hvad er enzymer (kort fortalt)?
- Enzymer binder til subtrat i aktive site for at facilitere dannelse af transitionstadie
- Allosteriske enzymer kan både katalysere reaktioner men også være sensore.
Enzymer katalysere 4 forskellige reaktioner
1. kovalent katalyse
2. generel syre-base katalyse
3. metal-ion katalyse
4. katalyse ved approximering og orientering
hvilke reaktioner katalyserer enzymer?
Enzymer katalysere 4 forskellige reaktioner
1. kovalent katalyse
2. generel syre-base katalyse
3. metal-ion katalyse
4. katalyse ved approximering og orientering
hvad går kovalent katalyse ud på?
- aktive site indeholder en reaktiv gruppe (ofte en stærk nukleofil), som midlertidigt bliver kovalent modificeret pga. katalysen
hvad gør generel syre-base katalyse ud på?
- et molekyler, andet end vand, spiller en stor rolle som proton donor eller acceptor.
hvad går metal-ion katalyse ud på?
- metal-ioner kan fungere katalytisk på flere forskellige måder.
- Den kan agere elektrofil katalyse, hvorved den stabilisere en negativ ladning på en reaktion intermediate
- En metal-ion kan danne en nukleofil ved at æge surheden af det nærmeste molekyle så som vand.
- Et metal-ion kan binde til substrat, derved øge antal af reaktioner med enzym og derved øge bindingsenergi.
- Metal-ioner er co-factorer for mange enzymer
hvad går katalyse ved approximering og orientering ud på?
- Mange reaktioner kræver 2 substrater
- Derved vil reaktionshastigheden være øget ved at bringe de to substrater tættere på hinanden og i den rigtige retning (orientering) i forhold til hinanden på et enkelt bindingsoverflade på enzymet.
hvad er bindingsenergi?
Bindingsenergi er størst, når enzym binder til transition stadie, hvorved det favoriserer dannelsen af transitions stadie og promovere katalyse.
hvad menes der med nukleofil?
- Er tiltrukket til positive ladninger
- Er donor af elektroner i kemiske reaktioner
hvad menes der med elektrofil?
- Er tiltrukket til negative ladninger
- Mangler elektroner
- Er acceptor af elektroner i kemiske reaktioner.
hvad påvirker reaktionshastighed for enzymer?
Påvirkes af forhold omkring enzymer
- Temp.
- pH
- kemikalier, som interagerer specifikt med 3D strukturen hos enzymer, hvorved dette kan påvirke enzymets aktivitet.
hvordan påvirker temp. reaktionshatsigheden?
Øgning af temp. : øger Brownian motion, derved øges interaktion mellem enzym og substrat.
- Hvert enzym har et temp. Optimum
Enzymets 3D struktur holdes sammen af svage bindinger. Hvis temp. Øges til et besemt temp. Vil disse bindinger være for svage til at holde på polypeptidkæderne pga. terminal jostling. Derved taber enzymets sit tertiære struktur som kræves for at lave enzymaktivitet. Dette kaldes denaturering.
hvad er Brownian motion?
er tilfældig bevægelser
i dette tilfælde er det interaktion mellem enzym og substrat
hvad sker der ved denaturering?
Bindinger mellem tertiære struktur i proteinet brydes
hvad er endotermer?
Dyr som opretholder en konstant temp. Hvorved ydre påvirkningers effekt mindskes.
hvad er ectotermer?
Dyr som ikke kan selv opretholde en konstant temp.
Hvorved ydre påvirkningers effekt øges.
hvordan påvirker pH reaktionshastigheden?
- De fleste enzymer har et pH optimum
- Dvs. enzymer påvirkes af koncentrationen af protoner
- De fleste enzymers enzymaktivitet i forhold til pH kan vises via en klokkeform. Højeste punk er pH optimum.
- Enzymers pH optimum er i forbindelse med deres omgivelser
- pH bruges til at regulere enzymers aktivitet i det cellulære miljø.
- Enzymer er pH afhængige pga. tilstedeværelse af ioniserbare R grupper.
hvad gør en inhibitor ved et enzym?
- Inhibitor kan både være store molekyler og ioner.
- Dvs. dette bruges til at regulere mekanismer (enzymers aktivitet), som reguleres af allosteriske enzymer
- Mange stoffer (drugs) og gift er hæmmere
- Ved undersøgelse af hæmning kan man undersøge enzymers mekanisme
- Specifikke inhibitor kan bruges til at identifcere residues som er kritiske for katalyse.
- Transition stadie analoger er ofte inhibitor.
hvad gør en reversibel hæmmer?
- Hæmmer kan binde til og dissociere fra binding site (f.eks Ibuprofen)
- Hurtig dissociation af enzym-inhibitor kompleks
Der findes 3 alm. Former for inhibitor
1. competitativ inhibitor
2. un-competitativ inhibitor
3. non-competittaiv inhibitor
de er forskellige i deres interaktioner mellem enzym og inhibitor og inhibitors effekt på enzymkinetik
Reversibel hæmmer: processen kan gå begge veje.
hvad er en competitiv hæmmer?
Vmax = uændret
Km = stiger
- ligner substrat
- binder til aktiv site
- derved forhindrer substrat i at binde til aktive site
- enzymer kan danne ES (enzym+substrat) kompleks eller EI (enzym+inhibitor) kompleks, men aldrig EIS kompleks
påvirkning
- mindsker hastighed af katalysen ved at reducere mængden af enzym bundet til substrat
- competitaiv hæmmers effekt kan mindskes ved tilførsel af mere substrat. Dvs. den udkonkurreres af substrat.
Enzymet har samme Vmax, ved konkurrerende hæmmer. Koncentrationen af hæmmer og substrat har betydning for dette.
- Får ny KM
- Vmax er den samme, dog skal der bare mere substrat til for at opnå den Vmax.
hvad er en un-competitiv hæmmer?
Vmax = falder
Km = falder
- er substratafhængig hæmmer
- binder kun til substrat-enzym komplekser
- dens bindings site dannes kun, når enzymet danne ES komplekset.
- Un-competitativ hæmmer kan ikke udkonkurreres af yderligere tilførsel af substrat.
hvad er en non-competitiv hæmmer?
Vmax = falder
Km = uændret
- Substrat og inhibitor kan binde sig samtidig til enzym, da de har forskellig bindings site.
- Kan mindske antal af enzyme, som er bundet til substrat
- Kan ikke udkonkurreres som competitativ, ved yderligere, tilførsel af substrat.
hvad gør en irreversibel inhibitor?
- Hæmmer binder kovalent til binding site og bliver siddende eller modificerer enzymet kemisk (fx. acetylsalicylsyre)
- Disse hæmmere dissocisere meget langsomt fra deres target, da de er bundet stærk til enzymet, enten kovalent eller ikke-kovalent.
Kovalente bundet
- Bruges til at kortlægge mekanismen for enzymet
- Først bestemmer man funktionelle grupper, som er essentielle for enzymets aktivitet.
- Disse hæmmere modificerer funktionelle grupper, hvorved disse funktionelle grupper kan findes.
- Ved behandling med irreversibel hæmmer, mindskes enzymaktivitet, hvorved der kan antages, at de modificerede funktionelle grupper er essentielle for enzymaktiviteten.
- Disse hæmmere kan opdeles i 4 grupper
1. gruppe-specifik reagenter
2. affinity labels (substrat analoger)
3. suicide inhibitor
4. transition stadie analoger
Ved irreversibel hæmmer: processen vil ikke kunne fungere igen.
hvad er gruppe-specifik reagenter?
- de modificere specifikke R-grupper på aminosyre
hvad betyder affinity labels?
substrat analoger
- molekyler, som er kovalent bundet til aktive site residues og er derved strukturelle lignende enzymets substrat (deraf analog)
- dvs. de er mere specifikke for enzymets aktive site end gruppe-specifikke reagenter.
- De kovalent modificerer en aminosyre i aktiv site
