1 / 49

Enzymologia-7

Enzymologia-7. Mechanizmy reakcji enzymatycznych (I). KLASY I PODKLASY ENZYMÓW. OKSYDOREDUKTAZY 2. TRANSFERAZY dehydrogenazy - transaldolaza oksydazy - trasketolaza reduktazy - acylo-, metylo-, amino-, glukonylo- peroksydazy i fosforylo- transferazy katalaza - kinazy

tad
Download Presentation

Enzymologia-7

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Enzymologia-7 Mechanizmy reakcji enzymatycznych (I)

  2. KLASY I PODKLASY ENZYMÓW • OKSYDOREDUKTAZY 2. TRANSFERAZY • dehydrogenazy - transaldolaza • oksydazy - trasketolaza • reduktazy - acylo-, metylo-, amino-, glukonylo- • peroksydazy i fosforylo- transferazy • katalaza - kinazy • oksygenazy - fosfomutazy • - hydroksylazy • 3. HYDROLAZY 4. LIAZY • - esterazy - dekarboksylazy • - glikozydazy - aldolazy • - peptydazy - ketolazy • - tiolazy - hydratazy • - fosfolipazy - dehydratazy • - amidazy - syntazy • - dezamidazy - liazy • 5. IZOMERAZY 6. LIGAZY • - racemazy - syntetazy • - epimerazy - karboksylazy • - mutazy

  3. Oksydoreduktazy (E.C. 1) • Katalizują reakcje utleniania i redukcji • Dehydrogenazy • Oksydazy • Oksygenazy • Reduktazy • Peroksydazy • hydroksylazy Dehydrogenaza alkoholowa

  4. Transferazy (E.C. 2) • Katalizują transfer określonej grupy z jednej cząsteczki na drugą. • Transaminazy • Transmetylazy • Transkarboksylazy • Transketolazy, transaldolazy • Kinazy • Fosfomutazy hexokinase

  5. Hydrolazy (E.C. 3) • Katalizują reakcje hydrolizy • Esterazy • Fosfatazy • Peptydazy • Amidazy • Dezamidazy • Fosfolipazy

  6. Liazy (E.C. 4) • Enzymy odwracalnie lub nieodwracalnie katalizujące odszczepienie grup bez udziału wody • Dekarboksylazy • Hydratazy • Deaminazy • Aldolazy Dekarboksylaza pirogronianowa

  7. Izomerazy (E.C. 5) • Katalizują reakcję izomeryzacji • Epimerazy • Racemazy • Mutazy Racemaza alaninowa

  8. Ligazy (E.C. 6) • Katalizują reakcję tworzenia nowego wiązania z wykorzystaniem energii z ATP. • Syntetazy • Karboksylazy Karboksylaza pirogronianowa

  9. OKSYDOREDUKTAZY Stopnie utlenienia atomów węgla w metabolitach Schemat ogólny reakcji redoks Utlenienie: usunięcie elektronów. Akceptor: koenzym lub grupa prostetyczna (jon metalu); w drugim przypadku jon pełni rolę pośrednika, a końcowym akceptorem jest cząsteczka O2 ulegająca dwuelektronowej redukcji do H2O2 lub czteroelektronowej redukcji do H2O

  10. Potencjał oksydoredukcyjny Potencjał oksydoredukcyjny pary X: X- odpowiada napięciu (SEM) ogniwa, w którym elektrodą odniesienia jest standardowa elektroda wodorowa. Silne reduktory wykazują ujemny potencjał redoks, a silne utleniacze – dodatni. Stan standardowy przyjęty przez biochemików odpowiada [H+] = 10-7 M, czyli pH = 7

  11. Standardowe potencjały redoks niektórych reakcji biochemicznych Reakcja E0’ (V) ½ O2 + 2H+ + 2e- H2O 0,82 Fe(III) + e- Fe(II) 0,77 cytochrom c /Fe(III)/ + e- cytochrom c /Fe(II)/ 0,22 Fumaran + 2H+ + 2e- bursztynian 0,03 FAD + 2H+ + 2e- FADH2 -0.22 NAD(P)+ + H+ + 2e- NAD(P)H -0,32 2H+ + 2e- H2 -0,42 octan + CO2 + 2H+ + 2e- pirogronian -0,70

  12. OKSYDOREDUKTAZY Przewidywanie kierunku reakcji redoks Reakcja redukcji pirogronianu ma większą wartość E0 niż reakcja redukcji NAD+, zatem w tym układzie pirogronian jest redukowany do mleczanu zaś NADH - utleniany do NAD+ E0 = E0(red) – E 0(utl) = - 0.19 V – (- 0.32 V) = + 0.13 V

  13. Dwie możliwości tworzenia produktu pośredniego w procesach przeniesienia dwuelektronowego

  14. Fizjologiczne „pułapki” wolnych rodników

  15. Dehydrogenazy wykorzystujące dinukleotydy nikotynamidoadeninowe

  16. Typy reakcji katalizowanych przez enzymy wykorzystujące NAD(P)+/NAD(P)H Reakcja Przykładowe enzymy Dehydrogenaza alkoholowa Dehydrogenaza mleczanowa Dehydrogenaza jabłczanowa Dehydrogenaza glutaminianowa Dehydrogenaza izocytrynianowa Dehydrogenaza aldehydowa Reduktaza steroidowa Reduktaza dihydrofolianowa

  17. Dehydrogenaza alkoholowa

  18. Dehydrogenaza alkoholowa

  19. Ryboflawina FMN FAD Reakcje enzymatycznego utleniania i redukcji z udziałem nukleotydów flawinowych

  20. Zmiana potencjału redox FAD w centrum aktywnym enzymu: -0.47 < Eo < +0.15 Otoczenie koenzymu modyfikuje jego potencjał redukcyjny

  21. Flawoenzymy Dehydrogenazy O2 nie jest akceptorem elektronów. Reakcja często zachodzi w etapach jednoelektronowych, a akceptorami elektronów sa: chinony, cytochromy lub niehemowe kompleksy żelazo-siarka Oksydazy Akceptorem elektronów jest O2 redukowany w procesie dwuelektronowym do H2O2 Oksydazodekarboksylazy Akceptorem elektronów jest O2 redukowany w procesie czteroelektronowym do H2O Monooksygenazy Akceptorem elektronów jest O2, przy czym produktami reakcji są woda i hydroksylowany produkt Dioksygenazy Akceptorem elektronów jest O2, przy czym oba atomy tlenu zostają związane w produkcie Metaloflawoenzymy Akceptorem elektronów może być O2, Wymagana jest obecność jonu metalu (Fe2+, Fe3+, Mo4+) służącego jako przenośnik elektronów Flawodoksyny Elektrony przenoszone są w etapach jednoelektronowych. Bez wątpienia reakcje te zachodzą z utworzeniem semichinonu

  22. Dehydrogenazy flawinowe Dehydrogenaza bursztynianowa

  23. Oksydazy flawinowe Schemat ogólny reakcji Etapy reakcji

  24. oksydazę D-aminokwasowa DAAO Katalizuje reakcję: D-aminokwasy a-iminokwasy ludzka DAAO drożdżowa DAAO

  25. Reakcja katalizowana przez oksydazę D-aminokwasową

  26. Reakcja katalizowana przez oksydazę D-aminokwasową Mechanizm reakcji

  27. Jeżeli substratem jest D-Ala …

  28. Monooksygenazy flawinowe XH – zwykle NADH lub NADPH Mechanizm reakcji katalizowanej prze lucyferazę bakteryjną

  29. Monooksygenazy pterynowe

  30. Hydroksylaza fenyloalaninowa PHA • katalizuje reakcje hydroksylacji Phe do Tyr • brak genu kodującego PHA powoduje fenyloketonurię • jest tetramerem • jest metaloenzymem – w centrum aktywnym Fe 3+

  31. Etapy reakcji: a/ tetrahydrobiopteryna związana z enzymem redukuje Fe(III) do Fe (II); b/ jon Fe(II) łączy się z anionorodnikiem nadtlenkowym – tworzy się kompleks Fe(II): anionorodnik; c/ kompleks służy jako czynnik epoksydujący pierścień L-Phe; d/ przegrupowanie

  32. Oksydazy zawierające jony miedzi Oksydaza aminowa Dysmutaza nadtlenkowa O2 + O2 + 2H+ O2 + H2O2

  33. Enzymy hemoproteinowe Struktura cytochromu c Położenie hemu w cytochromach tyou c

  34. Enzymy hemoproteinowe Monooksygenazy cytochromu P450 RH + O2 + NADPH + H+ ROH + H2O + NADP+ Działanie cytochromu P450

  35. Dioksygenazy Cyklooksygenaza prostaglandynowa Aktywność cyklooksygenazową wykazuje syntaza prostaglandyny H2

  36. Transferazy Koenzymy współpracujące z transferazami Przenoszona grupa funkcyjna Koenzym metylowa, metylenowa, kwasy tetrahydrofoliowe formylowa, formiminowa S-adenozylometionina kobalamina aldehydowe i ketonowe pirofosforan tiaminy acylowe koenzym A lipoamid aminowe fosforan pirydoksalu

  37. Struktura kwasów tetrahydrofoliowych

  38. Transferazy przenoszące grupy jednowęglowe Hydroksymetylaza serynowa Katalizuje reakcje przekształcenia Ser w Gly z równoczesnym utworzeniem kwasu N5,N10-metylenotetrahydrofoliowego Jedna podjednostka dimerycznego enzymu

  39. Hydroksymetylaza serynowa Etap I

  40. Etap II

  41. S-adenozynometionina jako donor grupy metylowej lub...

  42. Acylotransferazy Struktura acylokoenzymu A

  43. Mechanizm reakcji katalizowanej przez syntazę kwasu -aminolewulinowego

  44. Fosfotransferazy FOSFATAZY FOSFODIESTERAZY KINAZY FOSFORYLAZY

  45. Przeniesienie fosforylu - kinazy Przeniesienie pirofosforylu Przeniesienie adenylilu Przeniesienie adenozylu

  46. Aminotransferazy Aminotransferazy katalizują przeniesienie grupy aminowej z aminokwasu na -ketokwas. Aminotransferazy współpracują z fosforanem pirydoksalu (PLP) aminokwas1 + -ketokwas2 aminokwas2 + -ketokwas1

  47. Aminotransferazy Pierwsza połowa reakcji katalizowanej przez aminotransferazę aminokwas1 + E-PLP-ketokwas1+ E-PMP Druga połowa reakcji jest niejako odwróceniem reakcji pierwszej -ketokwas2+ E-PMP aminokwas2 + E-PLP

  48. Aminotransferazy Struktura aminotransferazy asparaginianowej

  49. Enzymy wykorzystujące PLP jako koenzym należą do różnych klas np. aminotransferazy, racemazy aminokwasowe np. dekarboksylazy aminokwasowe, syntaza kwasu -aminolewulinowego Sprotonowana forma aldoiminy pełni rolę pułapki elektronowej. Ładunek dodatni na atomie azotu stabilizuje intermediat np. aldolazy, hydroksymetylotransferaza serynowa

More Related