Samenvatting biochemie hoofdstuk 4

BIOCHEMIE | ENZYMEN




ENZYMEN
Volledige en duidelijke samenvatting
Alle 94 slides inhoudelijk gedekt




Figuur - slide 15: Enzymatische katalyse is vooral gebaseerd op stabilisatie van de transitietoestand.

Bron: presentatie "04 Enzymen"




Volledige samenvatting van 94 slides | 1

, BIOCHEMIE | ENZYMEN



Leeswijzer en hoofdideeën | slides 1-94
Doel Deze studietekst vat de volledige presentatie thematisch samen. De slidebereiken staan bij elk
hoofdstuk. Achteraan staat bovendien een dekkingsregister met een kernnotitie voor elke afzonderlijke
slide, inclusief lege of overgangsslides.


Een enzym is een biologische katalysator: het verhoogt de reactiesnelheid zonder zelf netto verbruikt te
worden. Enzymen veranderen niet de vrije-energieverandering van de totale reactie en evenmin de ligging
van het chemische evenwicht. Zij bieden een alternatieve reactieweg met een lagere activeringsvrije
energie (ΔG‡).
 Enzymen zijn zeer krachtig: versnellingen tot vele grootteorden, in de presentatie geïllustreerd met
ongeveer 10^11, zijn mogelijk.
 Enzymen zijn specifiek voor reactie, substraat en vaak stereochemie.
 Katalyse berust op bindingsenergie, juiste oriëntatie, desolvatie, induced fit en specifieke chemische
groepen in de actieve plaats.
 De snelheid wordt beschreven met parameters zoals Vmax, Km, kcat en kcat/Km; inhibitoren
veranderen deze parameters op herkenbare manieren.
 Enzymactiviteit wordt geregeld via allosterie, covalente modificatie, proteolyse, G-proteïnen,
genexpressie, iso-enzymen, compartimentering en complexvorming.
 Enzymen zijn klinisch belangrijk als biomarkers, detectoren, geneesmiddeldoelwitten en
therapeutische eiwitten.

Inhoudsopgave
Hoofdstuk Slidebereik

1. Definitie, eigenschappen, nomenclatuur en cofactoren 1-12

2. Thermodynamica en katalytische mechanismen 13-31

3. Enzymkinetiek en inhibitie 32-42

4. Regeling van enzymactiviteit 43-59

5. Diagnostiek, detectie en pathofysiologie 60-67

6. Aspirine en bredere signaalregulatie 68-71

7. Trombolyse bij hartinfarct 72-77

8. Penicilline en statines 78-83

9. Enzymtherapie bij kanker en cholesterolhomeostase 84-85

10. Anti-HIV-geneesmiddelen 86-94

Bijlage. Dekkingsregister per slide 1-94




Volledige samenvatting van 94 slides | 2

, BIOCHEMIE | ENZYMEN



1. Definitie, eigenschappen, nomenclatuur en cofactoren |
slides 1-12

Wat is een enzym? (slides 1-2)

Enzymen zijn meestal eiwitten met een driedimensionale actieve plaats waarin een substraat specifiek
bindt. Tijdens de reactie ontstaat een enzym-substraatcomplex (ES), waarna product(en) worden gevormd
en vrijgelaten. Het enzym keert terug naar zijn uitgangstoestand. De actieve plaats is geen passieve mal:
binding kan een conformatieverandering veroorzaken (induced fit).

Drie typische eigenschappen (slides 3-5)

 Katalytische sterkte: de activeringsbarrière wordt verlaagd en de omzettingssnelheid sterk verhoogd.
 Specificiteit: het actieve centrum herkent vorm, lading, waterstofbrugmogelijkheden en stereochemie.
Kleine verschillen, bijvoorbeeld in de stand van een hydroxylgroep van suikers, kunnen bepalend zijn.
 Regelbaarheid: allosterische effectoren, fosforylatie, proteolyse, G-proteïnen, genexpressie, iso-
enzymen, compartimentering en multienzymcomplexen stemmen de flux af op de celbehoefte.

Nomenclatuur en EC-code (slides 6)

Systematische enzymnamen beschrijven donor, acceptor en reactietype. Voor hexokinase geldt: ATP + D-
glucose -> ADP + D-glucose-6-fosfaat. De systematische naam is ATP:D-glucose 6-fosfotransferase. EC
2.7.1.1 betekent: klasse 2 transferasen; subklasse 7 fosfotransferasen; sub-subklasse 1 overdracht naar
een alcoholgroep; volgnummer 1.

Apo-enzym, cofactor en holo-enzym (slides 7-9)

Veel enzymen hebben naast hun eiwitdeel een bijkomende chemische component nodig. Het eiwitdeel
zonder cofactor heet apo-enzym; het volledige actieve complex heet holo-enzym. Een cofactor kan een
metaalion of een organisch co-enzym zijn. Een prosthetische groep is stevig of permanent gebonden; een
cosubstraat bindt tijdelijk en wordt tijdens de reactie chemisch veranderd. Cofactoren zijn vaak afgeleid
van vitaminen of zijn sporenelementen.
Begrip Betekenis Voorbeeld

Cofactor Niet-eiwitcomponent vereist voor activiteit Zn2+, Mg2+, Fe2+/Fe3+

Organische cofactor die groepen of elektronen
Co-enzym NAD+, FAD, CoA, TPP
draagt

Prosthetische Heem, biotine, gebonden
Sterk of covalent gebonden cofactor
groep FAD

Tijdelijk gebonden co-enzym dat wordt
Cosubstraat NAD+/NADH, ATP/ADP
geregenereerd

Volledig katalytisch actief
Holo-enzym Apo-enzym plus benodigde cofactor(en)
enzym




Belangrijkste co-enzymen en overgedragen groepen (slides 8-12)

Co-enzym / vitaminebron Belangrijkste functie

ATP en andere nucleosidefosfaten Transfer van fosforyl- of nucleotidylgroepen; energiekoppeling

S-adenosylmethionine (SAM) Transfer van methylgroepen

UDP-glucose Transfer van glycosylgroepen

NAD+ / NADP+ (niacine) Hydride-overdracht bij redoxreacties

FMN / FAD (riboflavine, B2) Een- of twee-elektronoverdracht in redoxreacties

Co-enzym A (pantotheenzuur, B5) Transfer van acylgroepen

TPP (thiamine, B1) Decarboxylatie en overdracht van aldehydegroepen

Pyridoxalfosfaat (B6) Transfer van aminogroepen en aminozuurreacties

Volledige samenvatting van 94 slides | 3