Enzimātiskā kinētika:Enzimātiskā kinētika:- enzimātiskās katalīzes - enzimātiskās katalīzes

termodinamika termodinamika

- inhibēšana- inhibēšana

Enzīmi jeb fermenti ir bioķīmisko reakciju katalizatori, kuru iedarbībā tiek pazemināta katalizējamās reakcijas aktivācijas enerģija

G ΔGakt

ΔG

-10 kJ/mol 55 x

-20 kJ/mol 3000 x

-40 kJ/mol 107 x

Enzīmi pazemina katalizējamās reakcijas aktivācijas enerģiju, jo tie:• aktīvajā centrā stabilizē reakcijas pārejas stāvokli

• optimāli telpiski savstarpēji orientē reaģējošās grupas• veic katalīzi (skābju, bāzu, kovalento, vai elektrostatisko)

Enzīmi katalizē kā tiešo, tā apgriezto reakciju, bet nemaina Keq!Holdeina vienādojums parāda sakarību starp līdzsvara konstanti un kinētiskajiem parametriem:

(Vfmax . KmP) / (Vrmax . KmS) = Keq

Enzīmu inhibēšana

• Neatgriezeniskā inhibēšana – katalītiskās indes (alkilējošie aģenti, smagie metāli, medicīniskie preparāti)

• Atgriezeniskā inhibēšana – inhibitori, kas ar enzīmiem veido dinamiskus kompleksus, kuriem, salīdzinot ar brīvu enzīmu, ir izmainītas katalītiskās īpašības.

Apgriezeniskās inhibēšanas vispārīgā shēma(Bots and Morales, 1953)

Jauktā inhibēšana – inhibitors var saistīties kā pie brīva enzīma, tā pie enzīma-substrāta kompleksa

Mihaelisa konstante: Km = (k-1 + k2)/ k1

Ja k2 << k-1, tad Km ir ES kompleksa disociācijas konstante, un raksturo substrāta spēju saistīties enzīma aktīvajā centrā

V = k2[ES]

Vmax = k2[Eo]

Dala labajā pusē skaitītāju un saucēju ar [ES] un saucējā iegūtos saskaitāmos pārveido

Reizina ar Vmax un [S]; iznes Km un [S] ārpus iekavām

Konkurentā inhibēšana

Neveidojas komplekss EIS

Inhibēšana izteiktāka pie zemām substrāta koncentrācijām

Ki jēga konkurentajā inhibēšanā: parāda pie kāda [ I ] Km dubultojas

- Produkts kā konkurentais inhibitors

- Konkurence starp diviem substrātiem: viens substrāts attiecībā pret otru darbojas kā konkurentais inhibitors

Konkurentās inhibēšanas piemēri:

Bezkonkurentā inhibēšana

Neveidojas komplekss EI

Inhibēšana izteiktāka pie augstām substrāta koncentrācijām (kad [ES] ir augstā koncentrācijā) Bezkonkurentā inhibēšana ir

konkurentās inhibēšanas tiešs pretstats

Izplatīts bezkonkurentās inhibēšanas veids: substrāta inhibēšana

Substrāta inhibēšanu novēro ap 20 % enzīmu pie augstām substrāta koncentrācijām: substrāta molekulas saistīšanās pie jau aizņemta aktīvā centra

Nekonkurentā inhibēšana

Jauktās inhibēšanas gadījums, kad inhibitora piesaistīšanās nav atkarīga no substrāta piesaistīšanās:

Ki = Ki’

Ki jēga nekonkurentajā inhibēšanā – norāda uz inhibitora koncentrāciju, pie kuras Vmax samazinās uz pusi

pH ietekme

pH var ietekmēt reakcijas maksimālo ātrumu, substrāta-enzīma kompleksa veidošanos un enzīma molekulas stabilitāti

Pēc Km pH atkarības var spriest par tām grupām, kuras veido enzīme-substrāta kompleksu;

Pēc Vmax pH atkarības – par tām grupām, kuras piedalās katalīzē

Ja Km un Vmax vienādi atkarīgi no pH, tad saistīšanos aktīvajā centrā un katalīzi nodrošina vienas un tās pašas jonizējamās grupas

Diksona grafiki Ki atrašanai

Konkurentā inhibēšana:

Nekonkurentā inhibēšana:

Bezkonkurentā inhibēšana:

1/v

1/v

1/v

[I]

[I]

[I]

S

Ki

Ki