ЕНЗИМИ Што е битно да изучиме во оваа лекција? Што се ензими и како се опишуваат нивните функции

Што се ензимите? Ензими Зошто се битни? Некои примери за ензими?

Ензимите се Глобуларни ПРОТЕИНИ што ги катализираат (забрзуваат) Хемиските реакции во живите организми Својства

Ензими Глобуларни ПРОТЕИНИ што ги катализираат (забрзуваат) Хемиските реакции во живите организми Специфични супстанци (што значи тоа?) Својства

Ензими Глобуларни ПРОТЕИНИ што ги катализираат (забрзуваат) Хемиските реакции во живите организми Специфични супстанци својства Ги забрзуваат хемиските реакции

Ензими Глобуларни ПРОТЕИНИ што ги катализираат (забрзуваат) Хемиските реакции во живите организми Специфични супстанци својства Ги забрзуваат хемиските реакции Остануваат непроменети на крајот од реакциите

Ензими Глобуларни ПРОТЕИНИ што ги катализираат (забрзуваат) Хемиските реакции во живите организми специфични својства Ја зголемуваат брзината на хемиските реакции Не се менуваат на крајот од реакцијата Зошто ни требаат

Ензими Глобуларни ПРОТЕИНИ што ги катализираат (забрзуваат) Хемиските реакции во живите организми специфични својства Ја зголемуваат брзината на хемиските реакции Не се менуваат на крајот од реакцијата Некои реакции се многу спори без ензими Зошто се потребни ензимите а не смееме да ја зголемиме температурата (смрт на клетките)

ЕНЗИМИТЕ СЕ ПРОТЕИНИ Ензимите може да реагираат само со точно определени Супстанции што се наречени СУПСТРАТИ. Ензимите имаат еден АКТИВЕН ДЕЛ кој е во суштина простор со точно определена форма (брава) во кој може да се врзе СУПСТРАТОТ (клуч) Ензимите и супстратите реагираат по принципот На КЛУЧ И БРАВА За било која БРАВА постои САМО ЕДЕН КЛУЧ!!! Тоа е својство што се нарекува СПЕЦИФИЧНОСТ (ензимите се специфични супстанци само за ЕДЕН точноопределен супстрат) .

МЕХАНИЗАМ НА КЛУЧ И БРАВА КАЈ ЕНЗИМИТЕ И СУПСТРАТИТЕ

Ензимот се поврзува со супстратот преку својот aктивен дел Ензимите се протеини Ензимот се поврзува со супстратот преку својот aктивен дел

Активен центар на ензимите Дел од аминокиселините во состав на ензимите што може да интерираат со метални јони или други супстанци,

Активен дел на ензимот

Како функционираат ензимите?

Пример

Пример Сахароза+ H2O гликоза + фруктоза

Пример супстрат сахароза + H2O гликоза + фруктоза продукти

За да се случи реакција помеѓу сахароза и вода нивните молекули мора да се судрат и судирите да имаат доволна енергија при тој судир, со цел да се разрушат врските во молекулата на сахарозата

За да се случи реакција помеѓу сахароза и вода нивните молекули мора да се судрат и судирите да имаат доволна енергија при тој судир, со цел да се разрушат врските во молекулата на сахарозата ОВАА ЕНЕРГИЈА што е неопходна За да реакцијата се одвива Се нарекува АКТИВАЦИОНА ЕНЕРГИЈА

сахароза+ H2O гликоза+ фруктоза + + супстрати продукти

Енергија Реакциона координата (тек на реакцијата)

Реакциона координата (тек на реакцијата) Енергија супстрати Реакциона координата (тек на реакцијата)

Реакциона координата (тек на реакцијата) Енергија супстрати продукти Реакциона координата (тек на реакцијата)

Интермедијарно соединение со висока енергија (активиран комплекс) Енергија супстрати продукти Реакциона координата (тек на реакцијата)

Интермедијарно соединение со висока енергија (активиран комплекс) Активациона енергија Енергија супстрати продукти Реакциона координата (тек на реакцијата)

АКТИВАЦИОНА ЕНЕРГИЈА е минималното количество на енергија што треба да го имаат реактантите со цел да може реакцијата да отпочне и притоа да се формира активиран комплекс

Activation energy Enzymes reduce the height of the energy barrier High energy intermediate Activation energy Enzymes reduce the height of the energy barrier Energy Substrates Products Реакциона координата (тек на реакцијата)

Да запамтиме: Ензимите ја намалуваат енергијата на активација

супстрат

Метаболитски патишта Синтезата на голем број на биомолекули често се одвива преку голем број на ензимски катализирани чекори. Збирот од сите чекори при кои се синтетизира некоја биомолекула се нарекува метаболитски пат. АНАБОЛИЗАМ-кога од помали молекули се синтетизираат поголеми КАТАБОЛИЗАМ-кога големи молекули се разложуваат на помали

Во 1902 Victor Henri претпоставил дека ензиматските реакции се одвиваат во две фази. Најпрво, супстратот реверзибилно се поврзува за ензимот, формирајќи еден т.н. Ензимско супстратен комплекс. Овој комплекс се нарекува и Michaelis комплекс. Ензимот потоа го катализира хемискиот чекор во реакцијата при што се добива продуктот на хемиската реакција.

Крива на една ензиматска реакција на која е прикажано како брзината на ензиматската реакција зависи од концентрацијата на супстратот.

-Брзината на ензиматските еакции зависи од условите во растворот, како на пример концентрацијата на супстратот, рН на растворот, температурата исл. -Високи температури, раствори во кои има висока концентрација на соли, и екстремно високо или ниско рН доведуваат до денатурација на ензимите.

Што влијае на активноста на ензимите? Три фактори: 1. условите во околината на ензимот 2. кофактори и коензими 3. супстанци наречени ИНХИБИТОРИ

1. Услови во околината на ензимот 1. Високи Температури се најопасни за активноста на ензимите - високи Температури може да го денатурираат ензимот. 2. pH (најдобро е да биде 6 - 8 pH т.е. Околу неутрално) 3. Јонска концентрација (пожелно е ниска концентрација на јони)

2. Кофактори и коензими Се (главно) неоргански супстамци (цинк, железо) и витамини што се неопходни за правилна функција на ензимите. Пример: Железото мора да биде присутно во квартерната структура на- хемоглобинот со цел да може да го поврзе кислородот.

3. Инхибитори-два примери за ензимски инхибитори a. Компетитивни инхибитори: се супстаници што наликуваат на нормалните супстрати на ензимите и се натрпеваруваат со нив за активниот дел на ензимот ензим супстрат Компетитиевен ИНХИБИТОР

Некомпетитивен инхибитор 3. Инхибитори b. Некомпетитивни инхибитори: се Инхибитори што не влегуваат во активниот дел на ензимот, но се поврзуваат со друг дел во структурата на ензимот cпредизвикувајќи на тој начин промена во формата на ензимот, што пак влијае врз промената на активноста на ензимот ензим Некомпетитивен инхибитор супстрат ПРОМЕНА НА АКТИВНИОТ ДЕЛ

Ефекти од некомпетитивните инхибитори Некомпетитивните инхибитори: се супстанци што иреверзибилно се поврзуваат на некој дел од ензимот, но не на активниот дел од ензимот. Примери Цијанидите може да се поврзат со железото во ензимот цитохром оксидаза Јоните на тешките метали, Ag или Hg, може да се поврзат со–SH групите од амино киселините цистеин или метионин. Овие јони може да бидат отстранети со употреба на комплексирачки реагенси –EDTA на пример.

Реверзибилни инхибитори (Competitive Inhibition) Реверзибилниот инхибитор може да оди „внатре и надвор„, овозможувајчќи ензимот да си ја поврати активноста, кога овој инхибирот ќе го напушти активниот центар на ензимот Компетитивниот инхибитор има структура како и супстратот - се натпреварува со супстратот за активниот сајт на ензимот - ефектот на овие инхибитори може да се сузбие со зголемување на концентрацијата на супстратот

Примери за компетитивна инхибиција МАЛОНАТОТ е компетитивен инхибитор на ензимот succinate dehydrogenase - има слична структура како и succinate - инхибицијата може да се сузбие ако се зголеми концвентрацијата на succinate

Некомпетитивна инхибиција НЕКОМПЕТИТИВНИТЕ ИНХИБИТОРИ имаат структура што е различна од таа на супстратот - овие инхибитори се сврзуваат за т.н. Алостеричен центар а не за активниот центар - поврзувајќи се за некој дел од ензимот, тој ја нарушува структурата на активниот центар и на тој начин супстратот не може да влезе и да реагира во активниот центар Ефектот може да се сузбие ако се зголеми концентрацијата на супстратот

Иреверзибилни инхибитори Иреверзибилните инхибитори ја УНИШТУВААТ АКТИВНОСТА на ензимите, така што се врзуваат со страничниот ланец од активниот центар

ЛЕКОВИ КАКО ИНХИБИТОРИ НА ЕНЗИМИТЕ Даден лек може да ја имитира„ дадена супстанца (супстрат) и може да го блокира ензимот.

ЕНЗИМИ ШТО СЕ УПОТРЕБУВААТ ВО Enzyme Inhibitors ЕНЗИМИ ШТО СЕ УПОТРЕБУВААТ ВО ДИЈАГНОСТИЧКИ ЦЕЛИ КОНЦЕНТРАЦИЈАТА НА ДИЈАГНОСТИЧКИ ЕНЗИМИ ГО ОПРЕДЕЛУВА ОШТЕТУВАЊЕТО НА ДАДЕНО ТКИВО ЕНЗИМИ ВО СЕРУМ ШТО СЕ КОРИСТАТ ЗА ДИЈАГНОЗА НА ОШТЕТЕНО ТКИВО

Конвенција на именување на ензимите Според International Union of Biochemistry and Molecular Biology, за именувањето на ензимите се користат т.н. EC броеви; имено, секој ензим се опишува со секвенца од 4тири броеви, пред која стои кратенката "EC". Првиот број секогаш го класифицира ензимот според неговиот механизам.

Еве како изгледа таа класификација: EC 1 оксидоредуктази: ги катализираат процесите на оксидација и редукција. EC 2 трансферази: може да трансферираат функционални групи од една на друга молекула (пример, метил група или фосфатна група). EC 3 Хидролази: го катализираат процесот на хидролиза (разложување) на различни хемиски врски. EC 4 Лиази: можат да кинат разни хемиски врски преку реакции на хидролиза или оксидација. EC 5 Изомерази: ги катализираат процесите на изомеризација во рамките на една молекула (цис-транс, на пример). EC 6 Лигази: катализираат процеси при кои доаѓа до поврзување на две различни молекули со ковалентна врска.

Познати ензими Ензим Субстрат Продукт (и) Амилаза скроб малтоза Каталаза Водороден пероксид Кислород и вода Пепсин протеини Амино киселини Фосфорилаза Глукоза-1-фосфат липаза масти Масни киселини

Недостаток од ензими Денес е познато дека голем број на метаболитски болести се предизвикани од недостаток или од неправилно функционирање на ензимите. -Албинизмот, на пример, е болест предизвикана од недостаток на ензимот тирозиназа-тоа е ензим што е неопходен за произведување на клеточни пигменти. -Наследниот недостаток од ензимот phenylalanine hydroxylase доведува до болест наречена phenylketonuria (PKU) која доведува до ментална ретардација кај децата.

Пример за phenylketonuria Пример за албинизам