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.