510 likes | 910 Vues
Kinetika. Integralni oblik MM jednačine. Krive progresa reakcije (jedna konc. S više merenja). Enzim mora da bude stabilan tokom čitavog merenja Povratna reakcija mora da bude zanimarljiva Proizvod ne sme da inhibira enzim. Kompetuju ći supstrati. Specifičnost prema kompetujućim supstratima.
E N D
Integralni oblik MM jednačine Krive progresa reakcije (jedna konc. S više merenja)
Enzim mora da bude stabilan tokom čitavog merenja • Povratna reakcija mora da bude zanimarljiva • Proizvod ne sme da inhibira enzim
Haldanova jednačina Da li ravnoteža u reverzibilnim enzimima katalizovanim reakcijama zavisi od prisustva enzima?
Ravnoteža na površini enzima Ravnotežne konstante na površini enzima su drugačije od konstanti u rastvoru. Razlozi: 1. napon; 2. neproduktivno vezivanje; 3. entropijski faktor
Inhibicije • Izučavanje složenih metaboličkih puteva • Izučavanje složenih multisupstratnih reakcija • Enzimske inaktivacije i zdravlje (trovanje i lekovi) • Tipovi inhibicije: • reverzibilna (kompletna i parcijalna) i • ireverzibilna (inaktivacija) • Tipovi reverzibilne inhibicije: • Kompetitivna • Antikompetitivna • Mešovita • Nekompetativna
Kompetitivna inhibicija Inhibitor (I) i supstrat se vezuju za isto mesto na enzimu Jednostavni MM mehanizam Km se menja, ali ne i Vmax
Linearizovani oblici MM jednačine za kompetitivnu inhibiciju
Sekundarni grafik za odredjivanje Ki u slučaju kompetitivne inhibicije LB metodom
Akompetitivni tip inhibicije • Inhibitor se vezuje za kompleks ES, ali ne i za slobodan enzim • Uspostavlja se ravnotežno stanje, pri čemu je kompleks ESI u ravnoteži sa ES
Linearizovani oblici MM jednačine za akompetitivnu inhibiciju
Sekundarni grafik za odredjivanje Ki u slučaju akompetitivne inhibicije LB metodom
Mešovita inhibicija (specijalni slučaj – nekompetitivna inhibicija)
Sekundarni grafici za određivanje Ki i Ki’ u slučaju mešovite inhibicije LB metodom
Značenje Ki • Mešovita inhibicija i efekat mešovitog inhibitora na prividni afinitet E ka supstratu
Nekompetitivna inhibicija *Inhibitor utiče samo na katalitičku funkciju enzima, ali ne i na vezivanje supstrata *Važan tip inhibicije za multisupstratne enzime *Pri niskim koncentracijama S, efekat inhibitora se može zanemariti
Linearizovani oblici MM jednačine za nekompetitivnu inhibiciju
Sekundarni grafici za određivanje Ki i u slučaju nekompetitivne inhibicije LB metodom
Efekti različitih inhibitora na parametre u MM jednačini Km app. Km aKm Km/a’ * aKm/a’ *Specijalan slučaj: a = a’, nekompetitivna inhibicija, Km se ne menja, Vmax se smanjuje za faktor a’
Odstupanje od MM jednačine Inhibicija supstratom
Neproduktivno vezivanje Km i kcat se smanjuju Km je manje od Ks Važi i za reakcione mehanizme u kojima nastaju intermedijeri!
Inhibicija proizvodom • Kompetitivna inhibicija proizvodom je posledica reverzibilnosti enzimskih reakcija • Nekompetitivna inhibicija proizvodom • Mesovita inhibicija proizvodom
Ireverzibilni inhibitori specifični za aktivno mesto enzima • Brzina inaktivacije je inhibirana supstratom, ili kompetitivnim inhibitorom; • Inhibicija prati kinetiku saturacije; • Vezivanje je 1:1; • pH zavisnost inaktivacije je slična kao kod katalize.
Enzimom-aktivirani ireverzibilni inhibitori • Hemijski nereaktivni u odsustvu enzima; • Aktivirani specifično ciljnim enzimom; • U aktivnoj formi reaguju brže sa enzimom nego što disociraju iz kompleksa.
Mihaelova reakcija adicije • Enzimi koji sadrže piridoksal fosfat: dekarboksilaze, racemaze, aminotransferaze • Monoamin oksidaze i flavoproteini
Praktični aspekti određivanja u enzimologiji • Odredjivanja enzimskih aktivnosti • Optimalni uslovi • Prisustvo supstrata • Prisustvo kofaktora • Kinetička odredjivanja • Kinetički parametri
Enzimska aktivnost (IU ili U, Katal) • Specifična aktivnost (U/mg) • Koncentracija enzimske aktivnosti U/mL • Turnover number, molekulska aktivnost (1/min, 1/s) • Aktivnost katalitičkog centra (kcat)
Prečišćavanje enzima - Neophodan je odgovarajući test enzimske aktivnosti - Odgovarajući test za odredjivanje koncentracije proteina - Definicije: specifična aktivnost, prinos, stepen prečišćenja, broj izmena - Dnevnik postupka izolovanja i prečišćavanja (zapremina, conc., akt.) - Izbegavati one korake koji daju slab prinos i mali porast u čistoći Neke osnovne definicije: • Jedinica aktivnosti (1 U): Ona količina enzima neophodna za katalizu reakcije transformacije 1 mikromola supstrata po minuti pri standardnim uslovima*. • 1 Katal – 1 mol supstrata u 1 s Primer: Ako 0,1 mg/mL enzima katalizuje konverziju 10 mikromola substrata po minutu, tada u 1 mL ima 10 jedinica aktivnosti.Specifična aktivnost ovog rastvora će biti 100 U/mg proteina. *Standardni uslovi: oni koji odgovaraju datom enzimu (pufer, prisustvo kofaktora etc). Odnosno, kad god je moguće: - Temperatura 30 oC - pH optimum za dati sistem Enz-Sub Koncentracija substrata na 10x poluzasićenja substratom (10 Km)
Vrste merenja • Kontinualne • Diskontinualne • Direktne • Indiriktne • Kuplovani testovi
Praktične metode za odredjivanje kinetike i ravnoteže • Spektrofotometrija (prirodne hromofore, NADH 340 nm; veštačke hromofore na bazi pNP estara) – radni opseg instrumenta, Lambert-Ber-ov zakon • Spektrofluorimetrija (prirodne fluorofore, NADH 340 nm – 460 nm, Trp 280 nm – 335 nm; 4-metillumbeliferon) • Cirkularni dihroizam
5. Automatska titracija kiseline i baze • 6. Elektrohemijske metode • 7. Radioaktivne procedure • 8. Manometrijske metode - prati se promena parcijalnog pritiska gasa iznad rastvora • 9. Hromatografske metode