interacțiunea enzimă-substratcinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat...
TRANSCRIPT
![Page 1: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/1.jpg)
Cataliza biochimică
Enzimele - situsuri de legare Substrat
Reactiile enzimatice Intermediari covalenti
cbc.arizona.edu
Formarea unui
intermediar covalent acil
Interacțiunea enzimă-substrat
https://chem.libretexts.org/
![Page 2: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/2.jpg)
Interactiunileenzima-substrat
grupari
bazice
acide
nucleofile
ARNaza pancreatica bovina
Cataliza biochimică
Interacțiunea enzimă-substrat
www.namrata.co
![Page 3: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/3.jpg)
E. Fischer-1894
Specificitatea enzimelor
D. Koshland-1958
Enzimeleproteine specifice
Complementaritate parteneri
Stabilizarea starii de tranzitie??
Enzimelestructuri flexibile
Modificarea conformatiei situs activ
Situs flexibil
Cataliza biochimică
Interacțiunea enzimă-substrat
![Page 4: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/4.jpg)
Modelul de inducere a conformatiei
www.quora.com
Cataliza biochimică
Interacțiunea enzimă-substrat
![Page 5: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/5.jpg)
iws.collin.edu
Modificarea conformatiei situsului activIn prezenta substratului
Distorsionarea legaturilor chimice ale substratului
energie mai mica(clivarea substratului)
Cataliza biochimicăInteracțiunea enzimă-substrat
Matsunaga Y, Fujisaki H, et al. (2012) PLOS Computational Biology 8(6): e1002555
Sol M. Resnick, and Alexander J. B. Zehnder Appl. Environ. Microbiol. 2000;66:2045-2051
![Page 6: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/6.jpg)
Teoria starii de tranzitie
Cataliza biochimică
[X‡] = [X] -G‡
RTexp
concentrația speciei în starea de tranziție
CorelațieStr.-reactivitate
Adaptată din research.cm.utexas.edu
= [X‡] = [X] -G‡
RT
-d[X]dt
kT
hexp
k1 =-G‡
RT
kT
hexp
k1 =S‡
RT
kT
hexp
-H‡
RTexp
Rata de descompunere a speciei X
Constanta vitezei de reacție de ordinul I
-G‡ k1
![Page 7: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/7.jpg)
Starea de tranzitiemaxim energetic
Intermediarii
Energii mai mici
Leg chimice formate
Teoria starii de tranzitie
Cataliza biochimică
Starea de tranzitie a E. coli tARN-Adenozine Deaminazei
http://pubs.acs.org/JACSbeta/
![Page 8: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/8.jpg)
Postulatul lui Hammond
Reactia in etape: A I P
I -intermediar instabil
Structura I ~ Structura T#
Stabilizarea T#
Lizozimul
Carboxanioni intermediari ~ T#
Protein structure and Function, Petsko & Ringe, 2004
http://www.chemguide.co.uk/
Cataliza biochimică
![Page 9: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/9.jpg)
Energia de activare
Enzimele reduc Ea a reactie
http://www.mtchs.org/BIO/
Constanta vitezei (k1) 10X
ΔΔG҂ = 5,71 KJ/Mol
½ ΔG legatura de H
Constanta vitezei (k1) 106x
ΔΔG҂ = 34 KJ/Mol
1/10 ΔG C-C
ΔΔG҂ = Eanecat - Eacat
http://i.stack.imgur.com/KQSgM.jpg
Cataliza biochimică
![Page 10: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/10.jpg)
Cataliza bazicaCataliza acida
Stabilizare
Catena laterala aminoaciziaspartat, glutamat, tirozina histidina si lizina
Stari de tranzitie nefavorabile
Transfer proton(baza)
Transfer proton(acid)
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza biochimică
![Page 11: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/11.jpg)
Carboxipeptidaze
Anhidraza carbonicaStructura situsului activ al
Carboxipeptidazei Ahttp://www.open.edu/openlearn/
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza biochimică
Cataliza electrofilă
![Page 12: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/12.jpg)
Stabilizarea starii de tranzitie
Endonucleaza G
Arg 110 si Mg2+
Wu SL et al.J. Biomed. Sci., 2009
Implicata in procesele de proliferare celulara
(inclusiv apoptoza)
Proteina AIF și endonucleaza G sunt eliberate din mitocondrie si provoaca degradarea ADN-uluihttp://www.protein.bio.msu.ru/
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza biochimică
Cataliza electrofilă
![Page 13: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/13.jpg)
Gruparea –OH a serinei
În enzime- grupări nucleofile (în cataliză):
Serin proteaze
Colinesteraze
www.atsdr.cdc.gov
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza biochimică
Cataliza nucleofila
https://proteopedia.org
![Page 14: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/14.jpg)
Gruparea –OH a serinei
Leucocitesteraza (LE)
http://slideplayer.com/slide/4366028/
existența unei infecții urinarepH, conc. Proteinei, NO2
-
https://drugsdetails.com
Indoxil + Sare diazoniu → azoderivat (violet)
Esterul ac. Indolcarboxylic → Indoxil + AcidLE
Limita de detecție 10-25 Leu/µl
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza biochimică
Cataliza nucleofila
![Page 15: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/15.jpg)
Lipaze (situs activ)www.thermofisher.com
Fosfataza acida (E coli)www.scielo.br
Gruparea –OH a serinei
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza biochimică
Cataliza nucleofila
![Page 16: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/16.jpg)
Thomas, Shafee, (2014). "Evolvability of a viral protease: experimental evolution of catalysis, robustness and specificity". PhD Thesis. University of Cambridge.
Triada catalitică
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza nucleofila
![Page 17: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/17.jpg)
gruparea -OH tirozinica
Topoisomerase IB situs activ (PDB 1A36)
helicase.pbworks.com
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza nucleofila
topoizomeraze
![Page 18: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/18.jpg)
glutamin sintetaza
gruparea -OH tirozinica
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza nucleofila
Spodenkiewicz, M. et al, Biology 2016, 5(4), 40
Homodecamer2 x pentamer
![Page 19: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/19.jpg)
glutamin sintetaza – deficiență
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza nucleofila
Reprezentarea schematică a fiziopatologiei deficientei GS: scăderea detoxifierii NH3și împiedicarea reaprovizionării ciclului Gln-Glu-GABA
Spodenkiewicz, M. et al, Biology 2016, 5(4), 40
![Page 20: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/20.jpg)
Glutamat-cistein ligaza (γ-glutamilcistein sintetaza, EC 6.3.2.2)
William B. Musgrave et al. Biochem. J. 2013;450:63-72
gruparea -OH tirozinica
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza nucleofila
Biosinteza glutationuluiAlmuafri, F., et al.,
Blood Cells, Molecules and Diseases2017;65:73-77
Anemie hemolitică moderată – 3 surori
![Page 21: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/21.jpg)
Gruparea -SH a cisteinei - tiol proteaze papainaficina
Papaina situs activ www.cambridgemedchemconsulting.com
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza nucleofila
Yao, Q. et al., PNAS,2009. 106 (10) 3716-3721
![Page 22: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/22.jpg)
tiol proteaze (bromelaina) gliceraldehid 3-fosfat dehidrogenaza
www.studyblue.com
Influenta bromelainei asupra unor mediatori care intervin in inflamatia acuta
Srivastava, AK et al.,Braz. Arch. Biol. Technol., 59, 2016
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza nucleofila
![Page 23: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/23.jpg)
•imidazolul din histidina cresterea nucleofilicitatii gruparilor -OH si -SH
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza nucleofila
Freeman and co, Biochemistry, 2007
Ash, E. L., et al., H-bond: Proposal for reaction-driven ring flip mechanism in serine
protease catalysis, PNAS, 2000, 97(19)10371-10376
![Page 24: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/24.jpg)
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza nucleofila
• imidazolul din histidina transferul grupei fosfat
Fosfoglicerat mutazaEnzimă glicolitică
2,3-BPG ↑ eritrocite
Controlul afinitățiiHb-O2
![Page 25: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/25.jpg)
gruparea –NH2 (lizinica) - cataliza acetoacetat decarboxilazei
Highbarger, L.A. and Gerlt, J.A,Biochemistry, 35, 41-46, 2016
Gerlt, J.A. Nature Chemical Biology
5, 454 – 455, 2009
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza covalentă
![Page 26: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/26.jpg)
gruparea –NH2 (lizinica) - cataliza acetoacetat decarboxilazei
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza covalentă
Dovedirea intermediarului catalitic
CO
CH3
CH2
- CO2
CO
O
NH2EH+
C
CH3
CH2
CO
O
NH
E C
CH3
CH2
HNE
C
CH3
CH3
NH
EH2O
H+ NH2E+ + C
CH3
CH3
O
CH3COCH2CO2NH2E C
CH3
CH3
NH
EBH4
-
+ CH
CH3
CH3
NH2E
![Page 27: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/27.jpg)
gruparea –NH2 (lizinică) - cataliza transladolazei;
Transaldolaza situs activ www.nature.com chemwiki.ucdavis.edu
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza covalentă
![Page 28: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/28.jpg)
gruparea –NH2 (lizinică) - adolazei;
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza covalentă
C O
CH2
CH2 OH H2N E
H+O P
C
CH2
CH OH
NH
E
O P
H
H+
C
CH2
C
HO
HN E
O P
H
C
OH
R
H+
C
CH2
CHO
NH
E
O P
H
C OHH
R
H2O C
CH2
CHO
O
O P
H
C OHH
R
H2N E+
![Page 29: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/29.jpg)
Stabilizarea stării de tranziție
Cataliza covalentă
Cataliza electrofilă în cazul piridoxal fosfatului
Richard, J.P. et al.,Current Opinion in Chemical Biology,
13(4), 2009, 475-483
Situs catalitic DAA transferazeiBacillus sp. YM-1
https://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/m-csa/entry/66/
PLPY31K145
L201E177
![Page 30: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/30.jpg)
• gruparea carboxilica (aspartat) - ATPaze (K+/Na+, Ca2+).
Cataliza nucleofila
www.rpi.edu
Structura Na,K-ATPazei cu ouabainahttps://www.researchgate.net/
![Page 31: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/31.jpg)
Reactia: R1 R2 P
Etape determinanta de viteza
![Page 32: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/32.jpg)
Cinetica starii stationare
Starea stationara Sistemele dinamice
Rata formare = rata distrugere
Populatia tarii
![Page 33: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/33.jpg)
Sisteme biochimice
metabolit
celula
Xformare
Ydegradare
vformare = vdegradare
Stare stationara
Intelegere metabolism
S > E
Stare prestationara
Analiza mecanisme de reactie
![Page 34: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/34.jpg)
Ecuatia Michaelis-Menten
ES - Complex enzima-substrat
Leonor Michaelis (1913)
[E] = constant, rata de reactie creste cu cresterea [S] pana cand viteza maxima, Vmax, este atinsa
v =[E]0[S]kcat
Km + [S]
E + S ES P + EKS kcat
![Page 35: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/35.jpg)
v =[E]0[S]kcat
Km + [S]
[S] < < Km
v =kcat
Km
[E]0[S]
a) Enzima libera + substrat
[S] = Km
v =kcat
2[E]0
b) Enzima saturata 50% cu substratul
[S] >> Km
v =kcat [E]0
c) Enzima saturata cu substratul
![Page 36: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/36.jpg)
KS =[E][S]
[ES]
E + S ES P + EKS kcat
v = kcat [ES][E] = [E]0 - [ES]
Reactia enzimei cu un singur substrat
![Page 37: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/37.jpg)
v = kcat [ES][ES] =[E]0[S]
KS + [S]
v =[E]0[S]kcat
Km + [S]
E + S ES P + EKS kcat
Reactia enzimei cu un singur substrat
KS = Km
v =[E]0[S]kcat
Km + [S]
EP disociere rapidă
![Page 38: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/38.jpg)
E + S ES P + Ek1
k-1
k2
Michaelis-Menten - premiza: E E + S k2 << k-1
G. E. Briggs 1925J. B. S. Haldane
[ES] cinetica stationarak2 ~ k-1
d[ES]/dt = 0 = k1[E][S] - k2[ES] - k-1[ES]
Cinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare
![Page 39: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/39.jpg)
v =[E]0[S]k2
[S] + (k2 + k-1)/k1
(k2 + k-1)/k1 = Km
Km = Ksk2 << k-1
E + S ES P + Ek1
k-1
k2
Cinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare
k2 = kcat
vmax= [E]0 kcat
v =vmax [S]
Km + [S]
Ecuatia Michaelis-Menten
![Page 40: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/40.jpg)
Introduction to Enzyme and Coenzyme Chemistry (2004) Second Edition, TIM BUGG, Blackwell Publishing
Ec. M-M Vmax??
Cataliza biochimică
Variante ale ecuatiei Michaelis-Menten
![Page 41: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/41.jpg)
Introduction to Enzyme and Coenzyme Chemistry (2004) Second Edition, TIM BUGG, Blackwell Publishing
Cataliza biochimică
Variante ale ecuatiei Michaelis-Menten
![Page 42: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/42.jpg)
Cataliza biochimică
Variante ale ecuatiei Michaelis-Menten
Hanes-Woolf
![Page 43: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/43.jpg)
http://www1.lsbu.ac.uk/water/enztech/determination.html
Eisenthal și Cornish-BowdenPlot grafic
Cataliza biochimică
Alte modalități de determinare ale Km și vmax
![Page 44: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/44.jpg)
allos=altstereos=solid, spatiugrec
Cataliza biochimică
Controlul alosteric al activității enzimatice
Modalități de reglare a activității enzimatice:
a) Controlul disponibilității enzimei
b) Controlul activității enzimatice
Hemoglobina
![Page 45: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/45.jpg)
Modelul simetric(Monod, Wyman, Changeux) Premise
Cataliza biochimică
Controlul alosteric al activității enzimatice
a. proteina – oligomersubunitățile orientate simetric
b. Oligomerul2 stări conformaționaleT (deoxi-Hb) si R (oxi-Hb)
c. ligandul se leagă la o subunitate
d. simetria conformațională păstrată ↓
trecerea T R în toate subunitățile??
![Page 46: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/46.jpg)
Modelul secvential(Kochland)
Cataliza biochimică
Controlul alosteric al activității enzimatice
Premise
a. legarea ligandului induce schimbări conformaționale(subunitatea vecina)
b. interacțiunile cooperative din subunitățile vecine schimbări conformaționale
Cooperare pozitivănegativă
![Page 47: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/47.jpg)
Cataliza biochimică
Controlul alosteric al activității enzimatice
Ecuația Hill
![Page 48: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/48.jpg)
5. Cataliza biochimică
Inhibitia feedback a ATCazei controleaza sinteza pirimidinei
![Page 49: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/49.jpg)
Cataliza biochimică
Inhibitia feedback a ATCazei controleaza sinteza pirimidinei
https://bio.libretexts.org
ATCaza umană – parte integrantăa unui complex enzimatic
Ruiz-Ramos et. al., Stucture, 24, 1081-1094 (2016)
PALA = N-fosfoacetil-aspartat
![Page 50: Interacțiunea enzimă-substratCinetica reactiilor enzimatice - teoria starii stationare k2 = k cat vmax = [E] 0 kcat v = vmax [S] Km + [S] Ecuatia Michaelis-Menten. Introduction to](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022071411/6105ebdb36b89e4800454342/html5/thumbnails/50.jpg)
Cataliza biochimică
Inhibitia feedback a ATCazei controleaza sinteza pirimidinei
Ruiz-Ramos et. al., Stucture, 24, 1081-1094 (2016)
în absența inhibitorului
în prezența inhibitorului