SAMENVATTING
EIWITTEN
EN
ENZYMEN
INHOUDSOPGAVE
Structuur
van
eiwitten
blz.
1
Myoglobine
versus
hemoglobine
blz.
2
Thermodynamica:
Entropie
blz.
3
Enzymkinetiek
blz.
4
Enzymologie
blz.
5
Katalyse
blz.
5
Regulatie
mechanisme
blz.
7
Scheidingstechnieken
blz.
8
Zuiveringstechnieken
blz.
8
Detectietechnieken
blz.
10
Aminozuren
blz.
12
STRUCTUUR
VAN
EIWITTEN
Aminozuren
hebben
een
tetraëder
structuur
die
linksdraaiend
(L)
of
rechtsdraaiend
(D)
is.
Dit
wordt
bepaald
door
de
prioriteit
van
de
zijgroepen.
Aminozuren
zijn
verbonden
met
een
peptidebinding.
Deze
wordt
gevormd
door
hydrolyse.
De
dubbele
binding
C=O
kan
resoneren
(C=N).
Deze
dubbele
binding
kan
niet
draaien
en
daarom
is
deze
binding
star
en
ligt
het
in
een
vlak.
Primaire
structuur
à
aminozuur
sequentie
Secundaire
structuur
à
interacties
tussen
verschillende
zijgroepen
Cysteïnes
vormen
disulfide
binding
(covalent)
à
cistine
Bedacht
door
Linus
Pauling
α-‐helices
(1,5
Å
à
1,5.10-‐10
m)
Waterstofbruggen
tussen
alle
stikstof
n
en
zuurstof
n+4
Per
winding
3,6
residuen
(aminozuren)
Draait
rechtsom
Compacte
structuur
β-‐sheet
(3,5
Å)
Bestaat
uit
meerdere
β-‐strands
Waterstofbruggen
vormen
à
geen
regel
Parallel
(dezelfde
richting)
of
antiparallel
(tegengestelde
richting)
Loops
en
turns
Tussen
α-‐helices
en
β-‐sheets
Superhelix
/
coiled
coil
à
helix
om
helix
Tertiaire
structuur
à
3D
vouwing
Sommigen
eiwitten
vouwen
zichzelf,
andere
hebben
chaperonnes
nodig
Verkeerd
gevouwen
eiwitten
worden
afgebroken
Hydrofiele
en
geladen
zijgroepen
à
buitenkant
Hydrofobe
zijgroepen
à
binnenkant
Moleculen
Eiwitten
en
Enzymen
1
,
Eiwitten
zijn
amfipathisch
Quaternaire
structuur
à
interacties
multi-‐subunits
Niet-‐covalente
bindingen
Homodimeer
(2
dezelfde
eiwitten)
en
heterodimeer
(2verschillende
eiwitten)
Sterische
hindering
à
zijketens
te
groot,
zitten
in
de
weg
Niet
in
α-‐helices
VTISDNP
en
wel
AELG
Valine,
Threonine,
Isoleucine,
Serine,
Asparaginezuur,
Asparagine,
Proline
Alanine,
Glutamaat,
Leucine,
Glycine
MYOGLOBINE
VERSUS
HEMOGLOBINE
M YOGLOBINE
o Eén
subunit
o Globulair
met
een
prosthetische
groep:
heem
(hoort
bij
het
eiwit,
maar
is
zelf
geen
eiwit)
o Functie:
opnemen
en
opslag
van
zuurstof
o Hoge
affiniteit
voor
zuurstof
o Exponentieel
stijgende
grafiek
die
snel
afvlakt
De
heem
groep
is
een
platte
structuur
van
C-‐
en
N-‐atomen
met
in
het
midden
een
Fe2+
ion.
Dit
ijzer
ion
zit
vast
met
4
niet-‐covalente
bindingen.
Heem
is
amfipathisch,
het
deel
in
het
eiwit
is
hydrofoob
en
buiten
het
eiwit
hydrofiel.
In
de
pocket
zitten
twee
histidines,
een
proximale
en
distale.
Er
is
een
niet-‐covalente
binding
tussen
het
ijzer
ion
en
de
proximale
histidine.
IJzer
kan
dan
nog
zuurstof
binden
tussen
de
distale
histidine.
Door
binding
van
het
zuurstof
wordt
er
getrokken
aan
de
distale
histidine
en
de
proximale
histidine
wordt
meegetrokken
door
het
ijzer
ion.
Er
is
dus
een
conformatie
verandering
bij
binding
van
zuurstof.
H EMOGLOBINE
o Vier
subunits
à
twee
α-‐ketens
en
twee
β-‐ketens
o Een
α-‐keten
met
een
β-‐keten
à
dimeer
o Functie:
transport
van
zuurstof
o Lagere
affiniteit
voor
zuurstof
à
hoge
zuurstofdruk
nodig
o 100
torr
in
longen
en
20
torr
in
de
weefsels.
o Coöperatieve
binding
à
snelle
op-‐
en
afname
van
zuurstof
o Sigmoïd
curve
De
efficiëntie
van
zuurstofverzadiging
wordt
verhoogd
door
coöperatieve
binding.
Wanneer
er
twee
heemgroepen
zuurstof
gebonden
hebben,
zit
de
hemoglobine
in
de
interface.
Hierbij
draaien
twee
dimeren
15
graden
t.o.v.
elkaar.
Dit
is
de
relax-‐state
(R-‐state
/
oxyhemoglobine)
en
is
energetisch
voordeliger
dan
de
tense-‐state
(T-‐state
/
deoxyglobine).
De
R-‐state
komt
voornamelijk
voor
in
de
longen
en
de
T-‐state
in
de
weefsels.
Moleculen
Eiwitten
en
Enzymen
2
,Concerted
model
(links)
à
kans
op
draaiing
hangt
af
van
de
hoeveelheid
zuurstof,
dus
coöperactiviteit.
Bewijs:
3
zuurstof
moleculen
gebonden
à
altijd
R-‐state.
Sequentieel
model
à
er
zijn
tussenvormen.
Bewijs:
affiniteit
van
hemoglobine
met
1
zuurstof
molecuul
gebonden
hoger
is
dan
verwacht.
De
T-‐state
is
instabieler
dan
de
R-‐state,
maar
de
R-‐state
heeft
altijd
zuurstof
gebonden.
Dus
BPG
stimuleert
de
T-‐
state.
BPG
bindt
in
het
gat
tussen
beide
dimeren
in
de
T-‐
state
en
stabiliseert
het
molecuul.
Bij
hoge
zuurstofdruk
is
er
een
conformatie
verandering
en
het
BPG
laat
los.
Het
Bohr
effect
is
dat
een
hoge
koolstofdioxidedruk
en
lage
pH
ook
de
T-‐state
stimuleren.
De
protonen
binden
aan
de
histidines
(op
de
grens
van
de
twee
β-‐ketens)
en
CO2
bindt
aan
de
N-‐terminus
van
de
α-‐ketens.
Hiertussen
vormen
zoutbruggen
en
stabiliseert
ook
de
T-‐state.
In
de
longen
is
er
een
hoge
zuurstofdruk,
waardoor
de
protonen
(met
CO2)
uit
het
hemoglobine
gaan.
Hemoglobine
is
allosterisch
(wordt
gereguleerd
door
allosterische
regulators:
BPG,
H+
en
CO2
niet
in
de
active
site)
Hemoglobine
van
embryo’s
hebben
twee
γ-‐ketens
i.p.v.
twee
β-‐ketens.
Hierdoor
kan
BPG
niet
goed
binden.
De
affiniteit
voor
zuurstof
zit
tussen
hemoglobine
en
myoglobine
in.
Het
is
handiger
dat
de
hemoglobine
snel
in
de
R-‐state
komt,
omdat
de
zuurstofdruk
in
de
placenta
laag
is.
o Anemie
à
Te
weinig
hemoglobine
door
ijzertekort.
o Thalassemie
à
Te
weinig
zuurstof
opname
in
weefsels
door
geen
coöperatieve
binding.
o Porfyrie
à
Te
weinig
hemoglobine
door
te
weinig
heem
productie.
o Polycytemie
à
Teveel
hemoglobine.
THERMODYNAMICA:
ENTROPIE
Enzymen
versnellen
reacties
die
spontaan
verlopen,
maar
te
lang
duren.
De
energie
staat
van
het
product
moet
namelijk
lager
zijn
dan
dat
van
het
substraat.
Entropie
(S)
is
een
maat
voor
chaos.
Een
chaotische
toestand
is
energetisch
voordeliger.
Bij
een
verhoging
van
de
entropie
is
de
energie
beter
verdeeld.
Enzymen
zetten
substraten
in
een
tussenvorm,
overgangstoestand.
Hiervoor
is
energie
nodig.
Deze
toestand
is
energetisch
onvoordelig
en
daardoor
verloopt
de
reactie.
Wetten
van
thermodynamica,
waarbij
het
systeem
een
deel
is
van
het
heelal
en
omgeving
de
rest;
o Eerste
wet
à
energiebehoud
ΔE
=
Q
-‐
W
Interne
energie
(E)
is
alle
energie
in
het
systeem.
o Tweede
wet
à
Tijdens
het
proces
moet
de
totale
entropie
toenemen.
Entropie
van
het
systeem
daalt,
entropie
omgeving
neemt
toe.
ΔSsysteem
+
ΔSomgeving
>
0
Moleculen
Eiwitten
en
Enzymen
3
,Gibbs
energie
(G)
is
de
vrije
energie
à
de
interne
energie
die
gebruikt
kan
worden
om
het
proces
voort
te
zetten
in
kcal
/
mol
ΔG
=
ΔH
–
TΔS
H
(warmte-‐inhoud),
T
(absolute
temperatuur)
à
ΔH
=
ΔE
ΔG
=
ΔE
–
TΔS
à
spontane
reactie:
ΔE
of
TΔS
=
negatief
ΔG
zegt
niets
over
de
manier
waarop
en
de
snelheid
van
de
reactie.
!
ΔG
=
ΔG0
+
RT
.
ln
( )
ΔG0
(standaard
verandering
vrije
energie
bij
1
M
reactanten)
!
!
ΔG0
=
-‐RT
.
ln
( )
Evenwicht
à
ΔG
=
0
!
!
ΔG
=
ΔG0
+
1,36
.
log
( )
Standaard
condities
(25
°C
en
pH
7)
!
!
ΔG0’
=
-‐1,36
.
log
( )
Standaard
condities
(25
°C
en
pH
7)
bij
evenwicht
!
k1
k2
k-‐1
ES
is
de
overgangstoestand
(transition
state),
deze
toestand
is
energetisch
ongunstig.
Een
enzym
duwt
het
substraat
over
een
hobbel,
hierdoor
komt
het
enzym
zelf
in
een
energetisch
betere
toestand
en
komt
er
energie
vrij.
ENZYMKINETIEK
Vroeger
dacht
men
dat
enzym-‐substraat
complex
een
slot-‐sleutel
complex
was.
Hierbij
past
het
substraat
maar
op
1
manier.
Nu
weten
we
dat
het
induced
fit
is.
Het
enzym
en
substraat
zijn
niet
statisch
en
door
binding
stabiliseren
ze
in
een
bepaalde
conformatie.
Een
enzym
kan
zijn
maximale
snelheid,
vmax,
bereiken
wanneer
er
genoeg
substraat
wordt
toegevoegd.
Het
enzym
heeft
dan
zijn
limiet
bereikt,
equilibirum.
De
initiële
snelheid,
v0,
is
heel
hoog.
De
half
maximale
snelheid
is
de
Km
of
de
Michaelis-‐Mente
constante.
!"#$%""& !" !!!!!!
𝐾𝑚 =
𝐾𝑚 =
Km
berekenen,
k1
en
k-‐1
(maten
voor
hoe
goed
het
!"#$"%& !" !!
enzym
aan
het
substraat
bindt),
k2
(maten
voor
omzetting
substraat
in
product)
𝑉𝑘𝑎𝑡 = 𝑘2 . 𝐸𝑆
Katalytische
snelheid,
[ES]
afhankelijk
van;
Vorming:
k1.
[E]
.
[S]
Afbraak:
(k-‐1
+
k2)
.
[ES]
k1
.
[E]
.
[S]
=
(k-‐1
+
k2)
.
[ES]
Vorming
=
Afbraak
! .[!]
𝐸𝑆 = !!!!!!
Onderste
term
is
gelijk
aan
Km
!!
Combineer
de
laatste
blauwe
formules
met
de
aannames
en
vkatalyse
[E]
=
[Etotaal]
–
[ES]
[S]
=
[Stotaal]
[S]
>>
[E]
!! . !"#" .[!]
𝑉𝑘𝑎𝑡 =
[S]
>>
[E]
à
alle
E
binden
aan
S
(E
à
ES)
en
v
=
vmax
à
vmax
=
k2.[Etot]
! !!"
[!]
𝑉 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 .
Michaelis-‐Mente
vergelijking
! !!"
Moleculen
Eiwitten
en
Enzymen
4
, !"#$
o
[S]
<
Km
à
[S]
verwaarlozen
à
𝑉 =
!"
o [S]
>
Km
à
Km
verwaarlozen
à
𝑉 = 𝑉𝑚𝑎𝑥
!
o [S]
=
Km
à
à
𝑉 = 𝑉𝑚𝑎𝑥
!
! ! !" !
= + .
Lineweaver-‐Burk
plot
! !"#$ !"#$ [!]
Snijpunt
y-‐as
à
vmax
Snijpunt
x-‐as
à
Km
(Km
dichtbij
y-‐as
hoge
affiniteit)
ENZYMOLOGIE
Irreversibele
remmers
laten
niet
meer
los
na
het
binden
aan
het
enzym.
Reversibele
remmers
laten
wel
los
na
binding.
Er
zijn
twee
soorten
reversibele
remmers;
o Competitieve
remmers
binden
op
de
plek
van
het
substraat
in
de
active
site.
o Remt
de
k1
o Vmax
blijft
hetzelfde
o Km
wordt
hoger
o Niet-‐competitieve
remmers
binden
niet
in
de
active
site.
Na
binding
verandert
de
conformatie
en
kan
het
substraat
niet
binden.
o Remt
de
k2
o Vmax
wordt
lager
o Km
blijft
hetzelfde
KATALYSE
Proteolyse
is
het
afbreken
van
eiwitten
(peptide
bindingen)
en
wordt
versneld
door
proteasen.
Bijvoorbeeld
chymotrypsine
dat
ontstaat
uit
chymotrypsinogeen.
Chymotrypsinogeen
wordt
in
drie
stukken
geknipt,
deze
delen
vormen
samen
een
actief
eiwit
complex.
Chymotrypsine
knipt
specifiek
na
een
aromatische
of
hydrofobe
zijketens.
Katalyse
gebeurt
in
twee
stappen
o Acylering
à
covalente
binding
enzym
met
een
van
de
producten
o OH
groep
van
serine
gaat
een
binding
aan
met
de
C-‐terminus
van
het
aminozuur
met
aromatische
of
hydrofobe
zijgroep.
Door
deze
covalente
binding
drijft
het
stuk
wat
aan
de
C-‐terminus
zat
weg.
o Deacylering
à
losmaken
enzym-‐product
o Covalente
binding
tussen
OH
en
C-‐terminus
wordt
gehydrolyseerd
à
enzym
is
in
oude
toestand
en
substraat
is
in
tweeën
geknipt.
De
active
site
van
het
enzym
zitten
drie
aminozuur
zijketens
die
voor
de
activiteit
zorgen,
asparataat
(102),
histidine
(57)
en
serine
(195).
Deze
vormen
een
catalytic
triad.
Moleculen
Eiwitten
en
Enzymen
5
EIWITTEN
EN
ENZYMEN
INHOUDSOPGAVE
Structuur
van
eiwitten
blz.
1
Myoglobine
versus
hemoglobine
blz.
2
Thermodynamica:
Entropie
blz.
3
Enzymkinetiek
blz.
4
Enzymologie
blz.
5
Katalyse
blz.
5
Regulatie
mechanisme
blz.
7
Scheidingstechnieken
blz.
8
Zuiveringstechnieken
blz.
8
Detectietechnieken
blz.
10
Aminozuren
blz.
12
STRUCTUUR
VAN
EIWITTEN
Aminozuren
hebben
een
tetraëder
structuur
die
linksdraaiend
(L)
of
rechtsdraaiend
(D)
is.
Dit
wordt
bepaald
door
de
prioriteit
van
de
zijgroepen.
Aminozuren
zijn
verbonden
met
een
peptidebinding.
Deze
wordt
gevormd
door
hydrolyse.
De
dubbele
binding
C=O
kan
resoneren
(C=N).
Deze
dubbele
binding
kan
niet
draaien
en
daarom
is
deze
binding
star
en
ligt
het
in
een
vlak.
Primaire
structuur
à
aminozuur
sequentie
Secundaire
structuur
à
interacties
tussen
verschillende
zijgroepen
Cysteïnes
vormen
disulfide
binding
(covalent)
à
cistine
Bedacht
door
Linus
Pauling
α-‐helices
(1,5
Å
à
1,5.10-‐10
m)
Waterstofbruggen
tussen
alle
stikstof
n
en
zuurstof
n+4
Per
winding
3,6
residuen
(aminozuren)
Draait
rechtsom
Compacte
structuur
β-‐sheet
(3,5
Å)
Bestaat
uit
meerdere
β-‐strands
Waterstofbruggen
vormen
à
geen
regel
Parallel
(dezelfde
richting)
of
antiparallel
(tegengestelde
richting)
Loops
en
turns
Tussen
α-‐helices
en
β-‐sheets
Superhelix
/
coiled
coil
à
helix
om
helix
Tertiaire
structuur
à
3D
vouwing
Sommigen
eiwitten
vouwen
zichzelf,
andere
hebben
chaperonnes
nodig
Verkeerd
gevouwen
eiwitten
worden
afgebroken
Hydrofiele
en
geladen
zijgroepen
à
buitenkant
Hydrofobe
zijgroepen
à
binnenkant
Moleculen
Eiwitten
en
Enzymen
1
,
Eiwitten
zijn
amfipathisch
Quaternaire
structuur
à
interacties
multi-‐subunits
Niet-‐covalente
bindingen
Homodimeer
(2
dezelfde
eiwitten)
en
heterodimeer
(2verschillende
eiwitten)
Sterische
hindering
à
zijketens
te
groot,
zitten
in
de
weg
Niet
in
α-‐helices
VTISDNP
en
wel
AELG
Valine,
Threonine,
Isoleucine,
Serine,
Asparaginezuur,
Asparagine,
Proline
Alanine,
Glutamaat,
Leucine,
Glycine
MYOGLOBINE
VERSUS
HEMOGLOBINE
M YOGLOBINE
o Eén
subunit
o Globulair
met
een
prosthetische
groep:
heem
(hoort
bij
het
eiwit,
maar
is
zelf
geen
eiwit)
o Functie:
opnemen
en
opslag
van
zuurstof
o Hoge
affiniteit
voor
zuurstof
o Exponentieel
stijgende
grafiek
die
snel
afvlakt
De
heem
groep
is
een
platte
structuur
van
C-‐
en
N-‐atomen
met
in
het
midden
een
Fe2+
ion.
Dit
ijzer
ion
zit
vast
met
4
niet-‐covalente
bindingen.
Heem
is
amfipathisch,
het
deel
in
het
eiwit
is
hydrofoob
en
buiten
het
eiwit
hydrofiel.
In
de
zitten
twee
histidines,
een
proximale
en
distale.
Er
is
een
niet-‐covalente
binding
tussen
het
ijzer
ion
en
de
proximale
histidine.
IJzer
kan
dan
nog
zuurstof
binden
tussen
de
distale
histidine.
Door
binding
van
het
zuurstof
wordt
er
getrokken
aan
de
distale
histidine
en
de
proximale
histidine
wordt
meegetrokken
door
het
ijzer
ion.
Er
is
dus
een
conformatie
verandering
bij
binding
van
zuurstof.
H EMOGLOBINE
o Vier
subunits
à
twee
α-‐ketens
en
twee
β-‐ketens
o Een
α-‐keten
met
een
β-‐keten
à
dimeer
o Functie:
transport
van
zuurstof
o Lagere
affiniteit
voor
zuurstof
à
hoge
zuurstofdruk
nodig
o 100
torr
in
longen
en
20
torr
in
de
weefsels.
o Coöperatieve
binding
à
snelle
op-‐
en
afname
van
zuurstof
o Sigmoïd
curve
De
efficiëntie
van
zuurstofverzadiging
wordt
verhoogd
door
coöperatieve
binding.
Wanneer
er
twee
heemgroepen
zuurstof
gebonden
hebben,
zit
de
hemoglobine
in
de
interface.
Hierbij
draaien
twee
dimeren
15
graden
t.o.v.
elkaar.
Dit
is
de
relax-‐state
(R-‐state
/
oxyhemoglobine)
en
is
energetisch
voordeliger
dan
de
tense-‐state
(T-‐state
/
deoxyglobine).
De
R-‐state
komt
voornamelijk
voor
in
de
longen
en
de
T-‐state
in
de
weefsels.
Moleculen
Eiwitten
en
Enzymen
2
,Concerted
model
(links)
à
kans
op
draaiing
hangt
af
van
de
hoeveelheid
zuurstof,
dus
coöperactiviteit.
Bewijs:
3
zuurstof
moleculen
gebonden
à
altijd
R-‐state.
Sequentieel
model
à
er
zijn
tussenvormen.
Bewijs:
affiniteit
van
hemoglobine
met
1
zuurstof
molecuul
gebonden
hoger
is
dan
verwacht.
De
T-‐state
is
instabieler
dan
de
R-‐state,
maar
de
R-‐state
heeft
altijd
zuurstof
gebonden.
Dus
BPG
stimuleert
de
T-‐
state.
BPG
bindt
in
het
gat
tussen
beide
dimeren
in
de
T-‐
state
en
stabiliseert
het
molecuul.
Bij
hoge
zuurstofdruk
is
er
een
conformatie
verandering
en
het
BPG
laat
los.
Het
Bohr
effect
is
dat
een
hoge
koolstofdioxidedruk
en
lage
pH
ook
de
T-‐state
stimuleren.
De
protonen
binden
aan
de
histidines
(op
de
grens
van
de
twee
β-‐ketens)
en
CO2
bindt
aan
de
N-‐terminus
van
de
α-‐ketens.
Hiertussen
vormen
zoutbruggen
en
stabiliseert
ook
de
T-‐state.
In
de
longen
is
er
een
hoge
zuurstofdruk,
waardoor
de
protonen
(met
CO2)
uit
het
hemoglobine
gaan.
Hemoglobine
is
allosterisch
(wordt
gereguleerd
door
allosterische
regulators:
BPG,
H+
en
CO2
niet
in
de
active
site)
Hemoglobine
van
embryo’s
hebben
twee
γ-‐ketens
i.p.v.
twee
β-‐ketens.
Hierdoor
kan
BPG
niet
goed
binden.
De
affiniteit
voor
zuurstof
zit
tussen
hemoglobine
en
myoglobine
in.
Het
is
handiger
dat
de
hemoglobine
snel
in
de
R-‐state
komt,
omdat
de
zuurstofdruk
in
de
placenta
laag
is.
o Anemie
à
Te
weinig
hemoglobine
door
ijzertekort.
o Thalassemie
à
Te
weinig
zuurstof
opname
in
weefsels
door
geen
coöperatieve
binding.
o Porfyrie
à
Te
weinig
hemoglobine
door
te
weinig
heem
productie.
o Polycytemie
à
Teveel
hemoglobine.
THERMODYNAMICA:
ENTROPIE
Enzymen
versnellen
reacties
die
spontaan
verlopen,
maar
te
lang
duren.
De
energie
staat
van
het
product
moet
namelijk
lager
zijn
dan
dat
van
het
substraat.
Entropie
(S)
is
een
maat
voor
chaos.
Een
chaotische
toestand
is
energetisch
voordeliger.
Bij
een
verhoging
van
de
entropie
is
de
energie
beter
verdeeld.
Enzymen
zetten
substraten
in
een
tussenvorm,
overgangstoestand.
Hiervoor
is
energie
nodig.
Deze
toestand
is
energetisch
onvoordelig
en
daardoor
verloopt
de
reactie.
Wetten
van
thermodynamica,
waarbij
het
systeem
een
deel
is
van
het
heelal
en
omgeving
de
rest;
o Eerste
wet
à
energiebehoud
ΔE
=
Q
-‐
W
Interne
energie
(E)
is
alle
energie
in
het
systeem.
o Tweede
wet
à
Tijdens
het
proces
moet
de
totale
entropie
toenemen.
Entropie
van
het
systeem
daalt,
entropie
omgeving
neemt
toe.
ΔSsysteem
+
ΔSomgeving
>
0
Moleculen
Eiwitten
en
Enzymen
3
,Gibbs
energie
(G)
is
de
vrije
energie
à
de
interne
energie
die
gebruikt
kan
worden
om
het
proces
voort
te
zetten
in
kcal
/
mol
ΔG
=
ΔH
–
TΔS
H
(warmte-‐inhoud),
T
(absolute
temperatuur)
à
ΔH
=
ΔE
ΔG
=
ΔE
–
TΔS
à
spontane
reactie:
ΔE
of
TΔS
=
negatief
ΔG
zegt
niets
over
de
manier
waarop
en
de
snelheid
van
de
reactie.
!
ΔG
=
ΔG0
+
RT
.
ln
( )
ΔG0
(standaard
verandering
vrije
energie
bij
1
M
reactanten)
!
!
ΔG0
=
-‐RT
.
ln
( )
Evenwicht
à
ΔG
=
0
!
!
ΔG
=
ΔG0
+
1,36
.
log
( )
Standaard
condities
(25
°C
en
pH
7)
!
!
ΔG0’
=
-‐1,36
.
log
( )
Standaard
condities
(25
°C
en
pH
7)
bij
evenwicht
!
k1
k2
k-‐1
ES
is
de
overgangstoestand
(transition
state),
deze
toestand
is
energetisch
ongunstig.
Een
enzym
duwt
het
substraat
over
een
hobbel,
hierdoor
komt
het
enzym
zelf
in
een
energetisch
betere
toestand
en
komt
er
energie
vrij.
ENZYMKINETIEK
Vroeger
dacht
men
dat
enzym-‐substraat
complex
een
slot-‐sleutel
complex
was.
Hierbij
past
het
substraat
maar
op
1
manier.
Nu
weten
we
dat
het
induced
fit
is.
Het
enzym
en
substraat
zijn
niet
statisch
en
door
binding
stabiliseren
ze
in
een
bepaalde
conformatie.
Een
enzym
kan
zijn
maximale
snelheid,
vmax,
bereiken
wanneer
er
genoeg
substraat
wordt
toegevoegd.
Het
enzym
heeft
dan
zijn
limiet
bereikt,
equilibirum.
De
initiële
snelheid,
v0,
is
heel
hoog.
De
half
maximale
snelheid
is
de
Km
of
de
Michaelis-‐Mente
constante.
!"#$%""& !" !!!!!!
𝐾𝑚 =
𝐾𝑚 =
Km
berekenen,
k1
en
k-‐1
(maten
voor
hoe
goed
het
!"#$"%& !" !!
enzym
aan
het
substraat
bindt),
k2
(maten
voor
omzetting
substraat
in
product)
𝑉𝑘𝑎𝑡 = 𝑘2 . 𝐸𝑆
Katalytische
snelheid,
[ES]
afhankelijk
van;
Vorming:
k1.
[E]
.
[S]
Afbraak:
(k-‐1
+
k2)
.
[ES]
k1
.
[E]
.
[S]
=
(k-‐1
+
k2)
.
[ES]
Vorming
=
Afbraak
! .[!]
𝐸𝑆 = !!!!!!
Onderste
term
is
gelijk
aan
Km
!!
Combineer
de
laatste
blauwe
formules
met
de
aannames
en
vkatalyse
[E]
=
[Etotaal]
–
[ES]
[S]
=
[Stotaal]
[S]
>>
[E]
!! . !"#" .[!]
𝑉𝑘𝑎𝑡 =
[S]
>>
[E]
à
alle
E
binden
aan
S
(E
à
ES)
en
v
=
vmax
à
vmax
=
k2.[Etot]
! !!"
[!]
𝑉 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 .
Michaelis-‐Mente
vergelijking
! !!"
Moleculen
Eiwitten
en
Enzymen
4
, !"#$
o
[S]
<
Km
à
[S]
verwaarlozen
à
𝑉 =
!"
o [S]
>
Km
à
Km
verwaarlozen
à
𝑉 = 𝑉𝑚𝑎𝑥
!
o [S]
=
Km
à
à
𝑉 = 𝑉𝑚𝑎𝑥
!
! ! !" !
= + .
Lineweaver-‐Burk
plot
! !"#$ !"#$ [!]
Snijpunt
y-‐as
à
vmax
Snijpunt
x-‐as
à
Km
(Km
dichtbij
y-‐as
hoge
affiniteit)
ENZYMOLOGIE
Irreversibele
remmers
laten
niet
meer
los
na
het
binden
aan
het
enzym.
Reversibele
remmers
laten
wel
los
na
binding.
Er
zijn
twee
soorten
reversibele
remmers;
o Competitieve
remmers
binden
op
de
plek
van
het
substraat
in
de
active
site.
o Remt
de
k1
o Vmax
blijft
hetzelfde
o Km
wordt
hoger
o Niet-‐competitieve
remmers
binden
niet
in
de
active
site.
Na
binding
verandert
de
conformatie
en
kan
het
substraat
niet
binden.
o Remt
de
k2
o Vmax
wordt
lager
o Km
blijft
hetzelfde
KATALYSE
Proteolyse
is
het
afbreken
van
eiwitten
(peptide
bindingen)
en
wordt
versneld
door
proteasen.
Bijvoorbeeld
chymotrypsine
dat
ontstaat
uit
chymotrypsinogeen.
Chymotrypsinogeen
wordt
in
drie
stukken
geknipt,
deze
delen
vormen
samen
een
actief
eiwit
complex.
Chymotrypsine
knipt
specifiek
na
een
aromatische
of
hydrofobe
zijketens.
Katalyse
gebeurt
in
twee
stappen
o Acylering
à
covalente
binding
enzym
met
een
van
de
producten
o OH
groep
van
serine
gaat
een
binding
aan
met
de
C-‐terminus
van
het
aminozuur
met
aromatische
of
hydrofobe
zijgroep.
Door
deze
covalente
binding
drijft
het
stuk
wat
aan
de
C-‐terminus
zat
weg.
o Deacylering
à
losmaken
enzym-‐product
o Covalente
binding
tussen
OH
en
C-‐terminus
wordt
gehydrolyseerd
à
enzym
is
in
oude
toestand
en
substraat
is
in
tweeën
geknipt.
De
active
site
van
het
enzym
zitten
drie
aminozuur
zijketens
die
voor
de
activiteit
zorgen,
asparataat
(102),
histidine
(57)
en
serine
(195).
Deze
vormen
een
catalytic
triad.
Moleculen
Eiwitten
en
Enzymen
5
