Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

REAKCIÓKINETIKA BIOLÓGIAI RENDSZEREKBEN Aszódi András.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "REAKCIÓKINETIKA BIOLÓGIAI RENDSZEREKBEN Aszódi András."— Előadás másolata:

1

2 REAKCIÓKINETIKA BIOLÓGIAI RENDSZEREKBEN Aszódi András

3 MIR Ő L LESZ MA SZÓ?  Klasszikus enzimkinetika  enzimreakciók jellegzetességei  telítési és allosztérikus kinetika  Enzimaktivitás szabályozása  enzimgátlás kinetikája  glikolízis enzimkinetikai szimulációja  Sejten bel ü li kinetika  sztochasztikus szimulációk  kinetika “zsúfolt rendszerekben”

4 KLASSZIKUS ENZIMKINETIKA

5 AZ ENZIMEK KATALITIKUS HATÁSÚ FEHÉRJÉK SzubsztrátokTermékek  Hatékonyabbak a kémiai katalizátoroknál  Aktivitásuk szabályozható Enzim N H N N N H Q O NH 2 + R NNH 2 O + H + N H N H N N H Q O NH 2 + R N + NH 2 O + Effektor aktiv á l á s g á tl á s

6 szubsztrátkoenzimtermék PÉLDA: DIHIDROFOLÁT REDUKTÁZ

7 AZ ENZIMKATALÍZIS FOLYAMATA szubsztrátoktermékek átmeneti komplex

8 A KATALITIKUS CIKLUS S T P Enzim/szubsztrát Átmeneti komplex Enzim/termék

9 ENZIM-SZUBSZTRÁT KOMPLEX

10

11 Reakciósebesség Szubsztrátkoncentráció Az enzimkatalizált reakciók nagy része telítési (“hiperbolikus”) kinetikát mutat. Milyen egyszerű modellel magyarázhatjuk ezt meg? “elsőrendű“ “nulladrendű“ TELÍTÉSI KINETIKA

12 Briggs és Haldane egyszerűsítése (“kvázistacionaritás”): úgy teszünk, mintha az átmeneti komplex koncentrációváltozását elhanyagolnánk! Látni fogjuk, hogy [ES] ennek ellenére nem állandó... MICHAELIS-MENTEN KINETIKA (1)

13 MICHAELIS-MENTEN KINETIKA (2) “kvázistacionaritás” Michaelis-állandó Sebességi egyenlet enzim összkoncentráció

14 MICHAELIS-MENTEN KINETIKA (3) Reakciósebesség Szubsztrátkoncentráció “elsőrendű“ “nulladrendű“

15 MICHAELIS-MENTEN KINETIKA (4)  Egyszer ű modell  Jó fenomenologikus leírást ad  A paraméterek (v max é s K m ) mérhet ő ek

16 Ha a kinetikai egyenleteket elhanyagolások nélkül oldjuk meg, kiderül, hogy a reakció során rendkívül gyors és lassú folyamatok zajlanak egyidejűleg. AZ ÁTMENETI KOMPLEX KONCENTRÁCIÓVÁLTOZÁSA [ES] változása az első 10 ms alatt… “konstans” …és a teljes reakció során “Eppur si muove!”

17 “GYORS” ÉS “LASSÚ” FOLYAMATOK

18 1.Kvázistacionárius közelítés: algebrai átalakításokkal a gyors tranzienseket kiküszöböljük  “kézimunka” 2.Numerikus megoldás speciális “stiff” implicit integrátor algoritmusokkal (Gear, Rosenbrock…)  célravezet ő bb Gyakran fellépnek reakciókinetikai alkalmazások során, és a numerikus instabilitások nagyon megnehezíthetik az életünket, ha nem alkalmazzuk a következő módszereket:- STIFF (“MEREV”) DIFFERENCIÁLEGYENLET-RENDSZEREK

19 Szubsztrát koncentráció Reakciósebesség Gyakran előfordul oligomér enzimeknél, amelyek több alegységből állnak (egy komplexben több aktív centrum) “SZIGMOID” KINETIKA

20 KOOPERATIVIT Á S S E S E + K intr E E E E S E E S S K2K2 S + S - K1K1 S + S - Pozit í v kooperativit á s Pozit í v kooperativit á s Negat í v kooperativit á s Negat í v kooperativit á s Nincs kooperativit á s

21 R É SZLEGES TEL Í T É S Y := Bet ö lt ö tt k ö t őhelyek száma Ö sszes k ö t őhelyek száma Dimer enzim, N=2: Y [S]

22 A KOOPERATIVIT Á S M É RT É KE E E E E S E E S S K2K2 S + S - K1K1 S + S - Nincs kooperativit á s Max. kooperativit á s Hill-egy ü tthat ó : 1

23 A HILL-EGY Ü TTHAT Ó M É R É SE Y [S] log[S]

24 KOOPERATÍV KATALÍZIS  Két aktív centrum (dimér enzim)  A második szubsztrát köt ő dése függhet az els ő ét ő l  Termék képz ő dési sebessége mindkét aktív centrumban azonos

25 KVÁZISTACIONÁRIUS KÖZELÍTÉS Az átmeneti komplexek, ES és ES 2 koncentrációit kifejezzük a kvázistacionárius feltételekből, és behelyettesítjük a termék képződési sebességét leíró egyenletbe:

26 A SEBESSÉGI EGYENLET Aki nem hiszi, járjon utána… Ha a két kötőhely egymástól független, azaz k +1 =k +2 és k -1 =k -2 (nincs kooperativitás), akkor visszakapjuk az egy aktív centrumra vonatkozó Michaelis-Menten egyenletet:

27 TANULSÁGOK 1.Telítési kinetika leírható a Michaelis- Menten formalizmussal 2.Szigmoid kinetika megmagyarázható allosztérikus formalizmussal 3.Jól bevált, fenomenologikus leírások, mérhet ő paraméterekkel


Letölteni ppt "REAKCIÓKINETIKA BIOLÓGIAI RENDSZEREKBEN Aszódi András."

Hasonló előadás


Google Hirdetések