Pobierz prezentację
Pobieranie prezentacji. Proszę czekać
1
Mechanizmy reakcji enzymatycznych (I)
Enzymologia-7 Mechanizmy reakcji enzymatycznych (I)
2
KLASY I PODKLASY ENZYMÓW
OKSYDOREDUKTAZY 2. TRANSFERAZY dehydrogenazy - transaldolaza oksydazy - trasketolaza reduktazy - acylo-, metylo-, amino-, glukonylo- peroksydazy i fosforylo- transferazy katalaza - kinazy oksygenazy - fosfomutazy hydroksylazy 3. HYDROLAZY LIAZY - esterazy dekarboksylazy - glikozydazy - aldolazy - peptydazy - ketolazy - tiolazy hydratazy - fosfolipazy - dehydratazy - amidazy syntazy - dezamidazy - liazy 5. IZOMERAZY LIGAZY - racemazy - syntetazy - epimerazy - karboksylazy - mutazy
3
Dehydrogenaza alkoholowa
Oksydoreduktazy (E.C. 1) Katalizują reakcje utleniania i redukcji Dehydrogenazy Oksydazy Oksygenazy Reduktazy Peroksydazy hydroksylazy Dehydrogenaza alkoholowa
4
Transferazy (E.C. 2) Katalizują transfer określonej grupy z jednej cząsteczki na drugą. Transaminazy Transmetylazy Transkarboksylazy Transketolazy, transaldolazy Kinazy Fosfomutazy hexokinase
5
Hydrolazy (E.C. 3) Katalizują reakcje hydrolizy Esterazy Fosfatazy
Peptydazy Amidazy Dezamidazy Fosfolipazy
6
Dekarboksylaza pirogronianowa
Liazy (E.C. 4) Enzymy odwracalnie lub nieodwracalnie katalizujące odszczepienie grup bez udziału wody Dekarboksylazy Hydratazy Deaminazy Aldolazy Dekarboksylaza pirogronianowa
7
Izomerazy (E.C. 5) Katalizują reakcję izomeryzacji Epimerazy Racemazy
Mutazy Racemaza alaninowa
8
Karboksylaza pirogronianowa
Ligazy (E.C. 6) Katalizują reakcję tworzenia nowego wiązania z wykorzystaniem energii z ATP. Syntetazy Karboksylazy Karboksylaza pirogronianowa
9
OKSYDOREDUKTAZY Stopnie utlenienia atomów węgla w metabolitach
Schemat ogólny reakcji redoks Utlenienie: usunięcie elektronów. Akceptor: koenzym lub grupa prostetyczna (jon metalu); w drugim przypadku jon pełni rolę pośrednika, a końcowym akceptorem jest cząsteczka O2 ulegająca dwuelektronowej redukcji do H2O2 lub czteroelektronowej redukcji do H2O
10
Potencjał oksydoredukcyjny
Potencjał oksydoredukcyjny pary X: X- odpowiada napięciu (SEM) ogniwa, w którym elektrodą odniesienia jest standardowa elektroda wodorowa. Silne reduktory wykazują ujemny potencjał redoks, a silne utleniacze – dodatni. Stan standardowy przyjęty przez biochemików odpowiada [H+] = 10-7 M, czyli pH = 7
11
Standardowe potencjały redoks niektórych reakcji biochemicznych
Reakcja E0’ (V) ½ O2 + 2H+ + 2e H2O 0,82 Fe(III) + e- Fe(II) 0,77 cytochrom c /Fe(III)/ + e- cytochrom c /Fe(II)/ 0,22 Fumaran + 2H+ + 2e- bursztynian 0,03 FAD + 2H+ + 2e FADH NAD(P)+ + H+ + 2e- NAD(P)H ,32 2H+ + 2e H ,42 octan + CO2 + 2H+ + 2e- pirogronian ,70
12
E0 = E0(red) – E 0(utl) = - 0.19 V – (- 0.32 V) = + 0.13 V
OKSYDOREDUKTAZY Przewidywanie kierunku reakcji redoks Reakcja redukcji pirogronianu ma większą wartość E0 niż reakcja redukcji NAD+, zatem w tym układzie pirogronian jest redukowany do mleczanu zaś NADH - utleniany do NAD+ E0 = E0(red) – E 0(utl) = V – ( V) = V
13
Dwie możliwości tworzenia produktu pośredniego
w procesach przeniesienia dwuelektronowego
14
Fizjologiczne „pułapki” wolnych rodników
15
Dehydrogenazy wykorzystujące dinukleotydy nikotynamidoadeninowe
16
Typy reakcji katalizowanych przez enzymy wykorzystujące NAD(P)+/NAD(P)H
Reakcja Przykładowe enzymy Dehydrogenaza alkoholowa Dehydrogenaza mleczanowa Dehydrogenaza jabłczanowa Dehydrogenaza glutaminianowa Dehydrogenaza izocytrynianowa Dehydrogenaza aldehydowa Reduktaza steroidowa Reduktaza dihydrofolianowa
17
Dehydrogenaza alkoholowa
18
Dehydrogenaza alkoholowa
19
Reakcje enzymatycznego utleniania i redukcji z udziałem
nukleotydów flawinowych FAD Ryboflawina FMN
20
Zmiana potencjału redox FAD w centrum aktywnym enzymu:
-0.47 < Eo < +0.15 Otoczenie koenzymu modyfikuje jego potencjał redukcyjny
21
Flawoenzymy Dehydrogenazy O2 nie jest akceptorem elektronów. Reakcja często zachodzi w etapach jednoelektronowych, a akceptorami elektronów sa: chinony, cytochromy lub niehemowe kompleksy żelazo-siarka Oksydazy Akceptorem elektronów jest O2 redukowany w procesie dwuelektronowym do H2O2 Oksydazodekarboksylazy Akceptorem elektronów jest O2 redukowany w procesie czteroelektronowym do H2O Monooksygenazy Akceptorem elektronów jest O2, przy czym produktami reakcji są woda i hydroksylowany produkt Dioksygenazy Akceptorem elektronów jest O2, przy czym oba atomy tlenu zostają związane w produkcie Metaloflawoenzymy Akceptorem elektronów może być O2, Wymagana jest obecność jonu metalu (Fe2+, Fe3+, Mo4+) służącego jako przenośnik elektronów Flawodoksyny Elektrony przenoszone są w etapach jednoelektronowych. Bez wątpienia reakcje te zachodzą z utworzeniem semichinonu
22
Dehydrogenazy flawinowe
Dehydrogenaza bursztynianowa
23
Oksydazy flawinowe Schemat ogólny reakcji Etapy reakcji
24
oksydazę D-aminokwasowa DAAO
Katalizuje reakcję: D-aminokwasy a-iminokwasy ludzka DAAO drożdżowa DAAO
25
Reakcja katalizowana przez oksydazę D-aminokwasową
26
Reakcja katalizowana przez oksydazę D-aminokwasową
Mechanizm reakcji
27
Jeżeli substratem jest D-Ala …
28
Monooksygenazy flawinowe
XH – zwykle NADH lub NADPH Mechanizm reakcji katalizowanej prze lucyferazę bakteryjną
29
Monooksygenazy pterynowe
30
Hydroksylaza fenyloalaninowa PHA
katalizuje reakcje hydroksylacji Phe do Tyr brak genu kodującego PHA powoduje fenyloketonurię jest tetramerem jest metaloenzymem – w centrum aktywnym Fe 3+
31
Etapy reakcji: a/ tetrahydrobiopteryna związana z enzymem redukuje Fe(III) do Fe (II); b/ jon Fe(II) łączy się z anionorodnikiem nadtlenkowym – tworzy się kompleks Fe(II): anionorodnik; c/ kompleks służy jako czynnik epoksydujący pierścień L-Phe; d/ przegrupowanie
32
O2 + O2 + 2H+ O2 + H2O2 Oksydazy zawierające jony miedzi
Oksydaza aminowa Dysmutaza nadtlenkowa O2 + O2 + 2H+ O2 + H2O2
33
Enzymy hemoproteinowe
Struktura cytochromu c Położenie hemu w cytochromach tyou c
34
Enzymy hemoproteinowe
Monooksygenazy cytochromu P450 RH + O2 + NADPH + H+ ROH + H2O + NADP+ Działanie cytochromu P450
35
Dioksygenazy Cyklooksygenaza prostaglandynowa
Aktywność cyklooksygenazową wykazuje syntaza prostaglandyny H2
36
Transferazy Koenzymy współpracujące z transferazami
Przenoszona grupa funkcyjna Koenzym metylowa, metylenowa, kwasy tetrahydrofoliowe formylowa, formiminowa S-adenozylometionina kobalamina aldehydowe i ketonowe pirofosforan tiaminy acylowe koenzym A lipoamid aminowe fosforan pirydoksalu
37
Struktura kwasów tetrahydrofoliowych
38
Transferazy przenoszące grupy jednowęglowe
Hydroksymetylaza serynowa Katalizuje reakcje przekształcenia Ser w Gly z równoczesnym utworzeniem kwasu N5,N10-metylenotetrahydrofoliowego Jedna podjednostka dimerycznego enzymu
39
Hydroksymetylaza serynowa
Etap I
40
Etap II
41
S-adenozynometionina jako donor grupy metylowej lub...
42
Acylotransferazy Struktura acylokoenzymu A
43
Mechanizm reakcji katalizowanej przez syntazę kwasu -aminolewulinowego
44
Fosfotransferazy FOSFATAZY FOSFODIESTERAZY KINAZY FOSFORYLAZY
45
Przeniesienie fosforylu - kinazy
Przeniesienie pirofosforylu Przeniesienie adenylilu Przeniesienie adenozylu
46
aminokwas1 + -ketokwas2 aminokwas2 + -ketokwas1
Aminotransferazy Aminotransferazy katalizują przeniesienie grupy aminowej z aminokwasu na -ketokwas. Aminotransferazy współpracują z fosforanem pirydoksalu (PLP) aminokwas1 + -ketokwas2 aminokwas2 + -ketokwas1
47
aminokwas1 + E-PLP -ketokwas1 + E-PMP
Aminotransferazy Pierwsza połowa reakcji katalizowanej przez aminotransferazę aminokwas1 + E-PLP -ketokwas1 + E-PMP Druga połowa reakcji jest niejako odwróceniem reakcji pierwszej -ketokwas2 + E-PMP aminokwas2 + E-PLP
48
Aminotransferazy Struktura aminotransferazy asparaginianowej
49
Enzymy wykorzystujące PLP jako koenzym należą do różnych klas
np. aminotransferazy, racemazy aminokwasowe np. dekarboksylazy aminokwasowe, syntaza kwasu -aminolewulinowego Sprotonowana forma aldoiminy pełni rolę pułapki elektronowej. Ładunek dodatni na atomie azotu stabilizuje intermediat np. aldolazy, hydroksymetylotransferaza serynowa
Podobne prezentacje
© 2024 SlidePlayer.pl Inc.
All rights reserved.