Samenvatting Enzymkinetiek - BMO2 – P4
1 Enzymen
Enzym biologische moleculen, meestal eiwitten, die biologische reacties in cellen
of weefsels katalyseren zonder zelf gebruikt te worden.
Bevatten een Induced fit
Binden tijdelijk aan het substraat > verlaagt activeringsenergie die nodig is
voor vorming product.
Concentratie substraat [S] mol/l hoe hoger de concentratie, hoe sneller
enzymmoleculen in contact komen met het substraat en een binding aangaan.
Temperatuur hoe hoger de temperatuur, hoe meer de moleculen gaan bewegen
waardoor botsingen tussen enzym en substraat toeneemt.
o Te lage temp: enzym wordt inactief
o Te hoge temp: enzym denatureert.
Competitieve remmers Remmer die binden aan actieve plaats van het enzym, waar
normaal het substraat zou binden. Concurreren direct met het substraat voor binding aan
actieve plaats.
Niet-competitieve remmers Remmer die binden aan een andere plaats op het enzym,
niet aan actieve plaats. Deze remmer vervormd het enzym of de actieve plaats, waardoor
het substraat minder effectief kan binden, onafhankelijk van de substraatconcentratie.
pH structuur van eiwit wordt beïnvloed door de pH, wanneer structuur
veranderd zal enzymactiviteit afnemen.
Primaire structuur Unieke lineaire volgorde van AZ
Eiwit van 60 AZ heeft 2060 mogelijkheden.
Meer mogelijkheden dan atomen in heelal
Bepaald 3D structuur van eiwit.
Secundaire structuur Mix van -helix coil en -pleated sheet door H-bruggen tussen
herhalende eenheden van polypeptide backbone. Niet repeterende secties vormen
Random Coils.
-helix coil Spiraal die een H-brug tussen carboxyl- en amino-groep bevat.
Elke draai 3,6 aminuzuren.
-pleated sheet Plaatvormig die parallel en antiparallel kunnen zijn. H-brug
Intrachain of Interchain.
Tertiaire structuur De 3D organisatie van de polypeptide keten. Bepaalt de functie en
reactiviteit van het eiwit.
Bevat Covalente bindingen, H-bruggen, Elektrostatische interacties, hydrofobe
interacties in de backbone.
Quaternaire structuur Twee of meer polypeptide ketens die één complex
macromolecuul vormen.
Denaturatie Verstoring van 3D structuur van een macromolecuul
door externe factoren. Door ontvouwen van eiwitstructuur kunnen
actieve plaatsen verloren gaan en kan functie niet meer vervullen
pH, [Zout], Temperatuur.
Reversibel en irreversibel, afhankelijk van ernst v/d verstoring.
Omdat de enzymconcentratie meestal niet direct te bepalen is, wordt
gewerkt met enzymactiviteit, die afhankelijk is van de
omstandigheden zoals temperatuur en pH en invloed heeft op de reactiesnelheid. Onder specifieke
activiteit van een enzym verstaat men de activiteit
per (milli-) gram eiwit.
Orgaan specifieke enzymen enzymen die specifiek zijn voor bepaald orgaan en komen alleen
daar voor.
Naast orgaan specifieke enzymen bestaan er ook enzymen die in vrijwel alle organen voorkomen
en betrokken zijn bij de energieproductie van de cel.
Enzympatroon verhouding tussen soorten enzymen in een orgaan die karakteristiek zijn voor het
desbetreffende orgaan.
, Verandering van enzymverhouding zijn doorslaggevend voor enzymdiagnostiek, door
middel van patronen maakt het mogelijk om de aard en ernst van een ziekte vast te stellen.
Diagnostiek belangrijk bij: leverziekten, hartziekten, alvleesklier ziekten en bloedziekten.
Kinetiek van enzymreactie
Enzymactiviteit wordt gemeten onder optimale omstandigheden, waarbij
de snelheid van het vormen van het ES-complex gelijk is aan de snelheid
van het uiteenvallen. Uitgaande van deze aanname is de Michaelis-
menten formule af te leiden.
E= enzym
Als [S]>>Km dan zijn alle substraatbindingsplaten verzadigd en is alle S= substraat
E in de ES vorm en wordt de maximale activiteit bereikt: ES= enzym-substraat
complex
V= Vmax= K2*E
P= product
Als V = ½ Vmax dan is [S]= Km
Als [S] <<Km da is V= Vmax* [S}/Km
Vmax
Vi = ∆P/t = initiële reactiesnelheid of beginsnelheid Vi
(mol/(L*tijd))
[S] = substraatconcentratie (mol/L) ½Vm
Vmax = maximale reactiesnelheid ax
KM = substraatconcentratie als Vi = 0.5 Vmax
Michaelis- menten constante (Km)
Km [S]
substraatconcentratie waarbij Vi gelijk is aan ½ Vmax.
Inverse maat van affiniteit van de binding tussen
Figuur 1 Omzettingssnelheid
enzym en substraat. uitgezet tegen de concentratie
Hoe lager Km, hoe hoger de affiniteit, hoe lager substraat
de [S]
V= (Vmax[S])/(Km+[S])
Km= (Vmax[S]-V[S]/V
Bij een lage [S] is de beginsnelheid Vi nagenoeg lineair met de toename van [S]. Echter als [S]
verder toeneemt buigt de curve. De asymptoot geeft de maximale omzettingssnelheid aan (Vmax).
De substraatconcentratie waarbij Vi gelijk is aan half Vmax wordt de Km genoemd.
Door de eerste formule te gebruiken kan de Michaelis Menten
uitgerekend worden. Echter kan er gebruik gemaakt worden van de
Lineweaver-Burk plot de Vmax en Km nauwkeuriger bepalen.
Vmax De snelheid van productievorming wanneer het enzym
verzadigd is met substraat en zo snel mogelijk werkt.
1/b, punt waar de lijn de y-as snijdt.
Km de substraatconcentratie die het enzym nodig heeft om met de
helft van zijn maximale snelheid te werken
Vmax *R.C.
Figuur 2 Lineweaver-Burk plot,
omgezette snelheid (1/Vi) uitgezet
tegen de omgezette (1/[s])
substraatconcentratie
1 Enzymen
Enzym biologische moleculen, meestal eiwitten, die biologische reacties in cellen
of weefsels katalyseren zonder zelf gebruikt te worden.
Bevatten een Induced fit
Binden tijdelijk aan het substraat > verlaagt activeringsenergie die nodig is
voor vorming product.
Concentratie substraat [S] mol/l hoe hoger de concentratie, hoe sneller
enzymmoleculen in contact komen met het substraat en een binding aangaan.
Temperatuur hoe hoger de temperatuur, hoe meer de moleculen gaan bewegen
waardoor botsingen tussen enzym en substraat toeneemt.
o Te lage temp: enzym wordt inactief
o Te hoge temp: enzym denatureert.
Competitieve remmers Remmer die binden aan actieve plaats van het enzym, waar
normaal het substraat zou binden. Concurreren direct met het substraat voor binding aan
actieve plaats.
Niet-competitieve remmers Remmer die binden aan een andere plaats op het enzym,
niet aan actieve plaats. Deze remmer vervormd het enzym of de actieve plaats, waardoor
het substraat minder effectief kan binden, onafhankelijk van de substraatconcentratie.
pH structuur van eiwit wordt beïnvloed door de pH, wanneer structuur
veranderd zal enzymactiviteit afnemen.
Primaire structuur Unieke lineaire volgorde van AZ
Eiwit van 60 AZ heeft 2060 mogelijkheden.
Meer mogelijkheden dan atomen in heelal
Bepaald 3D structuur van eiwit.
Secundaire structuur Mix van -helix coil en -pleated sheet door H-bruggen tussen
herhalende eenheden van polypeptide backbone. Niet repeterende secties vormen
Random Coils.
-helix coil Spiraal die een H-brug tussen carboxyl- en amino-groep bevat.
Elke draai 3,6 aminuzuren.
-pleated sheet Plaatvormig die parallel en antiparallel kunnen zijn. H-brug
Intrachain of Interchain.
Tertiaire structuur De 3D organisatie van de polypeptide keten. Bepaalt de functie en
reactiviteit van het eiwit.
Bevat Covalente bindingen, H-bruggen, Elektrostatische interacties, hydrofobe
interacties in de backbone.
Quaternaire structuur Twee of meer polypeptide ketens die één complex
macromolecuul vormen.
Denaturatie Verstoring van 3D structuur van een macromolecuul
door externe factoren. Door ontvouwen van eiwitstructuur kunnen
actieve plaatsen verloren gaan en kan functie niet meer vervullen
pH, [Zout], Temperatuur.
Reversibel en irreversibel, afhankelijk van ernst v/d verstoring.
Omdat de enzymconcentratie meestal niet direct te bepalen is, wordt
gewerkt met enzymactiviteit, die afhankelijk is van de
omstandigheden zoals temperatuur en pH en invloed heeft op de reactiesnelheid. Onder specifieke
activiteit van een enzym verstaat men de activiteit
per (milli-) gram eiwit.
Orgaan specifieke enzymen enzymen die specifiek zijn voor bepaald orgaan en komen alleen
daar voor.
Naast orgaan specifieke enzymen bestaan er ook enzymen die in vrijwel alle organen voorkomen
en betrokken zijn bij de energieproductie van de cel.
Enzympatroon verhouding tussen soorten enzymen in een orgaan die karakteristiek zijn voor het
desbetreffende orgaan.
, Verandering van enzymverhouding zijn doorslaggevend voor enzymdiagnostiek, door
middel van patronen maakt het mogelijk om de aard en ernst van een ziekte vast te stellen.
Diagnostiek belangrijk bij: leverziekten, hartziekten, alvleesklier ziekten en bloedziekten.
Kinetiek van enzymreactie
Enzymactiviteit wordt gemeten onder optimale omstandigheden, waarbij
de snelheid van het vormen van het ES-complex gelijk is aan de snelheid
van het uiteenvallen. Uitgaande van deze aanname is de Michaelis-
menten formule af te leiden.
E= enzym
Als [S]>>Km dan zijn alle substraatbindingsplaten verzadigd en is alle S= substraat
E in de ES vorm en wordt de maximale activiteit bereikt: ES= enzym-substraat
complex
V= Vmax= K2*E
P= product
Als V = ½ Vmax dan is [S]= Km
Als [S] <<Km da is V= Vmax* [S}/Km
Vmax
Vi = ∆P/t = initiële reactiesnelheid of beginsnelheid Vi
(mol/(L*tijd))
[S] = substraatconcentratie (mol/L) ½Vm
Vmax = maximale reactiesnelheid ax
KM = substraatconcentratie als Vi = 0.5 Vmax
Michaelis- menten constante (Km)
Km [S]
substraatconcentratie waarbij Vi gelijk is aan ½ Vmax.
Inverse maat van affiniteit van de binding tussen
Figuur 1 Omzettingssnelheid
enzym en substraat. uitgezet tegen de concentratie
Hoe lager Km, hoe hoger de affiniteit, hoe lager substraat
de [S]
V= (Vmax[S])/(Km+[S])
Km= (Vmax[S]-V[S]/V
Bij een lage [S] is de beginsnelheid Vi nagenoeg lineair met de toename van [S]. Echter als [S]
verder toeneemt buigt de curve. De asymptoot geeft de maximale omzettingssnelheid aan (Vmax).
De substraatconcentratie waarbij Vi gelijk is aan half Vmax wordt de Km genoemd.
Door de eerste formule te gebruiken kan de Michaelis Menten
uitgerekend worden. Echter kan er gebruik gemaakt worden van de
Lineweaver-Burk plot de Vmax en Km nauwkeuriger bepalen.
Vmax De snelheid van productievorming wanneer het enzym
verzadigd is met substraat en zo snel mogelijk werkt.
1/b, punt waar de lijn de y-as snijdt.
Km de substraatconcentratie die het enzym nodig heeft om met de
helft van zijn maximale snelheid te werken
Vmax *R.C.
Figuur 2 Lineweaver-Burk plot,
omgezette snelheid (1/Vi) uitgezet
tegen de omgezette (1/[s])
substraatconcentratie
