Enzimele – catalizatori biochimici

Procesele biologiceReactii chimice

Enzime

Aplicatii in

industrie

alimentara

detergentilorfarmaceutica

Shewale-Enzymes Everywhere-1996

Paradoxul biologiei moleculare

Emil Duclaux (1883)

Prima nomenclatura a enzimelor

Substrat + aza

Enzima

Uree + aza

Ureaza

http://study.com/academy/lesson/

o Gabriel Gustav Valentin (1844)

sucul pancreatic descompune

alimentele in timpul digestiei

http://www.slideshare.net/SECBIO/

digestion-29026783

o Theodor Schwann (1836)

descopera pepsina

“Despre esenta digestiei”

Procesul de digestie

o E.F. Hoppe-Seyler

1862 hemoglobina cristalina

1871 descoperirea invertazei

1875 metoda de clasificare a proteinelor

Cristal de hemoglobina ovina

http://images.nigms.nih.gov/

Cristal de tripsina porcina

Procesul de digestie

L. Pasteur (1876) descoperirea

anaerobe-Studii asupra berii,

alterarea ei si cauzele care o provoaca

Cai matabolice alternative care

preced procesul de glicoliza

Alba-Lois, L. & Segal-Kischinevzky, C. (2010)

Beer & Wine Makers. Nature Education 3(9):17

www.studyblue.com

Tipuri de microorganisme

Microorganismele

https://www.exploreyeast.com/

Jokichi Takamine (1894)

Aspergillus oryzae

Taka-diastaza, amilaza (1894)

Alfa-amilaza (salivara)

PDB 1smd

o Eduard Buchner (1897)

descopera zimaza care

converteste zaharul in

alcool

o Fratii Buchner

drojdei uscata

fermentatia alcoolica

http://www.preproom.org/practicals

Fermentația alcoolică/fără microorgansime

Otto Rohm

Detergenți pe bază de enzime

Tabacirea

pielii

Enzime pancreatice

https://slideplayer.com/

E. Fischer

Specificitatea

enzimelor

Dezvoltarea enzimologiei mecanistice

-1913-

ecuatia care cuantifica

cataliza enzimei

Leonor Michaelis Maud Leonora Menten

Dezvoltarea enzimologiei mecanistice

o James B. Sumner

1926 cristalizarea

ureazei

1946 premiul

NobelStructura ureazei

(fasole PDB4GY7)

Sir Arthur Harden

Premiul Nobel pentru chimie

fermentatia zaharozei (1929)

Hans von Euler-Chelpin

Dezvoltarea enzimologiei mecanistice

o O. H. Warburg (1931)Premiul Nobel pentru fiziologie

si medicina - descoperirea

enzimelor respiratorii

J. D. Bernal (1934)

prima fotografie prin

difractie cu raze X (pepsina)

1924 “On metabolism of tumors,”

stated, “Summarized in a few words, the

prime cause of cancer is the replacement of

the respiration of oxygen in normal body

cells by a fermentation of sugar.”

Dezvoltarea enzimologiei mecanistice

o H. Theorell (1955)

Premiul Nobel pentru

fiziologie si medicina

studiul enzimelor

oxido-reducătoare

o John H. Northrop (1946)

premiul Nobel

cristalizarea unor enzime

Dezvoltarea enzimologiei mecanistice

G. W. Beadle

Premiul Nobel pentru fiziologie

si medicina (1958)

E. L. Tatum

Corespondența între gene și enzime

https://droso4schools.wordpress.com/

l4-enzymes/

O etapă metabolică / o genă

Bacillus licheniformis

Proteaze in industria detergentilor (1960)

o C. B. Anfinsen (1959)Fundamentul molecular

al evolutiei - bazat pe cercetarile

asupra enzimelor

1971 impreuna cu

S. Moore si W. H. Stein

Premiu Nobel pentru Chimie (1/2)

cercetarile asupra ribonucleazei

Robonuclează A (Bos taurus)

www.rcsb.org/structure/1RNU

1959- Premiul Nobel pentru

fiziologie si medicina ADNpolimeraza

S. Ochoa W. Kornberg

Producerea acizilor nucleici cu ajutorul enzimelor

ADNpolimeraza I

https://www.biomol.com/

Premiul Nobel pentru chimie

studiul hemoproteinelor

difractie cu raze X (1962)

J. C. Kendrew M. F. Perutz

Studiul structurii proteinelor

Structura 3D a mioglobinei

https://www.wikiwand.com/

Mioglobina – proteină care leagă oxigen

Tesut muscular (vertebrate)

Mioglobina – flux sangvin

Musculatura afectata

Hamilton Othanel

Smith (1970)

izoleaza prima enzima

de restrictie

de tip II

Scindarea ac. nucleici cu ajutorul enzimelor

https://www.slideshare.net/RishabhJain413/

https://biologyreader.com/

1970 Virusii contin o ADN polimeraza

- dezvoltarea ingineriei genetice

H. M. Temin D. Baltimore

1975 P. Nobel

Fiziologie si Medicina

Producerea acizilor nucleici cu ajutorul enzimelor

Revers transcriptaza

https://sso.brown.edu/

D. Nathans

1971 obtin diferite enzime de restrictie

1978 Premiu Nobel pentru fiziologie si

medicina

H. Smith

Folosirea enzimelor de restrictie

in ingineria genetica

Enzimele de restricție

H. W. Boyer

(1973)

Producerea

ADNului

in Ecoli

Exemple de inhibitori (medicamente)

Inhibitor/

Medicament

Boala/

contextul

Enzima

Inhibată

Acyclovir

Ciclosporina

DuP450

Fluorouracil

Phenelzine

Zileuton

herpes

transplant

de organe

SIDA

cancer

depresie

alergie

ADN polimeraza

Ciclofilina/

Calcineurina

proteaze HIV

timidilat sintaza

monoamin-oxidaza (creier)

5-lipoxigenaza

phenelzine

Monoamin oxidaza A

Inhibitori folositi drept medicamente

Ramsey, R.R:, Tipton, K. H.

Molecules 2017, 22(7), 1192aadrenalina

Viagra inhiba fosfodiesteraza PDE5

Inhibitori enzimatici - medicamente

Guazzi, M., Circ Heart Fail. 2008;1:272-280

Sildenafil

(Viagra)

Inhibitori enzimatici - medicamente

Inhibitia acetil-colin esterazei

Situs activ – chimotripsină

Enzimele – agenți anticanceroși

L-asparaginaza

reduce astfel rata de creștere

a celulelor tumorale

Abaji, R., Krajinovich, M.,

Cancer Drug Resist 2019;2:242-255

Arginin deiminaza

catalizează hidroliza L-

argininei la citrulina și NH3

Treatmentul tumorilor arginin-

auxotrofe

carcinomul hepatocelular

melanomul

Zhu, L. Et al., ChemBioChem

11 (5), 691–697 (2010).Hering, S. et al., Protein

Expression and Purification,

91(1), 61, 2013.

En = in zima = drojdie

Enzime -Terminologie

Enzima + Substrat Enzima + Produs

25000 de enzime

3000 caracterizate

300 cristalizate

https://cdn.thinglink.me/

Enzimele Proteine

Proprietati importante

Puterea catalitica

Specificitate

Activitate controlata

Compusi naturali

http://book.bionumbers.org/

Puterea catalitica

Cresterea vitezei de reactie Ordin de

magnitudine

Creatin kinaza 4

Alcool dehidrogenaza 8

Hexokinaza 10

Fosforilaza 11

Ureaza 14

Orotidin-5-fosfat decarboxilaza 17

Ureaza este prima enzimă izolată în stare

pură cristalină;

J.B. Sumner (1926) a izolat ureaza din

fasole (Canavalia ensiformis)

Helicobacter pyloriPhaseolus vulgaris

este produsă de o serie de plante, fungi şi bacterii:

Ureaza

Canavalia ensiformis

Ureaza

• Obtinerea extractelor enzimatice

Sursa Mojarare Sonicare

CentrifugareFiltrareExtractul

enzimatic

Tampon

1,3- control;

2-extract din fasole verde;

4-extract din seminţe de pepene roşu;

Ureaza