Thema 4 Metabolisme en enzymologie
HC11 Ligand-eiwit binding en enzymologie
Eiwitbindingen in onze cellen
- Eiwitten binden aan andere moleculen
Soms kortdurend en zwak
Soms sterk
Ligand-eiwit binding
- Non-covalente interactie
Waterstofbruggen
Elektrostatische aantrekkingskrachten
VdWaals aantrekkingskrachten
- Soms komen moleculen samen kunnen ze één of twee non-covalente bindingen maken maar
vallen meteen weer uit elkaar door thermal motions
- Sommige perfecte match dus heel veel non-covalente binding
Als eiwit perfect past dan bindt het aan ligand
Leerdoelen
- Receptor ligand interactie
Receptor ligand kinetiek
- Enzym substraat interactie (substraat is andere naam voor een ligand van een enzym)
Michaelis Menten kinetiek
Enzym remmers
Cellulaire communicatie
- Receptoren -> afstand communiceren ->
stofjes uitscheiden
, - Pancreas beta cel -> insuline binden aan receptor spiercel -> glucose transporters naar het
membraan en glucose opnemen
Als concentratie insuline toeneemt
Meer receptoren gebonden met insuline
Alle receptoren gebonden -> maximale hoeveelheid gebonden ligand -> saturatie
bereikt
Verzadigingscurve
Wiskundig gezien -> plaatje
Afhankleijk bindingsterkte (meer rechts),
zwakker makkelijk uiteenvallen dan meer
rechts
Affiniteit -> dissociatie constante
KL-> concentratie ligand waarbij 50%
receptoren bezet -> makkelijk te zien in curve
- Ook wel dissociatie constante genoemd
Enzymen
- Biologische katalysator
Stof die biochemische reactie
kan versnellen (maken of
breken covalente bindingen)
- Ligand enzym -> substraat
- Zetten substraten op im producten
- Naam eindigd meestal op -ase
- Ongeveer 5000 verschillende enzymen
Voorbeeld enzym orotidine 5’-phosfaat decarboxylase
- Katalyseert reactie in pyrimidine biosynthese -> DNA, RNA synthese
- Mét enzym 1 reactie per milliseconde
- Zonder enyzm 1 reactie per miljoen jaar
Enzymen verlagen de activatie energie van een reactie
- Hierdoor kan reactie starten
- Verlagen activatieenergie door substraat in actieve centrum binden
Zo kan bijv twee substraten in juiste positie brengen voor reactie
Optimale omgeving reactie creeren (pH, polariteit)
Substraat ombuigen zodat een binding makkleijk verbreekt
Twee modellen van enzym substraat interactie
- Sleutel-slot model
- Induced-fit model
Als binding begint niet meteen heel sterk
Maar vormverandering plaats en binding steeds beter
, Door vormverandering activeringsenergie al gelijk verlaagd
Michaelis-menten
- Simpel model om enzym
kinetiek te beschrijven
Enzymen ook bindingsreactie
(evenwicht)
- Aan de andere kant katalyse
Reactiesnelheid -> eigenlijk hoeveel product wordt er gevormd per
tijdseenheid door enzym
- Als concentraat toeneemt enzymen binden tot saturatie ->
maximale snelheid
Vmax bepaald door hoeveelheid enzym (meer enzym kan meer
substraat binden)
Kcat -> turnovergetal van enzym -> aantal reacties per seconde
- Eigenlijk eigenschap per enzym (hoeveel reacties kan hij per minuut/seconde/etc uitvoeren)
- Carboxic anhydrase 600.000 bijv, en lysozyme 0.5 (ter illustratie
Km -> Mihaelis constante
- Concentratie substraat waarbij V is ½ max
Maar omdat katalyse reactie erachter bij uiteenvallen Kcat
- Maat affiniteit: lage Km -> hoge affiniteit
Enzym remmers
- Remmers kunnen aan enzymen binden
- Remmers van enzym die schadelijk zijn voor de cel (proteases,
breken eiwitten af, en nuclease)
Bijv. ribonuclease inhibitor -> eiwit dat ribonuclease bindt)
- Downstram producten uit een metabole pathway remmen een
enzym -> feedback inhibitie
Om te voorkomen dat D ophoopt! Remt D ook enzym 1
- Van buiten het lichaam
Gif
Persitciden
Medicijnen
Medicijnen voor jicht -> bij afbraak purines
(DNA, RNA) wordt urinezuur gevormd, slecht oplosbaar, als niet goed afgevoerd
door nieren op plekken slecht doorbloed naalden door kristallen vormen
Allopurinol -> enzymremmer -> remt xantineoxidase zodat minder
urinezuurvorming
Bekende medicijnen die werken als
enzymremmers -> zie plaatje
Soorten enzym remmers
- Irreversibele remmers
HC11 Ligand-eiwit binding en enzymologie
Eiwitbindingen in onze cellen
- Eiwitten binden aan andere moleculen
Soms kortdurend en zwak
Soms sterk
Ligand-eiwit binding
- Non-covalente interactie
Waterstofbruggen
Elektrostatische aantrekkingskrachten
VdWaals aantrekkingskrachten
- Soms komen moleculen samen kunnen ze één of twee non-covalente bindingen maken maar
vallen meteen weer uit elkaar door thermal motions
- Sommige perfecte match dus heel veel non-covalente binding
Als eiwit perfect past dan bindt het aan ligand
Leerdoelen
- Receptor ligand interactie
Receptor ligand kinetiek
- Enzym substraat interactie (substraat is andere naam voor een ligand van een enzym)
Michaelis Menten kinetiek
Enzym remmers
Cellulaire communicatie
- Receptoren -> afstand communiceren ->
stofjes uitscheiden
, - Pancreas beta cel -> insuline binden aan receptor spiercel -> glucose transporters naar het
membraan en glucose opnemen
Als concentratie insuline toeneemt
Meer receptoren gebonden met insuline
Alle receptoren gebonden -> maximale hoeveelheid gebonden ligand -> saturatie
bereikt
Verzadigingscurve
Wiskundig gezien -> plaatje
Afhankleijk bindingsterkte (meer rechts),
zwakker makkelijk uiteenvallen dan meer
rechts
Affiniteit -> dissociatie constante
KL-> concentratie ligand waarbij 50%
receptoren bezet -> makkelijk te zien in curve
- Ook wel dissociatie constante genoemd
Enzymen
- Biologische katalysator
Stof die biochemische reactie
kan versnellen (maken of
breken covalente bindingen)
- Ligand enzym -> substraat
- Zetten substraten op im producten
- Naam eindigd meestal op -ase
- Ongeveer 5000 verschillende enzymen
Voorbeeld enzym orotidine 5’-phosfaat decarboxylase
- Katalyseert reactie in pyrimidine biosynthese -> DNA, RNA synthese
- Mét enzym 1 reactie per milliseconde
- Zonder enyzm 1 reactie per miljoen jaar
Enzymen verlagen de activatie energie van een reactie
- Hierdoor kan reactie starten
- Verlagen activatieenergie door substraat in actieve centrum binden
Zo kan bijv twee substraten in juiste positie brengen voor reactie
Optimale omgeving reactie creeren (pH, polariteit)
Substraat ombuigen zodat een binding makkleijk verbreekt
Twee modellen van enzym substraat interactie
- Sleutel-slot model
- Induced-fit model
Als binding begint niet meteen heel sterk
Maar vormverandering plaats en binding steeds beter
, Door vormverandering activeringsenergie al gelijk verlaagd
Michaelis-menten
- Simpel model om enzym
kinetiek te beschrijven
Enzymen ook bindingsreactie
(evenwicht)
- Aan de andere kant katalyse
Reactiesnelheid -> eigenlijk hoeveel product wordt er gevormd per
tijdseenheid door enzym
- Als concentraat toeneemt enzymen binden tot saturatie ->
maximale snelheid
Vmax bepaald door hoeveelheid enzym (meer enzym kan meer
substraat binden)
Kcat -> turnovergetal van enzym -> aantal reacties per seconde
- Eigenlijk eigenschap per enzym (hoeveel reacties kan hij per minuut/seconde/etc uitvoeren)
- Carboxic anhydrase 600.000 bijv, en lysozyme 0.5 (ter illustratie
Km -> Mihaelis constante
- Concentratie substraat waarbij V is ½ max
Maar omdat katalyse reactie erachter bij uiteenvallen Kcat
- Maat affiniteit: lage Km -> hoge affiniteit
Enzym remmers
- Remmers kunnen aan enzymen binden
- Remmers van enzym die schadelijk zijn voor de cel (proteases,
breken eiwitten af, en nuclease)
Bijv. ribonuclease inhibitor -> eiwit dat ribonuclease bindt)
- Downstram producten uit een metabole pathway remmen een
enzym -> feedback inhibitie
Om te voorkomen dat D ophoopt! Remt D ook enzym 1
- Van buiten het lichaam
Gif
Persitciden
Medicijnen
Medicijnen voor jicht -> bij afbraak purines
(DNA, RNA) wordt urinezuur gevormd, slecht oplosbaar, als niet goed afgevoerd
door nieren op plekken slecht doorbloed naalden door kristallen vormen
Allopurinol -> enzymremmer -> remt xantineoxidase zodat minder
urinezuurvorming
Bekende medicijnen die werken als
enzymremmers -> zie plaatje
Soorten enzym remmers
- Irreversibele remmers
