatyczna
(u)-
aktywność enzymu przekształcającego 1 mikromol
substratu w 1 minutę, w 30˚C, optymalnym dla niego
pH i pełnym wysyceniu substratem. 1u=16,67
nanokatala.
Liczba obrotów-
liczba cząst. substratu przekształcona
przez 1 cząst. enzymu w 1 sekundę, przy pełnym
wysyceniu substratem, jest ona charakterystyczna dla
poszczególnych enzymów.
Pomiar aktywności enzymu
Szybkość reakcji jest proporcjonalna do ilości
enzymu, katalizującego tę reakcję, co umożliwia
pomiar ilości enzymu.
Zawartość badanych enzymów wyraża się w
jednostkach enzymatycznych, w mikro-, nano- lub
pikomolach (10
-12
mol) substratu lub powstającego
produkty w ciągu minuty.
W reakcjach z NAD
+
lub NADP
+
pomiaru można
dokonać dzięki absorbowaniu światła o długości
340 nm przez NADH lub NADPH.
Powyższe metody można zastosować jednocześnie
poprzez połączenie produktu reakcji z odpowiednią
dehydrogenazą, dla której będzie on substratem.
Biochemia E. Bańkowski
Biochemia Harpera