Transcript 6. Enzimi

Slide 1

Enzimi


Slide 2

Enzimi su proteini koji deluju kao
katalizatori (ubrzavaju hemijske
reakcije)


Slide 3

• enzimi su specificni za razlicite supstrate
(selektivna priroda vezujuceg mesta na
enzimu)


Slide 4

• kataliticko (aktivno)
mesto je deo
molekula enzima gde
se odvija reakcija


Slide 5

• enzimi ubrzavaju
hemijske reakcije
smanjenjem kolicine
energije potrebne za
dostizanje visokoenergetskog
intermedijernog
stanja reakcije
(kompleks prelaznog
stanja) – smanjena
energije aktivacije


Slide 6

• U katalizi ucestvuju funkcionalne grupe
aktivnog mesta koje poticu od koenzima,
metalnih jona ili aminokiselinskih ostataka


Slide 7

• mehanizmi enzimske katalize ukljucuju
– acido-baznu katalizu
– formiranje kovalentih intermedijera
– stabilizaciju prelaznog stanja


Slide 8

• dejstvo mnogih lekova i toksina je u inhibiciji
enzima


Slide 9

• kontrola brzine reakcija je moguca jer se
enzimi mogu regulisati razlicitim
mehanizmima


Slide 10

• enzimi obezbedjuju
– brzinu
– specificnost i
– regulatornu kontrolu hemijskih reakcija u
organizmu


Slide 11

• enzimima katalisane reakcije imaju 3 koraka
– vezivanje supstrata E + S ↔ ES
– konverzija vezanog supstrata u vezani
produkt ES ↔ EP
– oslobadjanje produkta EP ↔ P


Slide 12

• korak 1.
– enzimi vezuju supstrate reakcije koju
katalisu i dovode ih u najpovoljniji polozaj
za efikasnu reakciju
• korak 2.
– enzim ucestvuje u formiranju i raskidanju
veza neophodnih za nastanak produkta
• korak 3.
– produkt se oslobadja a enzim vraca u svoje
originalno stanje


Slide 13


Slide 14


Slide 15

• specificnost enzima
– katalisu uglavnom odredjeni tip reakcije
– medju mnogim jedinjenjima “biraju”
odredjeni supstrat
– od tog suptrata nastaje samo jedan produkt


Slide 16

Jos po nesto…
• enzimi katalisu samo
moguce reakcije
cineci ih samo brzim
• ubrzanje enzimima
katalisanih reakcija
je 106 do 1014
(mnogo vece od
efikasnosti
neorganskih
katalizatora)


Slide 17

• specificnost i brzina reakcija katalisanih
enzimima je rezultat
– jedinstvene sekvence aminokiselina koja
omogucava formiranje trodimenzionalne
strukture enzimskog molekula


Slide 18

Aktivno mesto
• deo enzimskog molekula (udubljenje, zljeb)
gde se vezuje supstrat i tako formira enzimsupstrat kompleks
• mesto vezivanja supstrata odredjuje
specificnost prema supstratu


Slide 19

Dva modela formiranja enzimsupstrat kompleksa
• aminokiselinski ostaci formiraju
komplementarnu trodimenzionalnu strukturu
koja “prepoznaje” supstrat (model “kljuca i
brave”)
• vodonicne veze, hidrofobne i elektrostaticke
interakcije povezuju supstrat i enzim i vode
daljim konformacionim promenama (model
indukovanog podesavanja)


Slide 20

• u aktivnom mestu kofaktori i/ili funkcionalne
grupe polipeptidnog lanca ucestvuju u
prevodjenju supstrata u produkt


Slide 21

• vezivanje supstrata
indukuje
konformacione
promene enzima koje
omogucavaju nove
interakcije molekula
supstrata sa
funkcionalnim
grupama enzima


Slide 22

model “kljuc-brava”
komplementarnost izmedju supstrata i
aktivnog mesta
model indukovanog prilagodjavanja
promena konformacije enzima i supstrata


Slide 23

Hemijska priroda enzima
• proteini
• proteini + kofaktor
• kofaktor
• metalni joni
• prosteticna grupa (najcesce trajno
vezana za enzim)
• koenzim (povezan sa enzimom samo
tokom katalize)
• apoenzim (proteinski deo enzima) +
koenzim = holoenzim


Slide 24

Mnogi mikroelementi su kofaktori enzima
• omogucavaju vezivanje supstrata ili koenzima
za enzim (deluju kao elektrofili i tako
stabilizuju anjonsku formu ili vezuju anjonske
supstrate)
• donori su elektrona u oksido-redukcionim
reakcijama


Slide 25


Slide 26

Koenzimi
• neproteinski organski molekuli koji
obezbedjuju funkcionalne grupe za enzimsku
katalizu
• kod coveka se cesto sintetisu od vitamina


Slide 27

Dve osnovne klase koenzima
• koenzimi koji
– ucestvuju u reakcijama prenosa grupa
• cvrsto se vezuju za supstrat (aktivirajuci
ga za prenos neke grupe, dodatak vode i
dr.).
• drugim delom se cvrsto vezuju za enzim
(ako ostaju trajno vezani zovu se
prosteticna grupa)
• biotin, tiamin pirofosfat, koenzim A


Slide 28

– u oksido-redukcionim reakcijama
• sadrze specificne funkcionalne grupe za
prenos elektrona (u formi hidridnog jona,
atoma vodonika ili kiseonika)
• ne vezuju se kovalentno za supstrat i
posebnim delom se vezuju za enzim
• nikotinamid adenin dinukleotid (NAD+),
flavin adenin dinukleotid (FAD)


Slide 29

Koenzimske forme vitamina


Slide 30

• kofaktori imaju, kod nekih enzima i
nekataliticku, strukturnu, ulogu povezujuci
udaljene delove polipeptidnog lanca u formu
tercijalne strukture


Slide 31

Optimalni uslovi za enzimsku
reakciju – temperatura i pH


Slide 32

Klasifikacija enzima
(Enzyme Commision – E.C.)
• 6 klasa enzima
– oksidoreduktaze
– transferaze
– hidrolaze
– liaze
– izomeraze
– ligaze

• podela u okviru
svake klase
• E.C. 1.1.1.1.
(alkohol
dehidrogenaza)