Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

ENZİMLER.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "ENZİMLER."— Sunum transkripti:

1 ENZİMLER

2 GİRİŞ VE TANIM İlk enzim çalışmaları sindirime ilişkin enzimlerin araştırılmaya başlandığı yılları arasındadır. Enzimler biyolojik sistemlerde oluşan tepkimelerde etkili olan biyolojik katalizörler olarak tanımlanmaktadır. Termodinamik yönden oluşabilen bir tepkimenin hızını katalizörler, tepkimenin denge sabitini değiştirmeden 1011 kat veya daha fazla arttırmaktadır.

3 Holoenzim, kofaktörü ile birlikte enzimi ifade eder.
Kofaktörler: Bazı enzimler, enzimatik reaksiyon için gerekli olan bir non protein faktörle birleşir. Bu faktörler arasında metal iyonlar (Zn+2,Fe+2) ve koenzim olarak bilinen, genellikle vitamin türevi olan (NAD+,FAD,CoA) organik moleküller yer alır. Holoenzim, kofaktörü ile birlikte enzimi ifade eder. Apoenzim holoenzimin protein kısmını ifade eder. HOLOENZİM KOENZİM APOENZİM

4 Apoenzim Koenzim Holoenzim Kofaktör, ya Fe2+, Mg2+, Mn2+, Zn2+ gibi bir veya daha fazla inorganik iyon ya da koenzim denen kompleks bir moleküldür

5

6 Holoenzim= Apoenzim +Koenzim
Enzimin inaktif şekline zimojen (proenzim), zimojeni aktifleştiren maddeye de kinaz adı verilir.Birden fazla şekilde bulunan enzimlere izoenzim denir. Prostetik grup enzimden ayrılamayan sıkıca bağlı bir koenzimdir.(Ör:Karboksilazların biyotini) Bir reaksiyonu hızlandıran fakat kendisi reaksiyondan değişmeksizin çıkan maddeye ‘‘KATALİZÖR’’ denir.Enzimlerle reaksiyon veren maddelere ‘‘SUBSTRAT’’ denir.

7

8 Enzim-Substrat SUBSTRAT ENZİM ENZİM SUBSTRAT KOMPLEKSİ

9 X Substrat Değişken durum Ürün Enzim substrata bağlanırsa reaksiyon
daha ileri gitmez.. X Lehninger 課本上面 Stickase 的假想酵素,是一個極佳的例子,請多琢磨。 注意 Stickase 與基質結合區的外型,並非直接與基質成互補關係,而是與其『中間過渡』狀態有較佳的構形互補。另外,酵素與基質的結合區大多深陷入分子裡面,是酵素作用的一大優勢與特點。 Enzim hem substratı seçer hem de değişken durumun oluşumunu teşvik eder.

10 ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ
Enzimler, protein tabiatındadırlar. Hücre içinde ve dışında bulunurlar. Biyolojik maddeleri katalizlerler. Enerji açığa çıkaran maddelerdir. Üzerinde aktif merkez ile bağlanma yeri vardır. Kinetik olarak çalışırlar. Enzimler spesifiktir.

11 ENZİMLERİN ADLANDIRILMASI
International Union of Biochemistry (IUB)’nın ‘‘Nomenculture Committe’’ tarafından tavsiye edilen sınıflandırma şöyledir;(1984) Enzim sınıflandırma ve isimlendirilmesinde iki yol izlenir; 1-Sistematik Yol 2-Çalışma veya trivial yoldur. Sistematik yol, enzimin muhtemel fonksiyonu aynı olacak şekilde isimlendirilmesidir.Enzim katalitik olarak tanımlanır. Trivial yol, kısa ve genel kullanımdan sıkça bahsedilen enzimlerin sistematikte yer almayan şekli verilir.

12 A-) Geleneksel Adlandırma:
Enzimler etkili oldukları substratın sonuna –az eki getirilerek (ÜREAZ, AMİLAZ, ARJİNAZ, PROTEAZ, LİPAZ) veya katalizledikleri tepkimeyi tanımlayan (Laktat Dehidrogenaz, Adenilat Siklaz) isimleri kullanılarak adlandırılmıştır.

13 B-) Sistematik Adlandırma:
Uluslar arası biyokimya ve moleküler biyoloji birliğinin (IUBMB) göre; enzim adlandırmaları, enzimin etkilediği tepkimenin türüne ve mekanizmasına göre yapılmaktadır. Tepkimeler ve bu tepkimeleri katalize eden enzimler 6 ana gruba ayrılmıştır. Bu 6 grubun 4-13 arasında değişen alt sınıfları bulunmaktadır. Her enzime 4 sayı ile belirlenen bir kod numarası verilmiştir.

14 ENZİMLERİN SINIFLANDIRILMASI
1-) Oksidoredüktazlar 2-) Transferazlar 3-) Hidrolazlar 4-) Liyazlar OTHALİL 5-) İzomerazlar 6-) Ligazlar NOT: Sınıflandırmada baş harflerini birleştirirsek ‘‘OTHALİL’’ elde ederiz böylelikle enzimlerin sırasını karıştırmamış oluruz.

15 İSİMLENDİRME VE NUMARALANDIRMA
1961 yılında enzim komisyonu, kod numaralı sistemi geliştirdi. 4 element bazı farklarla ayrılarak işlem yapıldı. A-)Birinci numara altı ana bölümden birisini simgeler. B-)İkinci numara subklası gösterir. C-)Üçüncü numara subsubklası ifade eder. D-)Dördüncü numara ise subsubklastaki enzimin seri numarasını gösterir.

16 Örnek verecek olursak;
a b c d a: Ana sınıf b: Subklas c: Subsubklas d: Subsubklas seri no

17 Tepkimenin tipini birinci sayı, vericinin etkilediği grubu ikinci sayı, alıcı olarak yararlanılan grubu üçüncü sayı ve adlandırılan enzimi dördüncü sayı belirlemektedir. Örnek : EC(Enzim komisyonu) Transferaz türü tepkimeyi Fosfat transferini Fosfat alıcısının bir alkol olduğunu gösterir, ATP molekülünden glikozun altıncı karbonundaki hidroksil grubuna fosfat transferi yapan enzimi, ATP-D-Heksozaltıfosfotransferazı (hekzokinaz) tanımlamaktadır.

18

19

20 1-) OKSİDOREDÜKTAZLAR: ( Oxidoreductases)
Bu sınıftaki enzimler oksido- redüksiyon reaksiyonlarını katalizlerler. R-CH2OH+NAD R-CHO+NADH+H+ (Primer Alkol) (Aldehid) Enzim :EC , Alkol NAD+ oksidoredüktaz

21 1.a-) DEHİDROJENAZLAR: (Redüktazlar)
Uygun bir H+ alıcısının mevcudiyeti halinde substrattan hidrojeni ayırırlar. 1.b-) OKSİDAZLAR: H+ alıcısı olarak oksijene sahiptirler. Aldehit oksidaz gibi. Aldehit + H2O +O Asit + H2O2

22 1: Oksidoredüktaz Oksidaz - Dehidrogenaz -

23 1: Oxidoredüktaz – Oksijenaz

24 2-) TRANSFERAZLAR: Bu gruptaki enzimler bir fonksiyonel grubu bir molekülden diğerine aktarmaktadırlar. CH3CO-CoA + HOCH2N+(CH3)3 Asetil CoA Kolin CH3CO-O-CH2N+(CH3)3 + CoA (O-Astilkolin) Enzim.EC , Asetil CoA: Kolin-O-asetil transferaz

25 2: Transferaz - Kinaz

26 2.a-) 1C’lu grupları transfer ederler(Metil transferaz)
2.b-) Aldehitten keton transfer ederler (Transketolaz) 2.c-) Diğerleri, Alkil, N, P, S’lü grupları transfer ederler. 3-)HİDROLAZLAR: Bu enzimler, su katılması ile bağların parçalandığı hidroliz tepkimelerini katalizlemektedir. H2N-CO-NH2+H2O NH3+CO2

27 Enzim.EC , Üreaz 3.a-) Basit esterazlar g-) Selülaz 3.b-) Lipazlar h-) İnulaz 3.c-) Fosfatazlar i-) Glikozidaz 3.d-) Kolinesterazlar j-) Üreaz 3.e-) Peptid hidrolazlar 3.k-) Asparajinaz 3.f-) Nükleazlar l-) Arjinaz

28 4-) LİYAZLAR: Bu gruptaki enzimler hidrolizden başka mekanizmalarla C-C, C-S ve bazı C-N bağlarının parçalanması tepkimelerinde görev yapmaktadırlar. CH3-CO-COO CH3-CH0+CO2 (PİRUVAT) (ASETALDEHİT) Enzim. EC , Piruvat dekarboksilaz 4.a-)Dekarboksilazlar. Okzaloasetat karboksilaz gibi. 4.b-)Karbonik Anhidraz 4.c-)Aspartat amonyak liyaz 4.d-)Sistein desülfhidraz

29 4: Liyaz - Fumaraz

30 5-)İZOMERAZLAR: Optik veya geometrik izomerlerin rasemizasyonu tepkimelerini katalize eden enzim grubudur. L-Alanin D-Alanin Enzim.EC , Alanin Rasemaz 5.a-) Rasemazlar ve epimerazlar 5.b-) Cis transizomerazlar 5.c-) İntramoleküler oksidoredüktazlar 5.d-) İntramoleküler transferazlar

31 5: Isomeraz Mutaz Epimeraz ve Rasemaz

32 6-)LİGAZLAR: C ve O, S,N arasında yeni bağ oluşumunu katalize eden enzimlerdir.Tepkimelerde gerekli enerji, yüksek enerjili bir fosfat bileşiğinin hidrolizi ile sağlanmaktadır. -OOC-CH2CH2-COO-+CoA+GTP (Süksinat) -OOC-CH2CH2-CO-CoA+GDP+Pi (Süksinil CoA)

33 6: Ligaz - Piruvatkarboksilaz

34 ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ
A-) Aktif Bölgeler: Enzim moleküllerinde aktif bölge denilen özel bir cep ya da yuva bulunur. Aktif bölge, substrata komplementer olan üç boyutlu bir yüzey yaratan amino asit yan zincirleri içerir. Aktif bölge, substratı bağlayarak ES kompleksi meydana getirir. ES, sonradan enzim ve ürüne parçalanan EP’ye dönüşür. Aktif merkez için E-S bağlanmasını açıklayan iki model öne sürülmektedir.

35 Enzimle katalizlenen bir reaksiyonun ayırt edici özelliği, enzim üzerinde aktif merkez denen bir cep sınırları içinde meydana gelmesidir.

36 a-) Anahtar-Kilit Modeli(Fischer Modeli): Bu modelde, substrat ve enzimin aktif yerinin birbirine uyacak şekilde önceden belirlenmiş olduğu varsayılmaktadır. Aktif Bölge ES Kompleksi S ES E

37 b-) Uyum oluşturma modeli / El eldiven modeli (Koshland Modeli):
Bu modelde aktif merkez esnek yapıdadır. Proteinin tersiyer yapısında oluşan bir değişiklik ile enzim, substratını katalize uygun ve en doğru biçimde bağlayacak şekilde biçimsel bir değişikliğe uğramaktadır.

38 Substrat ES Kompleksi Enzim

39 B-) Katalitik Etkinlik: Enzimle katalizlenen reaksiyonların çoğu katalizlenmeyen reaksiyonlara göre 10-3 ile 108 kere daha hızlı olarak oldukça etkindir.Her enzim molekülü saniyede substrat molekülünü ürüne çevirme yeteneğine sahiptir. C-)Spesifiklik: Enzimler bir veya birkaç substratla etkileşerek ve sadece tek tip kimyasal reaksiyonu katalizleyerek oldukça spesifiktir.

40 D-) Kofaktörler: Bazı enzimler, enzimatik reaksiyon için gerekli olan bir non protein faktörle birleşir. Bu faktörler arasında metal iyonlar (Zn+2,Fe+2) ve koenzim olarak bilinen, genellikle vitamin türevi olan (NAD+,FAD,CoA) organik moleküller yer alır. Holoenzim, kofaktörü ile birlikte enzimi ifade eder. Apoenzim holoenzimin protein kısmını ifade eder. Prostetik grup enzimden ayrılamayan sıkıca bağlı bir koenzimdir.(Ör:Karboksilazların biyotini)

41

42

43 Chymotrypsin

44 Chymotrypsin

45 Hekzokinaz

46 Serinproteaz

47 Allosterik Enzim wenig aktiv aktiv Aktiver Enzym- Substratkomplex

48 Mechanism and Example of Allosteric Effect
Kinetics Cooperation Models Allosteric site R = Relax (active) [S] vo Homotropic (+) Concerted (+) Allosteric site [S] vo (+) A Heterotropic (+) Sequential (+) X 酵素 的構形不是固定的,會在活性型 (relax) 與非活性型 (tense) 之間變動 (上左圖);當酵素與基質或其他分子結合時,會因構形的改變而影響本身或相鄰次體的構形,因而造成整體酵素活性的變化,稱為異位現象 allosteric effect。 異位現象因為細部機制的不同,可以有相當多的不同方式,我把其中部份例子以圖示整理如上。最上圖是當一個基質分子 [S] 與酵素結合後,影響另一個次體的酵素結合區,稱為 homotropic (因為是活性區影響活性區)。中圖的正效應物 [A] 結合在活性區之外的位置,可以直接改變該次體的構形,使得基質更容易結合 (+),也可以間接影響另一個次體的構形;因為是 [A] 效應物結合區影響到不相似的基質結合區,故稱為 heterotropic。而這兩個次體的構形若是同時改變,則成為 concerted (協同式);若是先改變一個,接著再改變另一個,則稱為 sequential (順序式)。最下圖的負效應物 [I] 則在活性區以外的位置結合後,反而使基質不容易與酵素結合 (-),並且也影響到另一個次體的結合。[A] 與 [I] 都結合在活性區以外的位置,稱之為 allosteric site。 請注意在各種情況下,動力學曲線的改變情形。正效應物 [A] 通常都會使各次體都轉變成 relax form,與沒有異位現象的酵素一樣,其 S 型曲線都會回復一般 M-M 公式的拋物線。 而負效應物 [I] 會降低酵素活性,雖仍保持原來的 S 型曲線,但往高基質濃度位移,亦即需要更高的基質濃度來維持其活性。 T = Tense (inactive) [S] vo I Heterotropic (-) Concerted (-) (-) X X Juang RH (2004) BCbasics

49 ENZİM KİNETİĞİ Enzim kinetiği, enzimlerin katalize ettikleri reaksiyonların hızlarını inceler. Isı yükseldikçe enzim aktivitesi artmaktadır. Ateşli hastalıklarda metabolizma hızlanmaktadır.

50

51

52 Eric Niederhoffer SIU-SOM
k1 k-1 k2 S E E S P -Km, Vmax 0.5Vmax S: substrate E: enzyme P: product n: velocity Vmax: maximum velocity Km: Michaelis constant Km Eric Niederhoffer SIU-SOM

53 ST EST S ES P EP Enerji Değişimi Enerji İhtiyacı Enerji Düşüşü
有沒有 使用酵素催化的最大差別,在於過渡狀態的能量不同。由上圖可以看出在酵素催化下,到達過渡狀態的能量較低,也就是有酵素存在時,其過渡狀態比較容易形成。為什麼?最直接的原因是因為酵素可以穩定過渡狀態,因此反應物一下子就可跳到過渡狀態,然後很快以轉變成生成物。 那麼,為什麼酵素可以穩定過渡狀態? EP Reaksiyon Yönü T = Transition state

54 E E E + + Steady State Teorisi S P S Enzim Kinetiği
由 Michaelis 與 Menten 的觀察證實了一個想法,就是酵素 [E] 與基質 [S] 一定要先結合在一起成為 [ES],然後才能得到生成物 [P]。因此 [ES] 的生成速度與消失速度一樣,則反應液中的 [ES] 濃度為恆定,此稱為 Steady state theory。我們的確可以在實驗中,觀察到反應溶液中有穩定濃度的 [ES]。由此引發了整個酵素動力學的基本研究。 In steady state, the production and consumption of the transition state proceed at the same rate. So the concentration of transition state keeps a constant.

55 ENZİM REAKSİYONUNUN HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Uygulamada bir enzimin etkinliği, verilen bir zamanda ve belli başlangıç koşullarında, enzimin bilinen miktarının etkisi altında değişime uğrayan substratın miktarı ile ölçülür. Bir enzimin etkinliğinin, özellikle şu faktörlerle değiştiği görülür; 1- SICAKLIK 2- ZAMAN 3- pH 4- ENZİM KONSANTRASYONU 5- SUBSTRAT KONSANTRASYONU 6- DİĞER FAKTÖRLER

56 1-) SICAKLIK: Enzimatik tepkimelerde sıcaklığın artması ile moleküller arası, çarpışmanın artışına bağlı olarak genellikle tepkimenin hızı artmaktadır.Ancak maksimum bir hıza ulaşıldıktan sonra sıcaklığın artışı ile hızda tekrar bir azalma gözlenmektedir. Maksimum hıza ulaşıldığındaki sıcaklığa optimal sıcaklık adı verilmektedir. Enzimler protein yapısında oldukları için bu sıcaklık üzerinde yapıyı oluşturan bağlar parçalanmakta ve molekül denatürasyona uğramaktadır. ES oluşumu bozulduğu için tepkimenin hızı azalmaktadır. Optimum sıcaklık insanlar için 37 o C, bazı mikroorganizmalar için daha yüksek olabilmektedir.

57

58

59 2-) ZAMAN: Enzim reaksiyonun hızı zamanla artar, çünkü reaksiyon ürünleri zamanla denatüre olur, substrat azalır veya tükenebilir. Bunun için enzim ölçümleri genellikle yaklaşık %10 nun kullanıldığı başlangıç zamanına rastlar. Hız Substrat konstrasyonun azaldığı (Zaman) yer

60 3-) pH: enzimlerin aktiviteleri, ortamın hidrojen iyon konsantrasyonuna bağlı olarak değişmektedir. Enzimatik tepkimenin hızının optimal olduğu ve her enzim için değişik olan bir optimum pH değeri bulunmaktadır. Sıcaklık artışıyla enzimatik reaksiyonun hızındaki artış, sıcaklık belli bir değere yükselinceye kadar devam eder; daha yüksek sıcaklıklarda enzim denatüre olarak aktivitesini kaybeder ve reaksiyon hızı azalır

61

62

63 Rate of an enzymatic reaction as a function of temperature and pH
At first, as with most chemical reactions, the rate of an enzymatic reaction doubles with every 10C rise in temperature. In the graph on the left, the rate of reaction is maximum at about 40C; then it decreases until the reaction stops altogether, because the enzyme has become denatured. In the right graph, pepsin, an enzyme found in the stomach, acts best at a pH of about 2, while trypsin, an enzyme found in the small intestine, performs optimally at pH of about 8. The shape enables these proteins to bind with their substrates is not properly maintained at other pHs.

64 Belirli bir pH alanında enzimin etkinliği en fazladır
Belirli bir pH alanında enzimin etkinliği en fazladır. Bu pH’ya o enzimin optimum Ph’sı denir. Örneğin: pH:1-2 de en kuvvetli etki gösteren Pepsin, nötral veya alkali ortamda etkin değildir. 4-) ENZİM KONSANTRASYONU: Enzimatik bir tepkime ortamında fazla miktarda substrat bulunması halinde tepkimenin hızı, enzimin konsantrasyonu ile orantılı olarak artmaktadır. Denge halinde sağa doğru olan hızı (k1), sola doğru olan hızına(k2) eşittir

65

66

67 V1=k1. [E].[S] V2=k2. [E].[P] k1. [E].[S]=k2.[E].[P] V1=V2
Kdenge= k1/k2= [P]/ [S] Denge halinde enzim konsantrasyonun denge sabiti üzerine etkisi yoktur. Tepkime hızını etkileyen enzimler, hız ve denge sabitlerini değiştirmemektedir. Bir tepkimenin denge sabitini, ortamda bulunan enzim etkilememektedir.

68 5-) SUBSTRAT KONSANTRASYONU:
Sabit enzim konsantrasyonunda, enzim reaksiyonunun hızı belirli bir noktaya kadar substrat konsantrasyonu ile artar.Bundan sonra substrat konsantrasyonunun artması ile artık reaksiyon hızı değişmez. Başlangıçta artan [S], enzim molekülleri ile bağlanarak [ES] kompleksi oluşturmaktadır. Maksimum kapasiteye ulaşıldığında enzimde substrat bağlayacak tüm boş yerler dolduğundan, eklenen substrat artık [ES] kompleksi oluşturamayacağı için enzimatik tepkimenin hızı Vmax değişmemektedir.

69

70

71 6-) DİĞER FAKTÖRLER: Bunlar reaksiyon sonunda oluşan ürün, ortamdaki iyonların tabiatı, konsantrasyonları, allosterik etki, ışık ve diğer fiziksel faktörler, hormonlar ve diğer biyokimyasal faktörler olarak söylenebilir.

72 AKTİVATÖRLER VE İNHİBİTÖRLER:
Çoğu enzimlerin maksimum aktivite için spesifik iyonlara ihtiyacı vardır. Heksokinaz gibi bütün fosfat transfer eden enzimlerin Mg+2 iyonlarına ihtiyacı vardır.Diğer metal iyon aktiviteleri de Mn+2 ,Ca+2, Zn+2, Fe+2 ,K+ dir. Bazı enzimlerinde maksimum aktivite için birkaç iyona birden ihtiyaçları vardır.Her durumda aktivatörün optimal konsantrasyonu, substrat konsantrasyonu da optimal olduğu zaman belirlenmelidir.

73 Regulation of Enzyme Activity
Inhibitor Proteolysis or inhibitor proteolysis Feedback regulation Phosophorylation P R R P (+) regulator effector phosphorylation Signal transduction 上圖 整理出五種酵素的調控方式,其中以抑制劑來抑制酵素的方法與機制已在第四節中介紹過,將不再談。 其餘四種除了胜鍵裂解 (6.1) 是不可逆性的修飾方法外,都是可逆性的調節。 而三種可逆性調節方式當中,只有磷酸化 (6.2) 是共價性修飾,其餘兩種為非共價性的結合,都是利用某種分子與酵素結合而修飾之;其中 cAMP 及 calmodulin (6.3) 是都信息傳導的分子,是把指令由細胞外面傳到裡面的中間人;另外的迴饋控制 (6.4) 則是以細胞內的上下游代謝物質來控制酵素活性。這幾種方法,都同時在生物體中努力地進行細胞內外酵素活性的調控,以便讓細胞達到最有效,而且可以控制自如的生理功能。 近年來,酵素的活性調控方面有很大的進展,尤其是信息傳導的方式極複雜,其五花八門更是令人眼花撩亂。本課程只是一個入門,因此儘量簡化各種所要介紹的主題,通常是以一個比較成熟的實例或機制為故事的主角來說明,點出該主題的最重要主軸;至於深入到何種程度,則通常適可而止,其深度與廣度要靠同學自行去努力。最近台大已經有很多相關課程,深入討論信息傳導,有志者應可挑選適當的課程進一步精研。 or Regulatory subunit + cAMP or calmodulin Juang RH (2004) BCbasics (-)

74 İnhibitörler bir enzimin katalitik aktivitesini azaltan maddelerdir
İnhibitörler bir enzimin katalitik aktivitesini azaltan maddelerdir.Bir çok inhibitör tipi ve birkaç inhibisyon sınıfı vardır. İnhibitörler, kelat teşkil ederek bir enzimin aktivitesini ortadan kaldırabilirler. Ör; Ca+2 ve Mg+2 nin etkisini EDTA ortadan kaldırır.Hekzokinazın inhibisyonu da okzalat tarafından gerçekleştirilir. Bunlar etkilerini substratla yarışarak aktif yere bağlanarak gösterebildikleri gibi, enzim aktivitesinde etkili olan allosterik yer gibi bir yerde kompleks oluşturarak ta gösterebilirler.

75 İnhibitörler, başlıca 3 gruba ayrılırlar;
1-)Kompetatif inhibitörler 2-)Kompetatif olmayan inhibitörler(Unkompetative) 3-)Non kompetatif inhibitörler 1-)KOMPETATİF İNHİBİTÖRLER: I aktif yere bağlanmada S ile yarışır. Reversible dır.Artan [S] azaltılabilir. Vmax etkilenmez çünkü reversibledır. Km substrat etkilendiğinden artar.

76 A-) Aynı Bağlanma Yeri S I B-) Sterik Engelleme: I S

77 C-) Aynı bağlanma yerini paylaşma:
S D-) Overlapping:

78 Bağlanma yerini yapısal değiştirme
Baskılama Bağlanma yerini yapısal değiştirme

79 Kompetatif İnhibitörler

80 Competitive Inhibition
Ürün Substrat Competitive Inhibitor Suksinat Glutarat Malonat Oxalat C-OO- C-H C-OO- H-C-H C-OO- H-C-H C-OO- H-C-H C-OO- 競爭性 抑制劑通常都與正常的基質相像,可以與酵素結合,但無法繼續反應,產生生成物;因為都是競爭同一活性區,因此可提高基質來對抗抑制。 Süksinat dehidrogenaz

81 Sulfa Drug Is Competitive Inhibitor
Domagk (1939) Para-aminobenzoic acid (PABA) Bacteria needs PABA for the biosynthesis of folic acid -COOH H2N- Folic acid Tetrahydro- folic acid Precursor -SONH2 H2N- Sulfa drugs has similar structure with PABA, and inhibit bacteria growth. 磺胺藥 就是消炎藥,因為其構造類似細菌生長細胞壁所需之 PABA,會競爭性地抑制利用 PABA 的酵素,因而阻礙細菌的生長,但無法完全殺菌。 Sulfanilamide Sulfa drug (anti-inflammation)

82 Competitive Inhibition
S + E ES E + P I + EI Kic CI Competitive S E Kmapp/Vmax S: substrate E: enzyme CI: competitive inhibitor I: inhibitor P: product n: velocity Vmax: maximum velocity Km: Michaelis constant Kmapp: apparent Michaelis constant Kmapp -1/Kmapp

83 Kompetatif İnhibitörler
PABA Sulfanilamide PABA precursor to folic acid in bacteria O2C-CH2-CH2-CO > O2C-CH=CH-CO2 succinate fumarate Succinate dehydrogenase O2C-CH2-CO2 Malonate

84

85 2) Kompetatif Olmayan İnhibitörler (Unkompetatif)
Serbest enzime bağlanma yoktur Ortama fazla S ilave edilince inhibisyon artacaktır Çünkü daha fazla ES oluşacak ve buda I ile ESI oluşacaktır. Burada Vmax azalır, Km düşer.

86

87 Unkompetatif İnhibitörler

88

89 Uncompetitive Inhibition
Kiu S + E ES E + P ESI I + Uncompetitive (catalytic) UCI S E 1/Vmaxapp 0.5Vmax Kmapp/Vmaxapp S: substrate E: enzyme UCI: uncompetitive inhibitor I: inhibitor P: product n: velocity Vmax: maximum velocity Km: Michaelis constant Kmapp: apparent Michaelis constant Vmaxapp: apparent maximum velocity Kmapp -1/Kmapp

90 3) Yarışmasız İnhibisyon (Nonkompetatif):
Allosterik veya regülatör yere bağlanır. S ilavesi ile reverzibl olmaz. Çünkü enzim üzerinde farklı yere bağlanır. I ile S arasında fark yoktur. Km etkilenmez. Ortamdaki E ve ES azalacağı için Vm azalır. E + S ES E + P I I Vm: Değişken Km: Sabit EI + S ESI

91

92 Irreversible Inhibitörler
Diisopropyl fluorophosphate (nerve gas) malathion Organofosfatlar Inhibit serin hidrolaz Asetilkolinesteraz inhibitörleri parathion

93 Non-competitive Inhibitor

94

95 Noncompetitive Inhibition
NCI + Kic Kiu S + E ES E + P I EI ESI S E Noncompetitive (mixed-type) NCI S E 1/Vmaxapp Km/Vmaxapp 0.5Vmax S: substrate E: enzyme NCI: noncompetitive inhibitor I: inhibitor P: product n: velocity Vmax: maximum velocity Km: Michaelis constant Vmaxapp: apparent maximum velocity

96 KOMPETATİF İNHİBİTÖRLER

97 c) UNKOMPETATİF İNHİBİTÖRLER
NONKOMPETATİF İNHİBİTÖRLER

98 Enzyme Inhibition (Mechanism)
Competitive Non-competitive Uncompetitive E Substrate E X Cartoon Guide Compete for active site Inhibitor Different site E + S → ES → E + P + I EI E + S → ES → E + P I I ↓ ↓ EI + S →EIS E + S → ES → E + P + I EIS Equation and Description 酵素 的抑制劑有不同的抑制機制,通常依照抑制劑對酵素的結合方式,可分成兩大類。其一為競爭同一活性區 (competitive),可以用提高基質濃度的方法來競爭;另一則是結合在活性區之外的地方,又可分成 non-competitive 及 uncompetitive 兩種。後面兩種抑制方式大致相同,因此有些課本也就不再細分,其差別在於基質的結合,會不會影響抑制劑的結合。雖然這幾種抑制方式,都是可逆反應,但只有 competitive 可以用提高基質的方式來對抗抑制。 [I] binds to free [E] only, and competes with [S]; increasing [S] overcomes Inhibition by [I]. [I] binds to free [E] or [ES] complex; Increasing [S] can not overcome [I] inhibition. [I] binds to [ES] complex only, increasing [S] favors the inhibition by [I]. Juang RH (2004) BCbasics

99 Enzyme Inhibition (Plots)
Competitive Non-competitive Uncompetitive Vmax Vmax Km [S], mM Vmax [S], mM vo vo Direct Plots Double Reciprocal Vmax’ I Km’ Vmax’ I I Km Km Km’ [S], mM = Km’ Vmax unchanged Km increased Vmax decreased Km unchanged Both Vmax & Km decreased 1/[S] 1/Km 1/vo 1/ Vmax I 1/vo 1/ Vmax 1/[S] 1/Km 1/[S] 1/Km 1/ Vmax 1/vo I Intersect at X axis I Two parallel lines 這些 抑制機制都可以用酵素動力學來描述,使用雙倒數作圖更可明顯地指出是屬於何種抑制方式。不過,以上三種作圖都是屬於最典型者,很多時候實驗所得到的作圖結果,可能會有混合型態出現,則是較為複雜的抑制機制,或者有其他的干擾因子在內。 Intersect at Y axis Juang RH (2004) BCbasics

100 Substrat Konsantrasyonunun Artışı
2 1 3 4 5 6 7 8 S + E P Ürün 80 60 40 20 其實 動力學實驗很簡單,分別在各試管內加入不同量的基質,並以相同的酵素量進行催化反應,在固定時間內測定其所生成的產物。由結果可以發現,隨著基質濃度上升,反應也越快速,但基質濃度太高時,酵素的活性 (生成物濃度) 便無法再上升了。 其結果直接作圖如上曲線,此一曲線是雙曲線的一股,並可以用數學式描述之。 Substrat(mm)

101 E S E + S E + P E + S ES E + P k1 k-1 k2 k-2

102 E S + E + S ES k1 Rate = k1 [E] [S]

103 E S + P E S + k2 ES E + P k-1 ES E + S Rate = (k2 [ES]) + (k-1[ES])
Rate = [ES](k2 + k-1)

104 Km = [S] . ½ Vmax

105 3. ES= [E] ES= k12.E.S Substrat sonsuz ise
1 k k E + S ES E + P k21 k12: ES’nin oluşması k 23: Es’nin yıkılması k k23 1. E + S ES E + P 2. V= k23 [ES] 3. ES= [E] ES= k12.E.S Substrat sonsuz ise 4. Vm= k23 [Et] Enzim substrata doyduğu Vm

106 6. ES oluşması ES. k12 = dES/dt 7. ES(k21 + k23)= dES/dt Es’nin yıkımı
5. V/Vm = ES/Et 6. ES oluşması ES. k12 = dES/dt 7. ES(k21 + k23)= dES/dt Es’nin yıkımı 8. dES/dt= E.S. k12 - ES(k21 + k23) Birikme Es oluşma hızı ile Es yıkılma hızı aynı ise Es oranı sabittir,değişmez. 9. E.S. k12 = ES(k21 + k23) 10. E.S/ES= (k21 + k23)/ k12 =Km=Keq Km= k21 + k23/ k Michealis/Menten Sabiti 11. Et= ES + E E= Et – ES

107 Michaelis-Menten Vmax Vo = Vmax [S] Km Vmax Km + [S] Km kcat Kcat
E + S ES E + P k1 k-1 kcat Vmax Km kcat kcat/Km Vo = Vmax [S] Km + [S] Vmax Km Kcat Kcat/Km

108 V= Vm – Km.V/S Eadie Hofstee Bağıntısı
12. [Et - ES]. S/ES= Km 13. V= Vm.[S] / [Km] + [S] 14. 1/V=1/Vm + 1/S . Km/V Lineweaver Burk Denklemi 15. Vm= V.Km/S + V V= Vm – Km.V/S Eadie Hofstee Bağıntısı V/[S]= -V/Km + V/Km

109 Lineweaver-Burk Eğrisi

110

111 İki substratlı enzimatik tepkimelerde E-S ilişkisi: İki S’nin E’ye bağlanabildiği enzimatik tepkimeler için, iki model öne sürülmüştür; S1 ve S2 substrat, P1 ve P2 ise ürünleri göstermektedir. E S1+S P1+P2 1-) Tek substrat tek ürün(uni-uni) reaksiyonunun gösterilişi: S Ü E ES (ES EÜ) E

112 (DÜZENSİZ BİNARY KOMPLEKS)
2-)İki substrat iki product (ürün) düzensiz (Bi-Bi) reaksiyonunun gösterilişi: S1 S2 Ü1 Ü2 ES1 EÜ1 E ES2 EÜ2 Ü1 Ü2 S2 S1 (DÜZENSİZ BİNARY KOMPLEKS)

113 3-) İki substrat iki product (ürün) düzenli (Bi-Bi) reaksiyonunun gösterilişi:
S S Ü Ü2 E ES (ES1S2 EÜ1EÜ2) EÜ2 E (DÜZENLİ BİNARY)

114 4-) Ternary (üçlü) kompleks:
a-) Gelişi güzel (Randomly (EAB,EPQ)): A A Q P EQ EA E EAB EPQ E EB B B EP Q P b-) Düzenli (Ordered) (EA,EB,EP,EQ): Q P E + A EA + B EAB EPQ EQ E

115 5-) Bi-Bi, Ping-Pong Mekanizması : A P B Q
E EA FP F FB EQ E Ping-Pong Reaksiyonu E (EA)(FP) (F) (FB)(EQ) E A B P Q

116 E

117


"ENZİMLER." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları