curs 1 enzime
TRANSCRIPT
-
06/04/2013
1
ENZIME
Definiie dpdv funcional si structural
Proprietile generale ale catalizatorilor
Proprietile specifice enzimelor
Caracterizare structural
Centrul activ
Specificitatea pentru substrat
Specificitatea de reacie
Clasificare
Nomenclatur
Factorii care influeneaz viteza reaciilor enzimaticeConcentraia enzimei
Concentraia substratului
pH-ul
Temperatura
Prezena activatorilor & inhibitorilor
Enzime - Definiie
Dpdv funcional
= catalizatori ai reaciilor care au loc n organismele vii = biocatalizatori.
Dpdv structural
= apoenzim + cofactor enzimatic = holoenzim
protein ion anorganic saumicromolecul organic
-
06/04/2013
2
Catalizatori Proprieti generale
Reduc energia de activare (Ea) i consecutiv
mresc numrul ciocnirilor eficace dintre reactani
=> mresc viteza de reacie
Ea = 18 Kcal/mol n absena catalizatorului
Ea = 11,7 Kcal/mol n prezena platinei
Ea = 5,5Kcal/mol n prezena catalazei
H2O2 + H2O2 H2O + O2
Efectul catalizatorului asupra reactiei exoterme X + Y Z n prezena catalizatorului se parcurge o cale diferit, care corespunde la o energie de activare (Ea) mai mic
Rezultatul final si variatia energiei libere (G) sunt aceleasi.
Ex.
Catalizatori Proprieti generale
n cazul reaciilor reversibile mresc, n aceai msur, viteza
reaciilor de sens contrar, deci crete viteza de atingere a
echilibrului fra a se modifica poziia lui.
A B
10010
10==
8
6
2
1
k
kK 100
10
10==
4
2
2
1
k
kK
n absena catalizatorului n prezena catalizatorului
n prezena catalizatorului echilibrul se atinge de 104 ori mai repede.
k1
k2
-
06/04/2013
3
Particip direct la reacie
La sfritul reaciei se regsesc n forma icantitatea iniial
Sunt necesari n cantitate mic
Catalizatori Proprieti generale
Enzime Proprieti specifice
Capacitate catalitic superioar catalizatorilor clasici
H2O2 + H2O2 H2O + O2
Ea = 5,5Kcal/mol n prezena catalazeiEa = 11,7 Kcal/mol n prezena PtEa = 18 Kcal/mol n absena catalizatorului.
Mresc viteza reaciilor > 106 ori.
CO2 + H2O H2CO3
Viteza reactiei catalizate de anhidraza carbonica creste de 107 ori,
Fiecare molecul de enzim sintetizeaz 105 molecule de H2CO3 per secund
-
06/04/2013
4
Catalizeaz un anume tip de reacie
=> prezint specificitate de reacie
Acioneaz asupra unui anume compus chimic (substrat), => prezintspecificitate pentru substrat
Sunt specifice att n raport cu reactantul ct i cu produsul de reacie =>nu se formeaz produi secundari
Acioneaz n condiii blnde (t
-
06/04/2013
5
Activitatea lor este reglabil, poate fi mrit sau micoratprin aciunea unor substane diferite de substratele lor, numite activatori, respectiv inhibitori
Pot cataliza transformarea unui tip de energie n alt tip
de energie
Ex.
Transformarea energiei chimice (nmagazinat sub form de ATP) n
energie mecanic (contracia muscular)
Enzime Proprieti specifice
Enzime Caracterizare structural
Caracterizarea apoenzimei
Are o structur tridimensional (conformaie nativa) globular la nivelul creia se disting
aminoacizii de contact, care alctuiesc centrul activ
Regiunea din apoenzim responsabil de legarea i transformarea substratului se numete centru activ
Unele enzime au pe lng centrul activ i unul sau mai muli centrii allosterici care dei nu intervin direct n cataliz pot influena activitatea catalitic a enzimei (vezi enzimeallosterice)
Caracterizarea cofactorului enzimatic
Din punct de vedere structural poate fi anorganic (ion metalic) sau organic
Cofactorul organic este denumit coenzim sau grupare prostetic, n funcie de tipullegturii cu apoenzima
Coenzim legtura cu apoenzima = slab i tranzitorie
Grupare prostetic legtura apoenzima = puternic i permanent
-
06/04/2013
6
Enzime - Centrul activ
DefinitieCentrul activ = o zon din structura spaial a apoenzimei care este responsabil de legarea itransformarea substratului.
Caracterizare
- reprezint o parte relativ mic din volumul total al apoenzimei (< 10 Aa)
- este o entitate tridimensional (format din Aa situai n diferite zone ale secvenei apoenzimei)Ex. Lizozim = 129 Aa
centrul activ = Aa din poziiile 35,52,62,63 i 101
=> c prin distrugerea structurii spaiale a apoenzimei (denaturare) enzima se inactiveaz.- uneori poate fi alcatuit din radicali ai Aa care aparin mai multor lanuri polipeptidice adiacente.
- majoritatea radicalilor aminoacizilor sunt nepolari. Ei formeaz un buzunar hidrofob, cu o constant dielectric mic, care faciliteaz interaciunile de tip electrostatic ntre puinele grupriionice ale centrului activ i substrat.
- este alctuit din centrul de legare (Aa implicai n legarea substratului) i centrul catalitic (Aapolari implicai n transformarea substratului)
- poate avea o conformaie rigid, complementar conformaiei S (modelul Fischer lock & key), sau flexibil, care se adapteaz conformaiei S (modelul Koshland induced-fit)
Formarea complexului ES
Modelul Fischer cheie-broasc
Centrul activ are o conformaie rigid, complementar conformaiei S
-
06/04/2013
7
Formarea complexului ES
Modelul Koshland potrivire indus
Centru activ are o conformatie flexibil, care se adapteaz conformaiei S