5η-6η Διάλεξη- Ένζυμα Flashcards
(69 cards)
Τι είναι ένζυμο, υπόστρωμα και τι ενεργό κέντρο (και ποιες περιοχές περιέχει);
Ένζυμα: Βιολογικοί καταλύτες πρωτεϊνικής φύσης
Υπόστρωμα: κάθε ουσία που με την δράση του ενζύμου μετασχηματίζεται καταλυτικά σε προϊόν Ενεργό κέντρο: Το μέρος της πρωτεΐνης που είναι υπεύθυνο για τη καταλυτική δράση του ενζύμου. Η περιοχή αυτή περιλαμβάνει το καταλυτικό κέντρο ,όπου πραγματοποιείται η αντίδραση και το κέντρο προσανατολισμού (εξειδίκευση του ενζύμου)
Τι είναι τα φυσικά-άγρια ένζυμα και τι τα σύνζυμα ;
φυσικά ή άγρια : Τα ένζυμα που βιοσυντίθενται στους οργανισμούς, in vivo, στη βάση της μετάφρασης ειδικών γονιδίων σε αντιδιαστολή με τα επονομαζόμενα
σύνζυμα : παράγωγα ηθελημένης in vivo ή in vitro χημικής τροποποίησης ενός ή περισσοτέρων νουκλεοτιδικών βάσεων των γονιδίων του άγριου ενζύμου (γενετική τροποποίηση)
Τι είναι τα ριβόζυμα και τι το ισοένζυμα ;
ριβόζυμα : Βιολογικά μόρια με καταλυτική δράση και δεν είναι πρωτείνες αλλά αποτελούνται από ριβονουκλεϊκά οξέα. Καταλύουν ειδικές υδρολύσεις ΔΦ εντός του ίδιου (RNA) ή σε διαφορετικά και (DNA). Τέλος, πολλαπλές μορφές ενζύμων χαρακτηρίζονται ισοένζυμα διαφορετικά ένζυμα που καταλύουν την ίδια αντίδραση και αριθμούνται ανάλογα με την ηλεκτροφορητική τους κινητικότητα.
Τι περιλαμβάνει η ονοματολογία των ενζύμων, τι γίνεται στις αμφίδρομες αντιδράσεις, και τι στα πολυενζυμικά συστήματα ;
Εμπειρική (προέλευση, κάποια ιδιότητα, το υπόστρωμα, χωρίς νόημα) και
Συστηματική με βάση την αντίδραση (ολική όχι επιμέρους στάδια) και το υπόστρωμα.
Σε αμφίδρομες αντιδράσεις η ονομασία γίνεται προς την ίδια κατεύθυνση για όλα τα ένζυμα μιας κατηγορίας ακόμα και εάν είναι ανέφικτη. Τα συστηματικά ονόματα καταλήγουν σε -άση και αναφέρεται στο είδος της αντίδρασης και εάν πρόκειται για πολυενζυμικό σύστημα τότε σύμπλεγμα ή σύμπλοκο.
Τι είναι το τριπλό σύστημα χαρακτηρισμού και τι είναι ο πρώτος αριθμός στην τετράδα αριθμών ;
Άρα η ονομασία κάθε ενζύμου γίνεται με τριπλό σύστημα χαρακτηρισμού : ένα συστηματικό όνομα, ένα σύνηθες η εμπειρικό όνομα και μια κωδική τετράδα αριθμών (ATP-γλυκοζο-6-φωσφο τρανσφεράση - Γλυκοκινάση- Κωδική αρίθμ.:(2.7.1.1))
Ο πρώτος αριθμός κατατάσσει τα ένζυμα σε τάξεις ανάλογα την αντίδραση
Τάξεις ενζύμων: Τι είναι οι οξειδαναγωγάσες και μεταφοράσες και πως γίνεται η ονομασία τους ;
1) Οξειδαναγωγάσες- οξειδορεδουκτάσες : οξειδώνουν ή ανάγουν υποστρώματα με μτφρά Η ή e- (ον: δότης (e) - δέκτης(e) - οξειδορεδουκτάση)
2) Μεταφοράσες-Τρανσφεράσες: αποσπούν ομάδες (όχι Η) από υποστρώματα και τα μεταφέρουν σε μόρια δέκτες (όχι Η2Ο) (ον: δότης - δέκτης - μεταφερόμενη ομάδα - τρανσφεράση)
Τάξεις ενζύμων: Τι είναι οι υδρολάσες και λυάσες;
3) Υδρολάσες: με την βοήθεια νερού διασπούν ομοιοπολικούς δεσμούς με ταυτόχρονη προσθήκη των ομάδων του νερού (-Η και -ΟΗ) στα προκύπτοντα ακόρεστα συστήματα (ον: υπόστρωμα- υδρολάση)
4) Λυάσες: απομακρύνουν ομάδες από υποστρώματα σχηματίζοντας διπλούς δεσμούς ή με προσθήκη σε αυτούς (ον: υπόστρωμα- πρόθεμα- λυάση)
Τάξεις ενζύμων: Τι είναι οι ισομεράσες και τι οι λιγκάσες
5) Ισομεράσες: ένζυμα που καταλύουν ισομερίωση υποστρώματος (ον: υπόστρωμα-πρόθεμα-ισομεράση).το πρόθεμα υποδηλώνει το είδος της ισομερίωσης π.χ. cis -trans-, κετο-ενολο- κλπ. Αν η αντίδραση πραγματοποιείται με ενδομοριακή μορφή ομάδας το ένζυμο ονομάζεται μουτάση αν το ένζυμο καταλύει αλληλομετατροπή ασύμμετρων ομάδων ρακεμάση ή επιμεράση ανάλογα αν το υπόστρωμα έχει ένα ή περισσότερα κέντρα ασυμμετρίας αντίστοιχα
6) Λιγκάσες: καταλύουν την σύνδεση δύο μορίων με την βοήθεια ενέργειας πυροφωσφορικών δεσμών όπως ATP (ον: X:Ψ λιγάση (Ζ) όπου Χ και Ψ είναι τα συνδεόμενα μόρια και Ζ το προϊόν υδρόλυσης του τριφωσφορικού νουκλεοτιδίου)
Τι χαρακτηρίζει ο δεύτερος και ο τρίτος και τέταρτος αριθμός στην τετράδα αριθμών και τι συμβαίνει στα ένζυμα που καταλύουν την ίδια συνολική αντίδραση ;
Ο δεύτερος αριθμός χαρακτηρίζει την υποτάξη. Ο τρίτος και τέταρτος αριθμός χαρακτηρίζουν την κατηγορία και υποκατηγορία της υποτάξης και την εξειδίκευση. Δεδομένου ότι όλα τα ένζυμα ανεξαρτήτως προέλευσης, που καταλύουν την ίδια ολική αντίδραση έχουν τα ίδια : συστηματικό όνομα, εμπειρικό όνομα, και κωδική τετράδα είναι, συχνά, απαραίτητη η αναφορά της πηγής του ενζύμου που διαφοροποιεί τα διάφορα ισοένζυμα
Τι περιλαμβάνει η συστηματική ονομασία και ποια είναι η συνιστώμενη ονομασία ενζύμων ;
Η συστηματική ονομασία περιλαμβάνει όλα τα αντιδρώντα, μεταφερόμενες ομάδες και στο τέλος το όνομα της κύριας τάξης. Οι συνιστώμενες ονομασίες είναι οι εμπειρικές ονομασίες που καθιερώθηκαν είτε αυτούσιες είτε τροποποιημένες.
Ποιες είναι οι ιδιότητες των ενζύμων ;
- Πρωτεϊνικής φύσης μόρια που κάνουν βιολογική κατάλυση.
- Επιταχύνουν αντιδράσεις μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης των αντιδρώντων.
- Παραμένουν αναλλοίωτα μετά το τέλος της αντίδρασης και μπορούν να επαναλάβουν την κατάλυση πολλές φορές(δρουν σε μικροποσότητες).
- Παρουσιάζουν εξειδίκευση που μπορεί να είναι υψηλή, μέση ή χαμηλή. Στην υψηλή ένα ένζυμο καταλύει μία αντίδραση. Η εξειδίκευση στην ακριβή αλληλεπίδραση ενζύμου-υποστρώματος
Πως δρα καταλυτικά ένα ένζυμο, τι είναι ενέργεια ενεργοποίησης και τι προσδιορίζει η διαφορά ελεύθερης Ε;
Καταλυτική δράση ενζύμων αφού μειώνουν την Ε ενεργ: ο ρυθμός που γίνεται μια μεταβολή είναι ανεξάρτητος της ΔGo μεταξύ των προϊόντων αλλά εξαρτάται από το ενεργειακό φράγμα (Ε ενεργ) ΔG* που χωρίζει τα αντιδρώντα από τα προϊόντα. Η ενέργεια που απαιτείται για να φτάσουν τα προϊόντα στην κατάσταση μετάπτωσης ονομάζεται Ε.ενεργ(Εa) και το ένζυμο την μειώνει. Η διαφορά ελεύθερης Ε ΔG προσδιορίζει το πόσο αυθόρμητα γίνεται η αντίδραση αλλά δεν προσδιορίζει την ταχύτητα.
Από ποιους παράγοντες επηρεάζεται η δράση και η ταχύτητα της ενζυμικής αντίδρασης ;
Cυποστρ, Cενζυμου, CΗ+, ρυθμιστικά, αναστολείς , Τ
Που βοηθάει και που επικεντρώνεται η γνώση ενζυμικής κινητικής ;
Η γνώση ενζυμικής κινητικής βοηθάει στην κατανόηση των βιολογικών φαινομένων και της δράσης των ενζύμων στο κύτταρο. Επικεντρώνεται στην μελέτη της ταχύτητας και των παραγόντων που επιδρούν σε αυτή με κυριότερους το υπόστρωμα και Cενζύμου.
Ποιά η σχέση ταχύτητας και συγκέντρωσης υποστρώματος ;
Η ταχύτητα και η συγκέντρωση υποστρώματος εμφανίζουν γραμμική εξάρτηση ακολουθώντας κινητική κορεσμού δηλαδή σε μικρές αυξήσεις υποστρώματος η ταχύτητα αυξάνει γραμμικά αλλά καθώς αυξάνει, ο ρυθμός αύξησης μειώνεται μέχρι να φτάσουμε σε μεγάλες συγκεντρώσεις υποστρώματος όπου παρατηρείται κορεσμός και μέγιστη ταχύτητα Umax. E+S ⇌ ES-> E+ P
Στις περισσότερες περιπτώσεις ενζυμικής αντίδρασης το διάγραμμα V=f (S) είναι υπερβολή. Σε χαμηλές [S] η ταχύτητα εξαρτάται και από την συγκέντρωση [S] και από την [Ε]. Από την τιμή κορεσμού και μετά η ταχύτητα εξαρτάται μόνο από την [Ε]. Άρα σε υψηλές τιμές [S] το Ε έχει κορεσθεί από το S και η V=Vmax
Ποιος είναι ο τρόπος δράσης των ενζύμων ;
Σύνδεση υποστρώματος με ένζυμο- σταθεροποίηση ενδιάμεσου προϊόντος- απελευθέρωση προϊόντων. Η επιτάχυνση γίνεται λόγω μείωσης της Εα. Η πρόσδεση του υποστρώματος στο ένζυμο γίνεται στο ενεργό κέντρο που σχημτίζεται από αμινοξέα της 1ο ταγούς δομής της πολυπεπτιδικής που λόγω της 3ο ταγούς δομής τα αμινοξέα πλησιάζουν και δημιουργούν το ενεργό κέντρο.
Ποια τα δύο μοντέλα πρόσδεσης ενζύμου με υπόστρωμα ;
Η πρόσδεση γίνεται με ασθενείς δεσμούς και το περιγράφουν δύο μοντέλα: Κλειδί-κλειδαριά (Fisher) : όπου το υπόστρωμα ταιριάζει απόλυτα (συμπληρωματικότητα) στο ενεργό κέντρο του άκαμπτου ενζύμου (δεν αλλάζει με την πρόσδεση υποστρώματος) και μοντέλο Koshland επαγομένης προσαρμογής όπου το ενεργό κέντρο του ενζύμου αποκτά συμπληρωματικό σχήμα με την σύνδεση του υποστρωματος.
Ποια η σταθερά διάσπασης συμπλόκου, ποιος ο τύπος της ταχύτητας , η ποσότητα ολικού ενζύμου και η ταχύτητα σε μεγάλη συγκέντρωση υποστρώματος;
Η σταθερά διάσπασης (Ks) του συμπλόκου ES ωρίζεται ώς Ks= [E][S] / [ES]= K2/K1 (sec-1/M-1*sec-1=M) και η ταχύτητα της συνολικής αντίδρασης ES-> E+P από τον τύπο V=dP/dt =K2 [ES] και για κάθε στιγμή η ποσότητα ολικού ενζύμου είναι ίση με το ελεύθερο και το ενωμένο άρα et= e+es. Έτσι όταν η [S] είναι πολύ μεγάλη συγκριτικά με την KS και στον τύπο V=K2 [Et][S]/[S]+Ks το άθροισμα [S]+Ks= [S] τότε η V =K2[Et]= Vmax
Ποιός ο τύπος Michaelis-Menten;
Η σταθερά διάστασης συμπλόκου KS ονομάζεται Michaelis-Menten και η εξίσωση είναι
V=(Vmax [S])/( [S]+Km) αλλιώς
V/Vmax=([S])/([S]+Km)
Ποιες αντιδράσεις περιλαμβάνει μια ενζυμική αντίδραση ;
Παραδεχόμαστε ότι σε μια ενζυμική αντίδραση γίνονται οι εξής αντιδράσεις : Σύνδεση του ενζύµου [Ε] µε το υπόστρωµα [S] και σχηµατισµός ενός συµπλόκου ενζύµου-υποστρώµατος [ES] Κ1 . Διάσταση συμπόλου [ES] προς [Ε] και [S] Κ-1. Χημική αντίδραση και σχηματισμός προϊόντος [Ρ] και απομάκρυνση ενζύμου [Ε] Κ2 .Έτσι προκύπτει και ο τύπος Κm= K -1+K2 /K1 =Κs+ K2/K1.
Κινητική ενζύμων: Εάν Κ-1»Κ2
Εάν Κ-1»Κ2 τότε Κm=KS και ισχύει η η παραδοχή αποκατάστασης ισορροπίας της Michaelis-Menten.
Κινητική ενζύμων :Εάν Κ-1=Κ2
Εάν Κ-1=Κ2 τότε η Km έχει την τιμή που βγαίνει από την παραδοχή αποκατάστασης σταθεροποιημένης κατάστασης.
Κινητική ενζύμων : Εάν Κ-1
Εάν Κ-1 ταχύτητα σχηματισμού). Ισχύουν οι νόμοι για τις μη καταλητικές αντιδράσεις με δυο ή περισσ στάδια όπου η ταχύτητα της συνολικής αντίδρασης ισούται με την ταχύτητα του βραδύτερου σταδίου που στην περίπτωσή μας είναι V= K1[E][S].
Τι είναι η σταθερά Km, πως σχετίζεται με την χημική συγγένεια, την ταχύτητα και την σχέση S με E;
Η σταθερά Km αποτελεί χαρακτηριστική σταθερά του ενζύμου για το συγκεκριμένο υπόστρωμα (τιμές συγκέντρωσης) και όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή της (όσο μεγαλύτερο ποσό υποστρώματος απαιτείται για να γίνει η αντίδραση) τόσο μικρότερη είναι η τάση σύνδεσης (χημική συγγένεια) μεταξύ Ε και S και αντίστροφα. Επίσης για τιμή συγκέντρωσης υποστρώματος [S]=Km η Vo=Vmax/2. Για [S]»Km τότε V=Vmax και για [S]