FUNKCIONÁLIS DOMAIN-EK

Az előadások a következő témára: "FUNKCIONÁLIS DOMAIN-EK"— Előadás másolata:

1 FUNKCIONÁLIS DOMAIN-EK
BIM SB 2001 AKTIVÁLT KOMPLEX ES* FUNKCIONÁLIS DOMAIN-EK SZUBSZTRÁT KÖTŐ HELY REGULÁTOR DOMAINEK: Me modulátor (INHIBITOR,AKTIVÁTOR,S,P) Kovalens módositás: foszforilezés glikozilezés proteolizis Katalitikus domain AKTIV CENTRUM lehetnek azonosak is

2 ENZIM MODULÁCIÓ BIM SB 2001

3 REVERZIBILIS IRREVERZIBILIS
INHIBÍCIÓ BIM SB 2001 REVERZIBILIS IRREVERZIBILIS E + S ES E + P + I E I DINAMIKUS EI KOMPLEX LINEÁRIS INHIBÍCIÓ komplett kP NEMLINEÁRIS INHIBÍCIÓ (HIPERBOLIKUS) részleges βkP „csökkent, maradék aktivitás” 1/V - I ábrázolás DIXON ábrázolás

4 MODELLEK 1. KOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 1. I szubsztrát analóg
BIM SB 2001 VERSENGÉS S ÉS I KÖZÖTT AZ E AKTÍV HELYÉÉRT, VAGY..... KÖLCSÖNÖS KIZÁRÁS I szubsztrát analóg alternatív szubsztrát termék MODELLEK S I MODELL: Klasszikus kompetitív inhibíció Az I verseng S-sel ugyanazon aktív hely elfoglalásáért

5 MODELLEK S I 1. KOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 2.
BIM SB 2001 MODELLEK S I 2. MODELL: sztérikus gátlásA : I kötődése egy másik kötő helyhez térbelileg gátolja S-nek az aktív helyhez kötését.

6 MODELLEK I S 1. KOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 3.
BIM SB 2001 MODELLEK S I 3. MODELL: sztérikus gátlás B : I és az S verseng egy közös kötő helyért.

7 MODELLEK S I 1 2 3 4 1. KOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 3.
BIM SB 2001 BIM SB 2001 MODELLEK S I 1 2 3 4 4. MODELL: átlapoló helyek esete :1 és 3 kötő hely képes az i, a 2 és 4 kötő hely pedig az S megkötésére, de egymást kölcsönösen kizárják

8 MODELLEK 1. KOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 4.
BIM SB 2001 MODELLEK I S S I I S 5. MODELL: I kötõdése az enzimhez konformáció változást okoz az enzimen és ez megakadályozza S-nek az aktív centrumhoz kötődését. Ilyen a végtermék gátlás (feed back inhibíció) is.

9 1. KOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 5. BIM SB 2001

10 1. KOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 6. BIM SB 2001

11 MÁS: Adott S-nél melyik az az I, amelyik 50%-os inhibíciót okoz?
1. KOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 7. BIM SB 2001 MÁS: Adott S-nél melyik az az I, amelyik 50%-os inhibíciót okoz?

12 S 1/V a = tg S K V S= ¥ , tg a =0 -K I DIXON ábrázolás: ÷ ø ö ç è æ +
max ÷ ø ö ç è æ + S K 1 V max S S= , tg a =0 -K I I

13 1. KOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 8. S- analógok BIM SB 2001
ALTRNATÍV SZUBSZTRÁTOK : HEXOKINÁZ: glükóz, fruktóz S- analógok KEMOTERÁPIA

14 p-NH2-benzoesav 1. KOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 8. PABA átalakulás fólsavvá
BIM SB 2001 p-NH2-benzoesav PABA átalakulás fólsavvá KEMOTERÁPIA FÓLSAV (baktérium számára szükséges) PABA analóg blokkolja a fólsav szintézist szulfa- metoxazol

15

16 alternativ v. versengő szubsztrátok
k. termék inhibició ANALÓGIÁK kompetitiv inhibició alternativ v. versengő szubsztrátok

17 2. NEMKOMPETITÍV INHIBÍCIÓ
BIM SB 2001 KS KI KI KS V = kp(ES)

18 Csak a rapid ekvilibrium körülményei között létezik, Ks=Km.
BIM SB 2001 Az inhibitor az enzimnek egy másik aktív helyéhez kötődik és nem befolyásolja a szubsztrát kötődését -- nem változtatja meg az enzimnek a szubsztráthoz való affinitását. Csak a rapid ekvilibrium körülményei között létezik, Ks=Km.

19 2. NEMKOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 2.
BIM SB 2001 Az inhibitor a látszólagos Vmax értéket változtatja meg, Ks (illetve Km) értékét nem befolyásolja.

20 2. NEMKOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 3.
BIM SB 2001 tg  Km/Vmax -KI I

21 2. NEMKOMPETITÍV INHIBÍCIÓ: Dixon

22 2. NEMKOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 4.
BIM SB 2001 Mekkora I duplázza meg a L-B egyenes meredekségét? Mekkora I okoz 50%-os inhibíciót? I = KI Példák: H+ ionok hatása a kimotripszin esetében. Itt az aktív centrumban egy proton akceptor hely van, amely inhibeálható növekvő H+-ion koncentrációval. (A L-B ábrázolás tiszta nemkompetitív inhibíciót mutat, azonban ne feledkezzünk meg a pH-nak komplex enzimbefolyásoló hatásáról ). nehézfém molekulák (-SH reagensek), vagy cianidok. Ezeknél azonban -mint láttuk - gyakran a hatás irreverzibilis

23 ALMASZELET levegőn barnulás o-diphenol oxidase → o-kinon
(hasonló enzim: tyrosinase tyrosine → melanin.) ez tovább oxidálódik barna termékekké kompetitiv inhibitor: para-hydroxybenzoesav (PHBA) (B), ugynoda kötődik,mint a katechol nonkompetitive inhibitor: phenylthiourea rézhez kötődik, ami elengedhetetlen az enzimműködéshez

24 3. UNKOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 1
BIM SB 2001 I csak az ES-hez kötődik I kötő hely „nem kész” Ks kp I kötő hely „ kész” Ks kp E + P E + S ES + I ESI S kötő hely eltorzult

25 3. UNKOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 2
BIM SB 2001 mi változott? l.nemkomp.inh. a komp forditottja, KS csökken Egy unkompetitiv I KS és Vmax értékét ugyanolyan mértékben csökkenti

26 3. UNKOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 3
BIM SB 2001

27 3. UNKOMPETITÍV INHIBÍCIÓ 4
BIM SB 2001 DIXON ábrázolás 1/V = f( I ) minden inh. esetében ismert: LINEÁRIS INH. 1/V S nő I

28 LINEÁRIS KEVERT TIP. INHIBICIÓ
BIM SB 2001 K S k P E + S ES E + P l. nemkomp!!! DE ahol K =E.S/ES, I I S a K =EI.S/ESI a K S K I I a K S K =E.I/EI I EI + S ESI a K =ES.I/ESI I I JELENLÉTE MÓDOSITJA S-NEK ES-RŐL TÖRTÉNŐ DISSZOCIÁCIÓJÁT E ES ESI E EI ESI

29 LINEÁRIS KEVERT TIP. INHIBICIÓ 2
BIM SB 2001 L. NEMKOMP!!!

30 LINEÁRIS KEVERT TIP. INHIBICIÓ 3
BIM SB 2001

31 INHIBICIÓK ÖSSZEFOGLALÁSA
BIM SB 2001 S és I kölcsönösen kizárják egymást az enzimről KOMPETITIV S és I egymástól függetlenül kötődnek az enzimre NEMKOMPETITIV mint előző, de az I megváltoztatja az enzim affinitását KEVERT TIPUSÚ I csak a S után kötődik UNKOMPETITIV

32

33 LINEWEAVER-BURK ÁBRÁZOLÁS
BIM SB 2001 1/V 1/S KOMPETITIV INHIBICIÓ NEMKOMPETITIV INHIBICIÓ UNKOMPETITIV INHIBICIÓ KEVERT TIPUSÚ INHIBICIÓ I

34 Hanes – Langmuir ábrázolás
BIM SB 2001 NEMKOMPETITIV INHIBICIÓ S/V S -Kmapp -Km KOMPETITIV INHIBICIÓ I UNKOMPETITIV INHIBICIÓ KEVERT TIPUSÚ INHIBICIÓ

35 EADIE- HOFSTEE ábrázolás
BIM SB 2001 V/S V Vmax I KOMPETITIV INHIBICIÓ NEMKOMPETITIV INHIBICIÓ Vmaxi UNKOMPETITIV INHIBICIÓ KEVERT TIPUSÚ INHIBICIÓ

36 BIM SB 2001 SZUBSZTRÁT INHIBICIÓ -- A szubsztrátnak ahhoz, hogy termékképző átmeneti komplex jöjjön létre, két vagy több helyen kell, hogy az enzimhez kötődjék. Ha sok S molekula van jelen, előfordulhat, hogy egy S molekula az egyik, egy másik S molekula pedig egy másik kötőhelyhez kapcsolódik s így inaktív komplexek jönnek létre (lássuk be, hogy ez is reverzibilis inhibíció). E -OOC CH2 CH Succinate Malonate -OOCCH2CH2COO- Normal S inhibition

37 BIM SB 2001 SZUBSZTRÁT INHIBICIÓ ■-- Nagy S koncentrációnál egy S molekula olyan kötõhelyhez is kapcsolódhat az enzimen, amely nem az aktív centrum része, az ilyen kötődés mintegy NEMKOMPETITIV (v. unkompetitiv)módon megakadályozza a normális S kötődést. ■--Az enzim működéshez szükség lehet egy aktivátor molekulára. Ha ez kapcsolódni képes a szubsztráttal, sok S molekula "elvonja" az enzimtől az aktivátort, így csökkentve annak tényleges aktivitását. ■--Két (vagy több) szubsztrátos reakciók esetén az egyik szubsztrát feleslege lekötheti a másik szubsztrát kötő helyeit, megakadályozva a szükséges második szubsztrát kapcsolódását, így megintcsak inaktív komplexek jönnek létre. ■-- Nagy S koncentráció aspecifikus módon is gátolhatja a reakciót, például az ionerősség megnövekedése miatt.

38 b és c -- disszociációs állandó megváltozását
SZUBSZTRÁT INHIBICIÓ BIM SB 2001 b és c disszociációs állandó megváltozását mérő faktorok egyszeres S kötés esetén, a kölcsönhatási együttható rendszerint > 1

39 BIM SB 2001 SZUBSZTRÁT INHIBICIÓ

40 Az uncompetitiv inhibició
SZUBSZTRÁT INHIBICIÓ BIM SB 2001 Az uncompetitiv inhibició sémájából I=S, tehát Ks kp E + S ES E + P + S Ki SES ha [S] kicsi ha [S] nagy

41 Szubstrát koncentráció (mg/L)
BIM SB 2001 SZUBSZTRÁT INHIBICIÓ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 50 100 150 200 250 300 µmax=0.9,Ks=50,Ki=10 µmax=0.9,Ks=50,Ki=50 µmax=0.9,Ks=50,Ki=100 Szubstrát koncentráció (mg/L) V