Encimska kinetika
Download
1 / 20

Encimska kinetika - PowerPoint PPT Presentation


  • 669 Views
  • Uploaded on

Encimska kinetika. Obravnava hitrost , s katero se spreminjajo reaktanti (substrati S) v produkte (P): S → P Hitrost podaja spremembo koncentracije substrata/produkta v časovni enoti (mol/s) V = -d(S)/dt = d(P)/dt

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Encimska kinetika' - wind


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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Encimska kinetika l.jpg
Encimska kinetika

  • Obravnava hitrost, s katero se spreminjajo reaktanti (substrati S) v produkte (P): S → P

  • Hitrost podaja spremembo koncentracije substrata/produkta v časovni enoti (mol/s) V = -d(S)/dt = d(P)/dt

  • Hitrost encimske reakcije je merilo za aktivnost encima; enote za encimsko aktivnost: U = 1μmol/min ali katal (SI sistem) = 1mol/s

  • Specifična aktivnost encimskega pripravka: št. encimskih enot/mg roteina; enote za specifično aktivnost: μmol/min/mg

A

B

  • Masa proteinov (vse kroglice) je večja v čaši A kot v čaši B

  • Št. molekul encima je enako v obeh čašah – encimska aktivnost enaka v obeh čašah

  • Encimska aktivnost, izražena na mg proteinov (specifična aktivnost) je večja v čaši A

  • kot v čaši B


Koncentracija substrata vpliva na hitrost encimske reakcije l.jpg
Koncentracija substrata vpliva na hitrost encimske reakcije

S → P

V = -d(S)/dt = d(P)/dt

V0 = ΔP/Δt v času t=0

Koncentracija substrata

se s časom spreminja

→ začetna hitrost V0je

hitrost v času t = 0 in je

karakteristična za reakcijo v

pogojih (S) >>> (E)

ΔP

Δt

S4 >S3> S2> S1 → V04>V03>V02>V01


Vpliv koncentracije substrata za etno hitrost encimske reakcije l.jpg
Vpliv koncentracije substrata začetno hitrost encimske reakcije

V0=k[S]1 –

1. red reakcije

V0=k[S]0 –

0. red reakcije

maksimalna hitrost

Vmax

Reakcijski pogoji:

(S) > > (E)

(S) je konstantna v času

meritve

Nelson DL, Cox MM, Lehninger

Principles of Biochemistry, 2005

Michaelisova konstantaKm


Michaelis mentenova kinetika l.jpg
Michaelis-Mentenova kinetika reakcije

  • Leonor Michaelis, Maud Menten 1912

  • Ključnega pomena za encimsko katalizo je nastanek kompleksa ES

  • predpostavke

  • nastanek kompleksa ES je hitra reverzibilna

  • stopnja

  • razpad kompleksa ES je počasna reverzibilna

  • stopnja → razpad ES določa hitrost celotne reakcije

  • encim se nahaja v obliki kompleksa ES,

  • nasičen s substratom → saturacijska kinetika

  • 5. koncentracija kompleksa (ES) je konstantna –

  • stanje dinamičnega ravnotežja – “steady state”


Vpliv koncentracije substrata za etno hitrost encimske reakcije5 l.jpg

Opis krivulje V reakcije0 = V0(S) podaja Michaelis-Mentenova enačba

Vpliv koncentracije substrata začetno hitrost encimske reakcije

  • Predpostavke pri izpeljavi

  • V zečetku je koncentracija P zanemarljivo majhna, ni reakcije

  • P → S (k-2 = 0)

  • Razgradnja ES določa hitrost celotne reakcije V0 = k2[ES]

  • Težko je izmeriti [ES] (V0 = V0([ES])), zato določimo Km in Vmax ,

  • s katerima okarakteriziramo encimsko aktivnost


Slide6 l.jpg

nadaljevanje reakcije

hitrost nastanka ES =

hitrost razpada ES =

hitrost nastanka ES = hitrost razpada ES

Michaelisova konstanta Km

Km = k2 + k-1/k1


Slide7 l.jpg

V reakcijemax = k2Et

Michaelis-Mentenova enačba


Vpliv koncentracije substrata za etno hitrost grafi na dolo itev konstant k m in v max l.jpg
Vpliv koncentracije substrata začetno hitrost – reakcijegrafična določitev konstant Km in Vmax

pri [S]<< Km

pri [S]>>Km


Transformacija michaelisove ena be v dvojno recipro no ena bo lineweaver burk ova lb transformacija l.jpg
Transformacija Michaelisove enačbe v dvojno recipročno enačbo (Lineweaver-Burk-ova /LB/ transformacija)

MM enačba

LB enačba

MM diagram

V0 vs. [S]

LB dvojni recipročni diagram

1/V0 vs.1/[S]

uporaben za določitev Vmax in Km


Vrednosti k m nekaterih encimov in substratov l.jpg
Vrednosti K enačbo m nekaterih encimov in substratov

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005


Pomen encimske aktivnosti v fiziologiji primer ob utljivost azijcev na alkohol l.jpg
Pomen encimske aktivnosti v fiziologiji enačbo primer: občutljivost Azijcev na alkohol

  • Japonci in Kitajci dosežejo isti učinek alkohola (vazodilatacija, pospešen ritem srca...) že pri nižji koncentraciji zaužitega alkohola kot Evropejci

  • Reakcije razgradnje alkohola

    CH3CH2OH + NAD+→ CH3CHO + H+ + NADH encim: alkoholna

    hehidrogenaza

    CH3CHO + NAD+→ CH3COOH + H+ + NADH encim: aldehidna

    dehidrogenaza

  • Azijci nimajo izoencimske oblike encima aldehidne dehidrogenaze

    z nizko Km ; posledica: aldehid v krvi dolgo kroži po tekesu

    Izoemcimi: katalizirajo isto reakcijo (isti substrat), različne pa so molekulske lastnosti encimov: različna molekulska masa (Mr), različna encimska aktivnost (V0), različna MM konstanta (Km),


Izra anje in primerjava kataliti ne u inkovitosti razli nih encimov l.jpg
Izražanje in primerjava katalitične učinkovitosti različnih encimov

  • Km

  • kkat

  • kkat/Km


Izra anje in primerjava kataliti ne u inkovitosti razli nih encimov k m l.jpg
Izražanje in primerjava katalitične učinkovitosti različnih encimov, Km

  • Vmax , Km eksperimentalno določimo

  • Km odraža fiziološke razmere - za mnoge encime velja: Km ≈ [S]

  • Km je merilo za afiniteto E do s samo, če je

= Kd

=

Če je

Km, Michaelisova konstanta

Kd, disociacijska konstanta

kompleksa ES


Izra anje in primerjava kataliti ne u inkovitosti razli nih encimov k kat l.jpg
Izražanje in primerjava katalitične učinkovitosti različnih encimov, kkat

  • kkat = k3

  • kkat - pretvorbeno število: št. molekul substrata, ki se pretvori v produkt na eni molekuli encima v enoti časa (encim je nasičen s substratom)

Sprostitev produktov

je pogosto najpočasnejša

stopnja določa hitrost

celotne reakcije

Vmax = k3Et]

Vmax – maksimalna hitrost

k3 – hitrostna konstanta

Et] – celokupna konc. encima


Kineti na u inkovitost encimov pretvorbeno tevilo turnover number k kat l.jpg
Kinetična učinkovitost encimov: pretvorbeno število različnih encimov, (turnover number), kkat

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Slabost: izražanje encimske učinkovitosti s Km ali kkat - ni upoštevana

neencimska reakcija, ni informacije za koliko encim pospeši reakcijo


Izra anje in primerjava kataliti ne u inkovitosti razli nih encimov k kat k m l.jpg
Izražanje in primerjava katalitične učinkovitosti različnih encimov: kkat/Km

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005

Najboljši način za izražanje encimske aktivnosti - kkat/Km

V0 =kkat/KmEt]S]


Na encimsko aktivnost vplivajo zunanji pogoji l.jpg
Na encimsko aktivnost vplivajo zunanji pogoji različnih encimov:

  • Vmax , Km – eksperimentalno določimo

  • Vmax , Km – karakteristični za encim

  • Vmax , Km – spreminjata se z zunanjimi pogoji

    - ionska moč

    - pH

    - temperatura

Vpliv pH na encimsko aktivnost (V0)

Vpliv T na encimsko aktivnost (V0)

V0

glukoza-6-fosfataza

pepsin


Encimsko katalizirane bisubstratne reakcije mehanizem l.jpg
Encimsko katalizirane bisubstratne reakcije - mehanizem različnih encimov:

Encimske reakcije, ki vključujejo ternarni kompleks

Encimske reakcije, pri katerih ne nastaja ternarni kompleks

(ping-pong mehanizem)

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005


Slide19 l.jpg

Primer bisubstrante reakcije: različnih encimov: Prenos –NH2 skupine z enega

na drug substrat; encimi: amino transferaze

1

Povišana koncentracija transaminaz

(glutamat/oksaloacetat transaminaza (GOT) in glutamat/piruvat

transaminaza (GPT)) v serumu kaže na

- poškodbo srca (srčni infarkt/

poškodovano tkivo)

- okvara jeter (zastrupitev z

industrijskimi topili, infekcija

Koencim:

piridoksal-fosfat

H2N- + O= ↔H2N- + O=

ak, aminokislina

kk, ketokislina

ak1 + kk2 ↔ ak2 + kk1


Kako ugotoviti mehanizem bisubstratnih reakcij kineti na analiza bisubstratnih reakcij l.jpg
Kako ugotoviti mehanizem bisubstratnih reakcij? Kinetična analiza bisubstratnih reakcij

Dvojni recipročni diagram

potek reakcije preko

ternarnega komleksa

ping-pong mehanizem

Nelson DL, Cox MM, Lehninger Principles of Biochemistry, 2005


ad