Prezentace aplikace PowerPoint

1
Reakcní kinetika enzymových reakcí regulace
cinnosti enzymu
2
(No Transcript)
3
Reakcní kinetika enzymových reakcí
  invertasa sacharosa H2O ????
glukosa fruktosa   hexosafosfátisome
rasa D-glukosa-6-fosfát ??????????
D-fruktosa-6-fosfát
4
Reakcní kinetika enzymových reakcí
Casová závislost koncentrace substrátu S a
produktu P monomolekulární premeny S ? P. k1
0,01 s-1, k-1 0 s-1 pro prípad 1 ("nevratná
reakce") k1  0,006 s-1 a k -1 0,00375 s-1
pro prípad 2 (vratná reakce)
5
Reakcní kinetika enzymových reakcí
monomolekulární premena S ? P
Základní definice pro
náš prípad - Základní
model k1
k2 E S ES(EP) P E k -1
k -2   Zanedbat zpetnou
reakci? k1 k2 E S
ES ??? P E k-1
6
(No Transcript)
7
(No Transcript)
8
(No Transcript)
9
(No Transcript)
10
(No Transcript)
11
Další duležité pojmy   definice limitní
rychlosti Vlim k2 . Eo  
císlo premeny molekulová (molární) aktivita
enzymu     Katalytická aktivita enzymového
preparátu (? množství aktivního enzymu)   K
cemu to? - kupuji enzym (cena za jednotku)
- kolik potrebuji enzymu pro reakci
- koncentrace katalytické
aktivity (kat/ml) - klin. biochemie   Katalytickou
aktivitu 1 katalu (1 U) vykazuje enzymový
preparát, který za definovaných podmínek (pH,
pufr, teplota) pri nasycení substrátem premení 1
mol (1 ?mol) substrátu za 1 sec (1 min).
když E0 ES
pocet molu substrátu, které je 1 mol enzymu
schopen premenit pri saturaci substrátem za
jednotku casu kolik molekul substrátu je za
stejných podmínek schopna premenit 1 molekula
enzymu za jednotku casu
12
Císlo premeny molekulová (molární) aktivita
enzymu
13
Reakcní kinetika enzymových reakcí
14
Reakcní kinetika enzymových reakcí
Jak urcit hodnoty KM a Vlim? metoda pocátecních
reakcních rychlostí závislost vo na S Metoda
nelineární regrese Odhad KM 1,8 mmol.dm-3 a
Vlim 2,5 mmol.dm-3.min-1 "Správné" hodnoty KM
2,04 ? 0,43 mmol.dm-3,
Vlim 2,04 ? 0,16 mmol.dm-3.min-1
Michaelisovská závislost pocátecní reakcní
rychlosti na koncentraci substrátu.
15
Závislost pocátecní reakcní rychlosti na pH a
teplote
16
VÍCESUBSTRÁTOVÁ KINETIKA
- následný mechanismus (postupný, sekvencní)

- náhodný - usporádaný
  - "ping-pongový" E-P S1 ??
E-P P1 E-P S2
?? E-P P S1 S2 ?? P1 P2
17
"ping-pongový mechanismus
18
"NEMICHAELISOVSKÉ" ENZYMY
- positivní homotropní allosterický efekt
(allosterické enzymy) - heterotropní allosterický
efekt
19
Alosterické enzymy
20
Regulace enzymové aktivity
21
Regulace enzymové aktivity

• na úrovni transkripce a translace (konstitutivní
  a induktivní)
• pomocí zmen kovalentní struktury (rízeno
  specifickými enzymy)
• - nevratné (aktivace štepením peptidové
  vazby - proenzymy)
• - vratné (fosforylace, adenylace...)
• efektory (aktivátory a inhibitory)

22
Regulace enzymové aktivity

• INHIBICE
• - nevratná
• vratná
• a) substrátem
• b) kompetitivní (competitive)
• c) akompetitivní (acompetitive)
• d) nekompetitivní (noncompetitive)

23
Kompetitivní inhibice
KM , Vlim
Vlim
24
Kompetitivní inhibice
25
Akompetitivní inhibice
26
Akompetitivní inhibice
27
Nekompetitivní inhibice
Vlim
28
Nekompetitivní inhibice
29
(No Transcript)
30
Regulace enzymové aktivity
31
Allosterická inhibice (aktivace)
32
Príklad
Pri studiu enzymové reakce byly pro následující
výchozí koncentrace substrátu zmereny pocátecní
rychlosti reakce

• Odhadnete hodnoty Km a Vlim.
• Jaká bude pocátecní rychlost pri koncentracích
  substrátu
• 2,5 . 10 5 a 5 . 10-5 mol/dm3 ?

33
Imobilizované enzymy Definice IUPAC - enzymy,
které jsou fyzicky ohraniceny nebo lokalizovány,
zachovávají si svoji aktivitu a mohou být použity
opakovane a kontinuálne

34
Biotechnologie
Definice? Aplikace biologických vedních oboru a
inženýrských disciplin k prímému nebo neprímému
využití živých organismu nebo jejich soucástí v
jejich prirozené nebo modifikované podobe.
Prednosti surovinová základna, energetická
nenárocnost, šetrnost k životnímu
prostredí Nevýhody Vysoké náklady na V a V, malá
efektivnost?
35
Biotechnologické smery

• Prumyslová mikrobiologie
• Fermentacní (ethanol, kyselina citronová)
• Produkty biosynthes (primární a sekundární
  metabolity, biopolymery),
• Biotransformace
• Biomasa

1. Prumyslové biotechnologie
2. Biotechnologie životního prostredí (bioremediace)
3. Živocišné biotechnologie
4. Biotechnologie užitkových rostlin
5. Veterinární a medicínské biotechnologie

36
Využití enzymu ? aplikovaná enzymologie

• využití enzymu, resp. enzymových systému, vcetne
  celých bunek
• prumysl potravinárský a nepotravinárský
• klinická biochemie (diagnostika a stanovení
  analytu)
• farmaceutika

• Technologicky významné enzymy
• Hydrolasy (80) 50 proteasy, 50
  glykosidasy
• Isomerasy GI (12 !)
• Oxidoreduktasy (GOD - analytika)
• Ostatní (5 - 7)

Zdroje technických preparátu enzymu Mikrobiální
(bakterie a plísne) - extremofilní MO
rekombinantní technologie živocišné a
rostlinné
37
Príklady

• Biodetergenty
• (proteasy, amylasy, lipasy, celulasy, peroxidasy)
• Hydrolýza škrobu (amylasy, GI, transferasy)
• Mlékárenství (chymosin)
• Hydrolýza proteinu
• . až po biostoning (celulasy)