115693

4.    Enzymy - tworzenie kompleksu enzymu z substratem, ES: tak wielką sprawność, wydajność

katalityczną enzymy uzyskują dzięki tworzeniu przejściowego połączenia z substratem tzw.

kompleksu ES; pozwala to na pokonanie barier termodynamicznych i fizykochemicznych utrudniających zajście reakcji a mianowicie:

a/ rozproszenia i ruchliwości cząsteczek substratów oraz znacznej przypadkowości zderzeń w sensie kontaktu reaktywnych ugrupowań substratów (niska efektywność zderzeń) - enzym „porządkuje" stan substratu(ów) pokonując te efekty entropowe b/ uwodnienia substratu co w przypadku reakcji biegnących w środowisku wodnym jest

zjawiskiem powszechnym - enzym lokując substrat(y) w obszarze o charakterze hydrofobowym pozbawia go(je) płaszcza wodnego odsłaniając na działanie swoich aktywnych grup

c/ stabilności utrwalonej struktury substratu - enzym wytwarza w substracie napięcia, naprężema, odkształcenia co powoduje labilizację, osłabienie wiązań, które mają ulec zerwaniu

5.    Enzym wiąże się z substratem w kompleks ES w wyniku zaistiuenia wielu odwracalny cli, słabych oddziaływań rzędu ułamków do kilku kilokalorii wywołując efekt energetyczny, energię wiązaiua ES wielkości kilku do kilkunastu kilokalorii; część tej energii, uwalnianej w trakcie tworzenia ES wykorzystywana jest np. do wywołania naprężeń, napięć w substracie służąc w ten sposób m in. zmniejszeniu energii aktywacji danej reakcji (obliczenie oparte na zależności podanej w punkcie 2b pozwala wykazać, ze obniżenie aktywacji o 15-20 kcal/mol zwiększa stalą szybkości reakcji (k) a tym samym szybkość reakcji (v) ~10¹⁴ razy!)

6.    Enzym - centrum aktywne - kompleks ES tworzy się przez przyłączenie substratu do wyróżnionego miejsca w strukturze enzymu określanego jako miejsce aktywne, które charakteryzuje się następującymi własnościami:

a/ obejmuje niewielką część całkowitej objętości enzymu b/jest trójwymiarową strukturą, którą często tworzą bardzo odlegle sekwencyjnie aminokwasy (np. chymotrypsyna)

■    istnieją centra aktywne jakby przygotow^fane na przyjęcie danego substratu -aprioryczne dopasowanie (np. lizozym. chymotrypsyna)

■    centra aktywne innych enzymów tworzą się w trakcie wiązania substratu -indukowane dopasowanie (np. karboksypeptydaza A)

c/ stanowi zagłębienie w strukturze enzymu (niszę, szczelinę, kieszeń) dzięki czemu otoczenie wiązanego substratu ma charakter hydrofobowy i jest mniej lub bardziej izolowane od wody

d/ substrat wiązany jest poprzez wiele oddziaływali nie kowalencyjnych jak hydrofobowe, jonowe, wodorowe czy van der Waalsa a swoistość wiązania substratu

uzależniona jest w efekcie od precyzyjnego ułożenia i dopasowania wielu atomów centrum aktywnego i substratu e/ w jego skład wchodzą:

■    aminokwasy odpowiedzialne za związanie substratu, określające tym samym swoistość substratową (1-szy etap procesu katalizy) oraz

■    aminokwasy uczestniczące w katalizie, tzw. centra katalityczne określające swoistość reakcji (2-gi etap procesu katalizy)

7.    Kompleks enzym-substrat - dowody na istnienie:

a/ zmiany właściwości fizykochemicznych enzymu w tym m in. rozpuszczalności czy