Encimi Robert Pal
ENCIMI proteinski katalizatorji kemijskih reakcij VPLIV ENCIMA: 1.  Hitrost kemijskih reakcij 10 6  do 10 12  hitrejše kot nekatalizirane 10 3  hitrejše kot mineralno katalizirane 2. Mili reakcijski pogoji fiziološka temperatura, atmosferski tlak, pH 7 3.  Specifičnost stereospecifično prepoznavanje substrata stereospecifično produkti 4. Sposobnost regulacije koncentracije (dostopnost) reaktantov: E, S alosterična regulacija kovalentna modifikacija regulacija ekspresije (izražanja) genov
SUBSTRATNA SPECIFIČNOST ENCIMOV E + S  ES  E + P   1.  Vezi  encim - substrat van der Waalsove elektrostatske vodikove hidrofobne 2. teorija vezave encima in substrata teorija indukcije aktivnega mesta teorija ključa in ključavnice 3.  Stereospecifičnost veže eno samo optično izomero stereospecifični produkti 4. Geometrijska specifičnost geometrija funkcionalnih skupin
 
 
VEZAVNO MESTO ZA SUBSTRAT vezavno mesto za substrat = = aktivno mesto  (3D, majhno) =katalitsko mesto površina geometrijsko komplementarna substratu a.k.  v  aktivnem mestu pritegnejo substrat  s številnimi  nekovalentnimi interakcijami
KOENCIMI neproteinski deli encimov KOFAKTORJI: majhne molekule, ki sodelujejo z encimi: kovinski ioni: Zn  2+ , Fe  3+ , Fe  2+ . Cu  2+ ,  Mg  2+ , K + , Se  2- KOENCIMI: večje organske molekule, ki sodelujejo pri prenosu elektronov in funkcionalnih skupin: NAD + , FAD, FMN, HEM prehodno vezan na encim:  kosubstrat trajno vezan na encim:   prostetična skupina HOLOENCIM =APOENCIM+KOENCIM encimsko neaktiven
KOENCIMI Biocitin Kobamid (B12) Koencim A FAD, FMN Lipoinska kislina NAD + Piridoksalfosfat Tetrahidrofolat Tiaminpirofosfat karboksilacije alkiliranje prenos acilne sk. redoks reakcije prenos acilne sk. redoks reakcije prenos aminske sk. prenos ogljika prenos aldehidne sk. VITAMINI:   deli kofaktorjev in koencimov, ki jih organizmi sami ne sintetizirajo So topni v vodi
VITAMINI KOT PREKURZORJI KOENCIMOV VITAMIN KOENCIM Biotin Biocitin Kobalamin (B 12) Kobamid (B12) Pantotenska k. Koencim A Riboflavin(B2) FAD, FMN Lipoinska kislina   Lipoinska kislina Niacin NAD + Piridoksin (B6) Piridoksalfosfat Folna kislina Tetrahidrofolat Tiamin (B1) Tiaminpirofosfat
REGULACIJA ENCIMSKE AKTIVNOSTI (koordinacija , odziv na okolje) Kontrola dostopnosti encima hitrost sinteze - razgradnje kontrola izražanja genov kontrola na nivoju posamezne celice Kontrola encimske aktivnosti  kontrola afinitete encima za substrat sprememba konformacije encima alosterična regulacija sprememba strukture encima kovalentna modifikacija
ALOSTERIČNI  ENCIMI katalitsko mesto  A alosterično mesto B A = B modulator homotropen  M = S heterotropen M = S pozitiven/negativen
ALOSTERIČNI  ENCIMI Primer : aspartat-transkarbamoilaza (ATC)   C 6 R 6  = 2x  C 3   + 3x  R 2 karbamoil fosfat + aspartat    N - karbamoilaspartat karbamoil fosfat, aspartat  (+, homotropna ) CTP  (-, heterotropna) ATP  (+, heterotropna)
PRIMER ZGRADBE ENCIMA
PRIMER ZGRADBE ENCIMA
Ravnotežje obeh oblik; ob odsotnosti ligandov 200:1
ALOSTERIČNI  ENCIMI   aspartat-transkarbamoilaza (ATC)
ALOSTERIČNI  ENCIMI   aspartat-transkarbamoilaza (ATC) T stanje R stanje
bisubstratni analog PALA:  N-(fosfoacetil)-L-aspartat
REGULATORNI ENCIMI (PACEMAKERS) ena reakcija v zaporedju odloča o hitrosti cele kaskade encim, ki jo katalizira je regulatorni encim (pacemaker) multiencimski sistemi
INHIBICIJA ENCIMSKE AKTIVNOSTI Ireverzibilni inhibitorji  (inaktivatorji) DFP (diizopropil-fluorofosfat-acetilholin esteraza), živčni bojni plini (serinske proteinaze) malation (insekticid) (serinske proteinaze) J-acetamid (cisteinske proteinaze)
INHIBICIJA ENCIMSKE AKTIVNOSTI Reverzibilni inhibitorji (substratni analogi) kompetitivni nekompetitivni akompetitivni
 

Robert Pal Osnove Encimov

  • 1.
  • 2.
    ENCIMI proteinski katalizatorjikemijskih reakcij VPLIV ENCIMA: 1. Hitrost kemijskih reakcij 10 6 do 10 12 hitrejše kot nekatalizirane 10 3 hitrejše kot mineralno katalizirane 2. Mili reakcijski pogoji fiziološka temperatura, atmosferski tlak, pH 7 3. Specifičnost stereospecifično prepoznavanje substrata stereospecifično produkti 4. Sposobnost regulacije koncentracije (dostopnost) reaktantov: E, S alosterična regulacija kovalentna modifikacija regulacija ekspresije (izražanja) genov
  • 3.
    SUBSTRATNA SPECIFIČNOST ENCIMOVE + S ES E + P 1. Vezi encim - substrat van der Waalsove elektrostatske vodikove hidrofobne 2. teorija vezave encima in substrata teorija indukcije aktivnega mesta teorija ključa in ključavnice 3. Stereospecifičnost veže eno samo optično izomero stereospecifični produkti 4. Geometrijska specifičnost geometrija funkcionalnih skupin
  • 4.
  • 5.
  • 6.
    VEZAVNO MESTO ZASUBSTRAT vezavno mesto za substrat = = aktivno mesto (3D, majhno) =katalitsko mesto površina geometrijsko komplementarna substratu a.k. v aktivnem mestu pritegnejo substrat s številnimi nekovalentnimi interakcijami
  • 7.
    KOENCIMI neproteinski deliencimov KOFAKTORJI: majhne molekule, ki sodelujejo z encimi: kovinski ioni: Zn 2+ , Fe 3+ , Fe 2+ . Cu 2+ , Mg 2+ , K + , Se 2- KOENCIMI: večje organske molekule, ki sodelujejo pri prenosu elektronov in funkcionalnih skupin: NAD + , FAD, FMN, HEM prehodno vezan na encim: kosubstrat trajno vezan na encim: prostetična skupina HOLOENCIM =APOENCIM+KOENCIM encimsko neaktiven
  • 8.
    KOENCIMI Biocitin Kobamid(B12) Koencim A FAD, FMN Lipoinska kislina NAD + Piridoksalfosfat Tetrahidrofolat Tiaminpirofosfat karboksilacije alkiliranje prenos acilne sk. redoks reakcije prenos acilne sk. redoks reakcije prenos aminske sk. prenos ogljika prenos aldehidne sk. VITAMINI: deli kofaktorjev in koencimov, ki jih organizmi sami ne sintetizirajo So topni v vodi
  • 9.
    VITAMINI KOT PREKURZORJIKOENCIMOV VITAMIN KOENCIM Biotin Biocitin Kobalamin (B 12) Kobamid (B12) Pantotenska k. Koencim A Riboflavin(B2) FAD, FMN Lipoinska kislina Lipoinska kislina Niacin NAD + Piridoksin (B6) Piridoksalfosfat Folna kislina Tetrahidrofolat Tiamin (B1) Tiaminpirofosfat
  • 10.
    REGULACIJA ENCIMSKE AKTIVNOSTI(koordinacija , odziv na okolje) Kontrola dostopnosti encima hitrost sinteze - razgradnje kontrola izražanja genov kontrola na nivoju posamezne celice Kontrola encimske aktivnosti kontrola afinitete encima za substrat sprememba konformacije encima alosterična regulacija sprememba strukture encima kovalentna modifikacija
  • 11.
    ALOSTERIČNI ENCIMIkatalitsko mesto A alosterično mesto B A = B modulator homotropen M = S heterotropen M = S pozitiven/negativen
  • 12.
    ALOSTERIČNI ENCIMIPrimer : aspartat-transkarbamoilaza (ATC) C 6 R 6 = 2x C 3 + 3x R 2 karbamoil fosfat + aspartat  N - karbamoilaspartat karbamoil fosfat, aspartat (+, homotropna ) CTP (-, heterotropna) ATP (+, heterotropna)
  • 13.
  • 14.
  • 15.
    Ravnotežje obeh oblik;ob odsotnosti ligandov 200:1
  • 16.
    ALOSTERIČNI ENCIMI aspartat-transkarbamoilaza (ATC)
  • 17.
    ALOSTERIČNI ENCIMI aspartat-transkarbamoilaza (ATC) T stanje R stanje
  • 18.
    bisubstratni analog PALA: N-(fosfoacetil)-L-aspartat
  • 19.
    REGULATORNI ENCIMI (PACEMAKERS)ena reakcija v zaporedju odloča o hitrosti cele kaskade encim, ki jo katalizira je regulatorni encim (pacemaker) multiencimski sistemi
  • 20.
    INHIBICIJA ENCIMSKE AKTIVNOSTIIreverzibilni inhibitorji (inaktivatorji) DFP (diizopropil-fluorofosfat-acetilholin esteraza), živčni bojni plini (serinske proteinaze) malation (insekticid) (serinske proteinaze) J-acetamid (cisteinske proteinaze)
  • 21.
    INHIBICIJA ENCIMSKE AKTIVNOSTIReverzibilni inhibitorji (substratni analogi) kompetitivni nekompetitivni akompetitivni
  • 22.