Donderdag 12 september 2019
Enzymes
Lill, H
1.1 Enzyme Catalysis
- Which changes in energy govern the velocity and equilibrium of chemical reactions
- The fundamentals of enzyme catalysis: what an enzyme can and cannot do
- How specificity is brought about
- How enzymes generally achieve catalysis and which mechanisms are employed
- What a transition state is (overgangstoestand)
- The role of coenzymes and cofactors
- The working of motor enzymes
Specifiteit
Enzyme zijn in klassen ingedeeld naar substraat:
Voorbeeld: suikers ontstaan door condensatie > disacharide. Uit elkaar > hydrolase nodig.
- Macromolecuul Glycogen (alphabindingen) splitsen door Amylase (verteren)
- Macromolecuul Cellulose (betabindingen) splitsen door Cellulase (kan niet door
amylase worden verteerd door bindingsverschillen). Mensen kunnen cellulose niet
verteren want we hebben geen cellulase.
Het enzym accepteert het substraat door middel van niet-covalente bindingen, door
interacties.
Actief centrum: plek op enzym waar substraat bindt, waar de reactie plaatsvindt. Hierop
liggen aminozuur-zijketens waardoor reacties aangeboden worden aan substraten. Alles wat
de reacties niet aan kan, bindt niet. Bindings-(dynamisch) evenwicht: het substraat kan
meerdere keren binden en eruit gaan. De voorwaarde voor de binding: eiwit moet in de
juiste conformatie gevouwen zijn. Een native structuur is dus de voorwaarde voor de binding
met het substraat.
Verschillend manieren voor binding substraat:
- Sleutel-slot principe: (niet vaak) enzym biedt een ready bindingsplek aan, past
precies. Geen catalyse
- Introduced fit: het binnenkomende substraat induceert de uiteindelijke conformatie
van de bindingsplek. De bindingsplek past dus nog niet helemaal, maar door
1
, flexibiliteit van het enzym vindt binding plaats. Wel catalyse. Dus ze vormen beide
om de ideale binding te krijgen.
- Conformatische selectie: meest langzame proces. Flexibel, dynamisch. Wel catalyse
Versnelling van reacties door het controleren van proximity en orientation: vb in de kroeg
1. Enzymes bring sybstrates into contact (versnelling factor 5), in contact brengen
2. De juiste orientatie (factor 100)
3. Je moet zorgen dat er geen beweging optreedt, dat de situatie even zo blijft, motion
(factor 107)
Enzymen versnellen reacties.
Enzymen vergelijken met chemische katalysatoren
- Enzymen berijkt een hogere versnelling, chemische catalysatoren zijn niet bewegelijk.
Enzymen kunnen zich aanpassen.
- Enzymen werken bij meerdere condities/omstandigheden
- Enzymen hebben een hogere specificiteit, ze accepteren een substraat of niet
- Enzymen kunnen reguleren. Chemisch: je doet het wel of niet.
Er is een reactie met negatief deltaG > spontaan > loopt vanzelf af > je kan aangeven waar
het evenwicht ligt van de reactie, je kan niet aangeven hoe lang het duurt voordat dit
evenwicht bereikt is, dit is niet afhankelijk dan deltaG.
Door de binding van het eiwit kunnen groepen bij elkaar komen waardoor er een actief
centrum ontstaat.
Elke chemische reactie moet door de Eact (hoogste energietoestand). De grootte van Eact
bepaalt de snelheid van de reactie. Eact = ∆ G ±. Enzym verlaagt Eact. De Eact komt van
botsingen uit de omgeving. Hoge Eact = lage snelheid
Transition state: overgangstoestand > tussen beginstoffen en producten (bovenaan Eact-
grafiek, hoogste energie tijdens reactie). Toeval bepaalt of de reactie van transition state
weer naar links of naar rechts gaan.
Voorbeeld: een stuk metaaldraad breken > buigen tot knak. Deze reactie heeft Eact nodig. Je
gaat naar een toestand van hogere entropie (energie van uitgangsproducten lager dan
beginstoffen)
2
Enzymes
Lill, H
1.1 Enzyme Catalysis
- Which changes in energy govern the velocity and equilibrium of chemical reactions
- The fundamentals of enzyme catalysis: what an enzyme can and cannot do
- How specificity is brought about
- How enzymes generally achieve catalysis and which mechanisms are employed
- What a transition state is (overgangstoestand)
- The role of coenzymes and cofactors
- The working of motor enzymes
Specifiteit
Enzyme zijn in klassen ingedeeld naar substraat:
Voorbeeld: suikers ontstaan door condensatie > disacharide. Uit elkaar > hydrolase nodig.
- Macromolecuul Glycogen (alphabindingen) splitsen door Amylase (verteren)
- Macromolecuul Cellulose (betabindingen) splitsen door Cellulase (kan niet door
amylase worden verteerd door bindingsverschillen). Mensen kunnen cellulose niet
verteren want we hebben geen cellulase.
Het enzym accepteert het substraat door middel van niet-covalente bindingen, door
interacties.
Actief centrum: plek op enzym waar substraat bindt, waar de reactie plaatsvindt. Hierop
liggen aminozuur-zijketens waardoor reacties aangeboden worden aan substraten. Alles wat
de reacties niet aan kan, bindt niet. Bindings-(dynamisch) evenwicht: het substraat kan
meerdere keren binden en eruit gaan. De voorwaarde voor de binding: eiwit moet in de
juiste conformatie gevouwen zijn. Een native structuur is dus de voorwaarde voor de binding
met het substraat.
Verschillend manieren voor binding substraat:
- Sleutel-slot principe: (niet vaak) enzym biedt een ready bindingsplek aan, past
precies. Geen catalyse
- Introduced fit: het binnenkomende substraat induceert de uiteindelijke conformatie
van de bindingsplek. De bindingsplek past dus nog niet helemaal, maar door
1
, flexibiliteit van het enzym vindt binding plaats. Wel catalyse. Dus ze vormen beide
om de ideale binding te krijgen.
- Conformatische selectie: meest langzame proces. Flexibel, dynamisch. Wel catalyse
Versnelling van reacties door het controleren van proximity en orientation: vb in de kroeg
1. Enzymes bring sybstrates into contact (versnelling factor 5), in contact brengen
2. De juiste orientatie (factor 100)
3. Je moet zorgen dat er geen beweging optreedt, dat de situatie even zo blijft, motion
(factor 107)
Enzymen versnellen reacties.
Enzymen vergelijken met chemische katalysatoren
- Enzymen berijkt een hogere versnelling, chemische catalysatoren zijn niet bewegelijk.
Enzymen kunnen zich aanpassen.
- Enzymen werken bij meerdere condities/omstandigheden
- Enzymen hebben een hogere specificiteit, ze accepteren een substraat of niet
- Enzymen kunnen reguleren. Chemisch: je doet het wel of niet.
Er is een reactie met negatief deltaG > spontaan > loopt vanzelf af > je kan aangeven waar
het evenwicht ligt van de reactie, je kan niet aangeven hoe lang het duurt voordat dit
evenwicht bereikt is, dit is niet afhankelijk dan deltaG.
Door de binding van het eiwit kunnen groepen bij elkaar komen waardoor er een actief
centrum ontstaat.
Elke chemische reactie moet door de Eact (hoogste energietoestand). De grootte van Eact
bepaalt de snelheid van de reactie. Eact = ∆ G ±. Enzym verlaagt Eact. De Eact komt van
botsingen uit de omgeving. Hoge Eact = lage snelheid
Transition state: overgangstoestand > tussen beginstoffen en producten (bovenaan Eact-
grafiek, hoogste energie tijdens reactie). Toeval bepaalt of de reactie van transition state
weer naar links of naar rechts gaan.
Voorbeeld: een stuk metaaldraad breken > buigen tot knak. Deze reactie heeft Eact nodig. Je
gaat naar een toestand van hogere entropie (energie van uitgangsproducten lager dan
beginstoffen)
2
