Samenvatting SV enzymkinetiek

SV: enzymkinetiek


Doelen: werking
factoren die reactiesnelheid beïnvloeden
bepaling enzymkinetische parameters
bepaling inhibitieconstanten
bepaling pH- en T-optimum
bepaling substraat- en enzymconcentraties
interactie enzym-substraat
toepassingen enzymen


Verondersteld gekend: structuur van eiwitten
functie/structuur v/e enzym
iso-enzymes
naamgeving


Vragen: opdeling structuur eiwitten volgens 4 gradaties
definitie enzym
definitie actief centrum
definitie denaturatie
definitie iso-enzym

LES 1
1. Katalytisch vermogen
Hydrolyse van peptide-
binding
(chemisch+enzymatisch):
stabiele C-N doorknippen
en C en N moeten
reageren met OH- en H+
van water. Vrije e- van OH—groep vallen aan op C=O van peptidebinding. Bij deze
nucleofiele substitutiereactie wordt een tetraëdrisch intermediair gevormd. Bij
verbreken C-N-binding komen bindings-e- volledig bij N-atoom terecht (vangen H+
op) en vormen aminogroep.
Bij pH = 7 zijn er weinig OH- en H+ dus de niet-enzymatische reactie is erg
langzaam. Enzymatisch gekatalyseerd verloopt de reacgtie miljard keer sneller.


Niet-enzymatisch:
 Lage conc OH- en H+ -ionen
 Activatie energie = reagerende stoffen moeten voldoende E kinetisch hebben
om overgangstoestand naar hogere energie-inhoud te bereiken. Bij T kamer
zijn er beperkt aantal moleculen die genoeg energie hebben




1

,Hoe versnellen: - Toevoegen zuur/base (zuur-base-gekatalyseerde reactie)
- T verhogen (per 10°C T-stijging wordt reactiesnelheid ong
verdubbeld)


Enzymatisch:
Zuur/base systeem v/h enzym:
Enzym is opgebouwd uit aminozuren  meeste zij-ketens bestaan uit niet-
reactieve koolwaterstofketens, sommige kunnen optreden als zuur of base.
Enzymversie v/d T-verhoging:
T-verhoging is niet vastgelegd in structuur v/d aminozuren, maar enzym wel in
staat om op zijn manier hetzelfde katalytisch effect te bereiken al T-verhoging.


2. Actief centrum
= plaats op enzym waar substraat precies past

Actief centrum: - Bevat groepen die substraat en co-factoren binden aan eiwit
- Neemt rechtstreeks deel aan vormen/breken v/d bindingen
- Bindingen zijn vrij zwak
- Neemt klein deel in v/h totale volume v/h eiwit
- Driedimensionale structuur
- Is spleet/holte in structuur en die holte heeft specifiek
karakter (polair of hydrofoob)
- Specificiteit v/h enzym hangt af van plaats/soort aminozuren
in actief centrum

Sleutel-slot-principe = starre structuur v/h actief centrum, enkel substraat met
dezelfde complementaire structuur kan binden.

Induced-fit model = flexibel actief centrum waarin bij binden v/h juiste substraat,
de groepen die bij katalyse betrokken zijn, in de juiste positie voorkomen. Indien
verkeerd substraat bindt kan geen katalyse plaatsgrijpen


3. Specificiteit
Enzymen zijn zeer specifiek  specifiek in reactie die ze katalyseren en keuze v/h
substraat (reagentia). Reagerende stoffen moeten specifiek op actief centrum
passen.
- Bindingsspecificiteit
- Groepsspecificiteit
- Absolute/quasi-absolute specificiteit




2

, Bindingsspecificiteit:
 Specifiek voor type binding
 Bv: proteolytische enzymen en fosfaten
 Grote groep v substraten die allen dezelfde binding bevatten
 Vooral bij afbraakenzymen


Groepsspecificiteit:
 Herkennen welbepaalde groep op welbepaalde plaats
 Bv: hexokinase en sommige peptidasen (= eiwit hydrolyserend enzym)
 Bv: proteases (trypsine)


(Quasi-)absolute specificiteit:
 Één enkel substraat (is bij grote groep van enzymen zo)
 Bv: restrictie-enzymen (herkennen binnen DNA-molecule één welbepaalde
nucleotidesequentie en werken op alle DNA-moleculen met die bepaalde
sequentie in)
 Bv: EcoRI
 Bv: stereo-specificiteit van NAD+ en NADP+- verbruikende enzymen
(stereospecifiek overdragen, hetzij op de A of B plaats)
Bv: aminoacyl-tRNA synthetasen: vormen verbinding tussen genetische
informatie en vertaling in eiwitten  bij verkeerde koppeling probleem. Ze
hebben dubbel controlesysteem:
Eerste controle: bij binden aminozuur, ATP en tRNA, op actief centrum. Het kan
gebeuren dat sterk gelijkende aminozuren op éénzelfde enzym kunnen binden en
complex vormen.
Tweede controle: deze voorgaande fout moet ongedaan gemaakt worden. Het
gebeurt voor de reactie v/h aminozuur met het tRNA. Deze controle is nauwkeurig
en beslissend  indien verkeerd complex wordt gevormd moet er eerst
gehydrolyseerd worden.


4. Transformatie energievormen
 Fotosynthese
Bij fotosynthese wordt lichtenergie vastgelegd in chemische bindingen (glucose).
 Citroenzuurcyclus
Bij de citroenzuurcyclus wordt energie, opgeslagen in acetylCoA,
getransformeerd naar adenosinedifosfaat (ATP).
Chemische bindingsenergie van ATP wordt omgezet in andere energievormen:
mechanische energie bij spiercontracties, energie om moleculen/ionen via
pompsysteem tegen een chemisch/elektrisch gradiënt, in te transporteren.




3