1. Charakterystyka enzymu alfa amylazy – jej rola, działanie, katalizowana reakcja.

Alfa-amylaza to enzym rozkładający wielocukry (np. skrobię) na cukry proste, które następnie są wchłaniane z przewodu pokarmowego (ze skrobi powstaje dwucukier – maltoza dzięki rozbijaniu wiązania alfa-1,4-glikozydowego amylozy).

Głównym miejscem wytwarzania alfa-amylazy są gruczoły ślinowe (ślinianki) oraz trzustka, ale także błona śluzowa jelita oraz gruczoły mlekowe. Amylaza wydalana jest przez nerki i przewód pokarmowy.

Enzym ten jest aktywny przy pH 4-11 przy optimum równym 6.

Największą aktywnością amylaza wykazuje się w temperaturze 400 C. Najniższą zaś w temperaturze 0 0C

2. Charakterystyka i rola skrobi (amyloza, amylopektyna).

Skrobia jest polisacharydem zbudowanym z cząsteczek D-glukozy, które są połączone wiązaniami -glikozydowymi. Jest ona obecna w roślinach, gdzie pełni rolę nośnika energii niezbędnego w większości procesów metabolicznych.

Skrobię można rozdzielić na dwie frakcje amylozę i amylopektynę.

W amylozie, która stanowi ok. 20% skrobi, cząsteczki glukozy (50-300) budują łańcuch prosty (nierozgałęziony), łącząc się wiązaniami 1,4. Długie, proste łańcuchy amylozy są zwinięte spiralnie, przyjmując postać helisy.

Amylopektyna, stanowiąca ok. 80% skrobi jest mocno rozgałęziona. Mimo że każda cząsteczka może zawierać aż 300-5000 jednostek glukozowych, odcinki łańcucha, w którym wyłącznie występują wiązania 1,4 zawierają średnio tylko 25-30 takich jednostek. Łańcuchy te połączone są w punktach rozgałęzień wiązaniami 1,6. Amyloza i amylopektyna wykazują nieco inne właściwości fizyczne; amyloza rozpuszcza się w wodzie, amylopektyna jest w niej nierozpuszczalna. Wspólnie tworzą ziarenka (granulki) skrobi, które można zobaczyć za pomocą mikroskopu i które są charakterystyczne dla roślin, z których pochodzą

3. Metody wykrywania skrobi w roztworach (reakcja z jodem).

Płyn Lugola ( wodny roztwór czystego jodu w jodku potasu) to uniwersalny wykrywacz skrobi kukurydzianej, ziemniaczanej i sojowej. Płyn Lugola zawiera jod, który barwi skrobię na kolor fioletowy. Sam płyn ma zabarwienie rubinowo-brązowe

4. Budowa enzymów - pojęcia: kofaktor, apoenzym, holoenzym, miejsce aktywne.

Większość enzymów składa się z części białkowej, czyli apoenzymu, oraz części niebiałkowej, czyli grupy prostetycznej lub koenzymu. Niebiałkowe części enzymu pełnią w reakcjach enzymatycznych funkcję przenośników elektronów określonych atomów lub ugrupowań chemicznych z jednego metabolitu na drugi. Część białkowa jest czynna tylko w połączeniu ze składnikiem niebiałkowym– koenzymem i decyduje o swoistości enzymu, a często i o rodzaju reakcji.

Kofaktory–związki chemiczne, które są potrzebne enzymom do katalizowania konkretnych reakcji chemicznych.

Apoenzym i kofaktor tworzą katalitycznie aktywny enzym, nazywany holoenzymem.

Miejsce aktywne enzymu - jest regionem enzymu, który wiąże substrat i przemienia go w produkt. Jest to rodzaj trójwymiarowej przestrzeni w obrębie enzymu (zagłębienia), w którym tworzy się środowisko niepolarne, co ułatwia wiązanie z substratem.

5. Izoenzymy i ich rola w diagnostyce klinicznej (np. zawału serca).

Izoenzymy-homologiczne enzymy w obrębie danego organizmu, które katalizują tę samą reakcję, ale różnią się nieznacznie strukturą, wartościami Km i Vmax oraz właściwościami regulacyjnymi. Izoenzymy ulegają ekspresji w różnych tkankach lub organellach w różnych stadiach rozwojowych. Są kodowane przez geny zajmujące różne loci, które zwykle powstają w wyniku duplikacji genu i dywergencji. Izoenzymy można często odróżnić od siebie na podstawie właściwości biochemicznych, takich jak ruchliwość elektroforetyczna.

6. Właściwości enzymów (siła katalityczna, specyficzność).

Niezwykle istotną właściwością enzymów jest ich specyficzność substratowa. Już pod koniec XIX wieku, dla opisania specyficzności enzymów Emil Fischer zaproponował model zamka i klucza. Zgodnie z założeniami tego modelu trójwymiarowa struktura substratu odpowiada dokładnie trójwymiarowej strukturze wnętrza centrum aktywnego enzymu.

W późniejszych latach wykazano jednak, że tego typu, niezwykle precyzyjne dopasowanie obydwu cząsteczek uniemożliwiałoby wydajne obniżenie energii aktywacji. W związku z tym zaproponowano model indukcyjnego dopasowania, zgodnie z którym struktury trójwymiarowe centrum aktywnego enzymu oraz substratu wykazują powinowactwo, nie są jednak idealnie dopasowane.

Siła katalityczna- 1. enzymy przyspieszają reakcje chemiczne co najmniej milion razy.

2, Przy braku enzymów większość reakcji zachodzi tak wolno, że są prawie niezauważalne

7. Zasada działania enzymów - dlaczego enzymy przyspieszają reakcje?

8. Klasyfikacja enzymów (ze względu na co je dzielimy? Jakie grupy wyróżniamy?)

Enzymy dzielimy na sześć głównych grup ze względu na typ katalizowanej reakcji.

Oksydoreduktazy	Reakcje oksydacyjno-redukcyjne
EC 2	Transferazy	Przenoszenie grup funkcyjnych
EC 3	Hydrolazy	Reakcje hydrolizy
EC 4	Liazy	Enzymy odszczepiające od substratów określoną grupę (niehydrolitycznie) z wytworzeniem podwójnego wiązania lub odwrotnie, przyłączające grupy do podwójnych wiązań
EC 5	Izomerazy	Izomeryzacja
EC 6	Ligazy	Enzymy katalizujące reakcje syntezy, którym towarzyszy odszczepienie reszt kwasu fosforowego od ATP lub analogicznego trójfosforanu

9. Pojęcia charakterystyczne dla modelu Michaelisa-Menten – szybkość początkowa (V0), szybkość maksymalna reakcji (Vmax), stała Michaelisa-Menten, liczba obrotów enzymu.

Kinetykę reakcji enzymatycznych katalizowanych przez enzymy nieallosteryczne opisuje model Michaelisa-Menten.

Model ten opiera się na założeniu, że niezbędnym etapem pośrednim procesu katalitycznego jest powstanie kompleksu enzym-substrat:.

Równanie Michaelisa–Menten, równanie dotyczące katalizy enzymatycznej, opisujące szybkość tego procesu; przy małych stężeniach substratu początkowa szybkość reakcji (V0) jest wprost proporcjonalna do stężenia substratu [S], natomiast przy dużych stężeniach substratu szybkość zmierza do wartości maksymalnej (Vmax), to znaczy, że szybkość staje się niezależna od [S]; krzywa dla wartości V0 jako funkcji [S] ma kształt hiperboliczny,

Z aktywnością enzymów związane jest pojęcie liczby obrotów enzymu – jest to liczba reakcji jaką jest w stanie w ciągu jednej sekundy katalizować przy maksymalnej prędkości cząsteczka enzymu.

Stała Michaelisa (Km) – jest to takie stężenie substratu, przy którym szybkość reakcjienzymatycznej jest równa połowie szybkości maksymalnej (Vmax) tej reakcji.

10. Enzymy allosteryczne.

enzymy allosteryczne, → enzymy złożone z wielu podjednostek, z których każda ma jedno lub więcej miejsc aktywnych, kontrolujące najczęściej pierwszą reakcję w szlakach lub cyklach biochemicznych, pełniące ważne funkcje w regulacji metabolizmu; dla e. a. zależność szybkości reakcji od stężenia substratu charakteryzuje sigmoidalny przebieg krzywej; e. a. są wrażliwe na małe zmiany stężenia substratu; e. a. są kontrolowane przez cząsteczki efektorów,

11. Rodzaje i zasada działania inhibitorów (odwracalne, nieodwracalne, inhibicja kompetycyjna, niekompeytycyjna).

Inhibitor- związek chemiczny powodujący zahamowanie bądź spowolnienie reakcji chemicznej.

Ze względu na mechanizm działania na enzym dzieli się je na:

• inhibitory kompetycyjne (konkurencyjne)- współzawodnictwo inhibitora z substratem o miejsce aktywne enzymu; przy dużych stężeniach substratu inhibitor zostaje usunięty przez substrat (odwracalne)

• inhibitory allosteryczne-obniżenie aktywności katalitycznej enzymu w wyniku zmiany jego konformacji spowodowanej przyłączeniem się inhibitora do innego miejsca niż miejsce aktywne.

• inhibitory niekompetycyjne- Hamowanie niekompetycyjne zachodzi wtedy, gdy inhibitor nie jest strukturalnie podobny do substratu i nie współzawodniczy z nim o centrum aktywne enzymu, jak w hamowaniu kompetycyjnym, lecz inhibitor blokuje częściowo centrum aktywne, hamując przebieg reakcji enzymatycznej, pomimo tego substrat może być wiązany.(odwracalne)

Inhibicja nieodwrcalna polega na wiązaniu się inhibitora i enzymu w sposób trwały , nieodwracalny, często tworząc wiązania kowalencyjne z resztami aminokwasów, 

PYTANIA:

pytania z amylazy:

1.Skrobia to :
Homopolimer zbudowany z cząsteczek glukozy
2. Alfa-amylaza jest enzymem:
Znajdującym się w ślinie i rozkładającym skrobię i glikogen do maltozy
3.Dlaczego płyn Lugola może być używany do wykrywania skrobi?
Ponieważ zawiera jod cząsteczkowy w postaci kompleksu…
4. Enzymy:
Są wysoce specyficzne jeśli chodzi o substraty i produkty reakcji
5.Miejsce aktywne enzymu:
Wszystkie odpowiedzi poprawne
6.Hydrolazy to enzymy:
Katalizujące reakcje rozpadu z przyłączeniem cząsteczek wody
7. Holoenzym
Jest to katalitycznie aktywny enzym
8. Izoenzymy:
Katalizują tę samą reakcję
9. W inhibicji niekompetycyjnej:
Można przezwyciężyć jej skutki poprzez dodanie nadmiaru substratu
10. Maksymalna szybkość reakcji jest osiągana wtedy, gdy:
Wszystkie miejsca katalityczne enzymu są wysycone substratem