1 / 34

Enzymologia-8

Enzymologia-8. Mechanizmy reakcji enzymatycznych (II). KLASY I PODKLASY ENZYMÓW. OKSYDOREDUKTAZY 2. TRANSFERAZY dehydrogenazy - transaldolaza oksydazy - trasketolaza reduktazy - acylo-, metylo-, amino-, glukonylo- peroksydazy i fosforylo- transferazy katalaza - kinazy

marvin-sampson
Download Presentation

Enzymologia-8

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-8 Mechanizmy reakcji enzymatycznych (II)

  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. HYDROLAZY Reakcja katalizowana przez esterazę acetylocholinową

  4. HYDROLAZY Enzymy proteolityczne Enzymy katalizujące hydrolizę wiązania peptydowego w substratach białkowych • Podział • ze względu na lokalizację miejsca cięcia: • endopeptydazy (wewnątrz łańcucha); egzopeptydazy, odszczepiające aminokwas • N-końcowy (aminopeptydazy) lub C-końcowy (karboksypeptydazy) • ze względu na strukturę centrum aktywnego i mechanizm katalizy: • proteazy serynowe, proteazy cysteinylowe, proteazy aspartylowe, metaloproteazy Niezbędne elementy strukturalne centrum katalitycznego: (1) grupa nukleofilowa N: atakująca atom węgla grupy karbonylowej substratu; (2) grupa(y) X+, obdarzone ładunkiem dodatnim, w sąsiedztwie atomu tlenu grupy karbonylowej substratu. Rola – polaryzacja grupy karbonylowej oraz stabilizacja tetraedrycznego intermediatu (3) grupa protonodonorowa Y-H; uprotonowanie grupy –NH- substratu czyni ją lepszą grupą odchodzącą

  5. Enzymy proteolityczne Proteazy serynowe Chymotrypsyna - enzym proteolityczny, wytwarzany przez trzustkę Specyficzność substratowa Reszta seryny 195 jest szczególnie reaktywna.

  6. Ser195, His57 i Asp102 tworzą triadę katalityczną

  7. Mechanizm reakcji katalizowanej przez chymotrypsynę

  8. W centrum aktywnym chymotrypsyny: N: Ser195 Y-H His57 X+ grupy -aminowe Gly193 i Ser195 Stabilizacja stanu przejściowego w centrum aktywnym chymotrypsyny

  9. Rozpoznanie i wiązanie substratu przez chymotrypsynę i inne proteazy serynowe Hydrofobowa kieszeń chymotrypsyny; miejsce rozpoznania i wiązania substratu Porównanie miejsc wiązania substratu w niektórych proteazach serynowych

  10. Enzymy proteolityczne Proteazy cysteinylowe Przykłady: papaina - enzym proteolityczny z Carica papaya; katepsyny; kaspazy Reszta Cys25 odgrywa w centrum aktywnym papainy rolę N: Ponieważ grupa tiolowa cysteiny jest dużo silniejszym czynnikiem nukleofilowym, niż grupa –OH seryny, więc nie wymaga ona dodatkowej aktywacji, jak ma to miejsce w proteazach serynowych. W centrum aktywnym papainy: N: Cys25; Y-H His159; X+ grupy -aminowe z wiązań peptydowych

  11. Enzymy proteolityczne Proteazy aspartylowe Przykłady: renina (podpuszczka), pepsyna W centrum katalitycznym brak reszty o charakterze N: Rolę N: odgrywa aktywowana cząsteczka H2O Struktura reniny z uwidocznieniem kluczowych reszt katalitycznych

  12. Mechanizm reakcji katalizowanej przez pepsynę W centrum aktywnym pepsyny: N: H2O aktywowana przez Asp32; Y-H Asp215; X+ grupa -aminowa Gly76

  13. Enzymy proteolityczne Metaloproteazy Przykłady: karboksypeptydaza A, termolizyna bakteryjna W centrum aktywnym enzymu jon metalu, zwykle Zn(II) Struktura termolizyny i jej centrum aktywnego

  14. W centrum aktywnym karboksypeptydazy A: N: H2O aktywowana przez Glu270 Y-H B? X+ Zn(II) Postulowany mechanizm reakcji katalizowanej przez karboksypeptydazę A

  15. Porównanie sposobów aktywacji czynnika N: przez proteazy

  16. LIAZY I LIGAZY • reakcje karboksylacji i dekarboksylacji • enzymatyczne kondensacje: aldolowa i Claisena • reakcje eliminacji i addycji do podwójnego wiązania (H20, NH3) • reakcje tworzenia wiązań estrowych i amidowych Ligazy nazywane są często syntazami lub syntetazami Syntetazy katalizują tworzenie wiązań z udziałem ATP; syntazy nie wymagają ATP

  17. LIAZY I LIGAZY Enzymatyczne reakcje dekarboksylacji Produktem pośrednim jest karboanion; substratami są: -ketokwasy, -ketokwasy, aminokwasy Pirofosforan tiaminy – koenzym dekarboksylaz -ketokwasów

  18. Mechanizm reakcji katalizowanej przez dekarboksylazę pirogronianową

  19. LIAZY I LIGAZY Enzymatyczne reakcje karboksylacji • enzymy współpracujące z biotyną i ATP, karboksylujące -ketokwasy lub acyloCoA; • enzymy karboksylujące fosfoenolopirogronian; • enzymy karboksylujące białka, współpracujące z witaminą K; • karboksylaza rybulozo-1,5-difosforanu Karboksylaza pirogronianowa Domena karboksylazy pirogronianowej wiążąca biotynę

  20. Etap I Etap II Mechanizm reakcji katalizowanej przez karboksylazę pirogronianową Etapy I i II odbywają się w różnych domenach enzymu

  21. Enzymatyczne kondensacje: aldolowa i Claisena Schemat reakcji kondensacji aldolowej katalizowanej przez aldolazy Schemat kondensacji Claisena katalizowanej przez ligazy CoA W obu reakcjach produktem pośrednim jest forma enolowa jednego z substratów stabilizowana w centrum aktywnym enzymu poprzez utworzenie zasady Schiffa z resztą -aminową lizyny lub koordynację przez jon metalu.

  22. DHP G3P F-1,6-diP Mechanizm reakcji katalizowanej przez aldolazę

  23. Enzymatyczna kondensacja Claisena Mechanizm reakcji katalizowanej przez syntazę cytrynianową Reakcję rozszczepienia kwasu cytrynowego do AcCoA i szczawiooctanu katalizuje liaza cytrynianowa

  24. Reakcje eliminacji wody i przyłączenia wody do podwójnego wiązania Schemat ogólny reakcji Przykłady enzymów: akonitaza, fumaraza Reakcja katalizowana przez fumarazę przebiega stereospecyficznie

  25. Reakcje tworzenia wiązań estrowych i amidowych Przykłady: syntetazy aminoacylo-tRNA (wiązanie estrowe) syntetaza L-glutaminy (wiązanie amidowe) Reakcja katalizowana przez syntetazę glutaminy Etap I Etap II

  26. IZOMERAZY • reakcje racemizacji • reakcje epimeryzacji • reakcje izomeryzacji cis-trans • reakcje tautomeryzacji • reakcje przegrupowań wewnatrzcząsteczkowych • reakcje przekształcenia aldoza-ketoza Izomerazy katalizują reakcje, dla których G  0

  27. Racemizacja aminokwasów Reakcja katalizowana przez racemazę alaninową

  28. Epimeryzacja cukrów Reakcja katalizowana przez 4-epimerazę UDP-glukozową

  29. Przemiana aldoza: ketoza Przykład: izomeraza fosfotriozowa Mechanizm reakcji katalizowanej przez izomerazę fosfotriozową

  30. Struktura izomerazy fosfotriozowej w kompleksie z fosfodihydrosyacetonem (DHP)

  31. Reakcje przegrupowań wewnątrzcząsteczkowych katalizowane przez mutazy współpracujące z koenzymem B12 Struktura koenzymu B12

  32. Reakcje przegrupowań wewnątrzcząsteczkowych katalizowane przez mutazy współpracujące z koenzymem B12 Powstawanie rodnika 5’-deoksyadenozylowego Przykład: mutaza metylomalonyloCoA Reakcja katalizowana przez mutazę metylomalonylo CoA

  33. Mechanizm reakcji katalizowanej przez mutazę współpracującą z koenzymem B12 Mechanizm przegrupowania katalizowanego przez mutazę metylomalonylo CoA

  34. Centrum aktywne mutazy metylomalonyloCoA

More Related