4. PROTEOLÍTIKUS AKTIVÁLÁS Emésztöenzimek Véralvadási cascade (Inzulin) (Procollagén) EGYSZERI, IRREVERZIBILIS Inaktív enzim: proenzim, zymogén TRIPSZINOGÉN CHYMOTRIPSZINOGÉN CHYMOTRIPSZIN ENTEROPEPTIDÁZ PROELASZTÁZ ELASZTÁZ TRIPSZIN PROKARBOXYPEPTIDÁZ KARBOXYPEPTIDÁZ

METABOLIKUS UTAK SZABÁLYOZÁSA Metabolikus út fogalma Sebességmeghatározó lépés - kémiai reakció - transzport folyamat reguláció: a leglassúbb lépés a cél glukóz „IN VIVO” szituáció glukóz szintézis Direkt oxidáció glikogén ribóz-5-P Glukóz6-P lebontás glikolízs neogenezis Igény: minden lehetséges út összehangolt szabályozása tejsav

A reakciók [S] által szabályozottak A SZABÁLYOZÁS TERMODINAMIKÁJA Nem sebességmeghatározó reakció Sebességmeghatározó reakció Semmi nincs teljesen equilibriumban (nem lenne nettó elmozdulás, reakció) Közel az equilibriumhoz Távol az equilibriumtól [produktum] [substrate] @ Keq [P] [S] @ Keq Ha az enzim aktivitását változtatjuk, a reakciósebesség kevéssé változik, mert [P] [S] << Keq [P] [S] @ Keq Vakt<< V az equilibrium eléréséhez szükséges lenne A reakciók [S] által szabályozottak Ha [S] , akkor v [P] [S] V =>

A reakciók [S] által szabályozottak Nem sebességmeghatározó reakció Sebességmeghatározó reakció v v [S]1 [S]2 [S] [S]1 [S]2 [S] Ha az enzim aktivitását Változtatjuk, a reakciósebesség Kevéssé változik, mert Vakt<< V az equilibrium eléréséhez szükséges [P] [S] @ Keq [P] [S] akt => A reakciók [S] által szabályozottak Ha [S] , akkor v

A B C ENZIM 1 ENZIM 2 Szubsztrát TERMÉK SZUBSZTRÁT TERMÉK [B] befolyásolja a további reakció sebességét befolyásolja a reakcióút sebességét A B átalakulás Messze az equilibriumtóll V@VMAX D[A] Dv AZ ENZIM AKTIVITÁSA A REGULÁTOROKON MÚLIK

A SZABÁLYOZÁS ERŐSSÉGE v1 v2 v3 v4 v5 vn A B C D E F Z Dv(A-Z) DvA-B Fluxus kontroll Fluxus kontroll érték: 0-tól 1-ig Ha 0, az adott reakció sebességének változtatása egyáltalán nem befolyásolja az út sebességét Ha 1, akkor csak ez a reakció bír befolyással az egész út sebességére Általában egy metabolikus úton egy enzim bír kitüntetten szabályozott jelleggel

A SEBESSÉGMEGHATÁROZÓ LÉPÉS MEGTALÁLÁSA SEGÍTSÉG: Közel a kezdethez (metabolikus út) Közel az elágazáshoz Relatív kis aktivitás Nagy negatív szabadenergiaváltozás [P]/[S]<<Keq De! 4! Lehet DG@0, mégis sebességmeghatározó Pl. glukóz transzport [gluc]IC<<[gluc]EC Hexokináz [P] [S] << Keq Gyakorlatilag irreverzibilis Potenciálisan regulált De! 4! Lehet DG<<0, mégsem sebességmeghatározó pl. LDH (tejsav dehidrogenáz) közel az equilibriumhoz ok: nagy aktivitás (a többi laktátot, piruvátot használó enzimhez képest)

A SEBESSÉGMEGHATÁROZÓ LÉPÉS MEGTALÁLÁSA Két faktor az irreverzibilitáshoz - DGo<<0 - alacsony aktivitás a többi enzimhez képest [P] [S] << Keq lehet szabályozott, de nem szükségszerűen az BIZONYÍTÁS vagy KIZÁRÁS -- KÍSÉRLET [metabolit] a nem stimulált reakció aktivitásának %-ában stimulált kontroll A B C D E F G gátolt Bizonyítás: [D]/[C]<<Keq [D]/[C] arány változik, ha az út aktivitása változik

TRANSZPORTFEHÉRJÉK ENZIMSZERŰ TULAJDONSÁGAI Passzív, vagy aktív a szabadenergiaváltozás határozza meg a mechanizmust Passzív – spontán (energia igény nélkül) végbemegy Töltetlen molekula 0 10 102 103 104 105 ln (cin/cout) DG DG=RTln (cin/cout) Kötés KD glukóz [glukoz]out Transzport fehérje [glukoz]in V Glu felvétel 0 1 2 3 4 5 6 Glout) Facilitált diffúzió Feltétel: [gl]in 0 vMAX KMglukóz=1.1 mM Sout + Permeáz S-Permeaz Sin vMAX[S]out KM+[S]out Ha [S]in ->0 v=

AKTÍV TRANSZPORT A TRANSZPORTEREK SPECIFICITÁSA Cukor KM D - glukóz 1.2 L - glukóz >3000 D - mannóz 20 D - galaktóz 30 TÖLTÉSSEL BÍRÓ MOLEKULÁK TRANSZPORTJA DG DG=RTln(Cin/Cout) + zFDV Membrán potenciál Faraday Mem. Pot. (mV) AKTÍV TRANSZPORT permeáz Spontán nem megy végbe, ha Aout------------Ain reakcióban DG>0, Egy nagyobb DG csökkenéssel járó folyamat kapcsolódását igényli. Ca2+out Ca2+in =104 Pl Ca2+ pumpa vvt-ben

A szubsztrátot a terméktől a lokalizáció különbözteti meg. TRANSZPORTFEHÉRJÉK ENZIMSZERŰ TULAJDONSÁGAI Sout + Permeáz S-Permeaz Sin vMAX[S]out KM+[S]out v= Ha [S]in ->0 Hasonló kinetika (M-M kinetikával értelmezhetők) KM, VMAX Kezdeti reakciósebesség Specificitás Szabályozhatóság Ugyanazon termodinamikai törvényszerűségek TRANSZPORTFEHÉRJE – ENZIM A szubsztrátot a terméktől a lokalizáció különbözteti meg.

AKTÍV TRANSZPORT permeáz Spontán nem megy végbe, ha Aout------------Ain reakcióban DG>0, Egy nagyobb DG csökkenéssel járó folyamat kapcsolódását igényli Ca2+out Ca2+in Pl Ca2+ pumpa vvt-ben =104 Ca2+ ATP ADP + Pi Ca2+ ATP-ase Ca transzport az IC térből az EC térbe

THE MICHAELIS ANTHEM The substrate changed by an enzyme, Initially in unit time, Varies (if not it in excess) With substrate concentration, [S]. If enzyme concentration’ s low And reaction back from product’s slow, Then, if we choose a steady state, Velocity and [S] relate

This relationship can be derived As Briggs and Haldane first contrived: The unbound enzyme [E], we guess Is [Eo] (total), less [ES] k1[S][E] gives ES formation And k2[ES], dissociation And [ES] gives the product, P, At a rate that’s [ES] times k3..

When ES is at the steady state This terms are all seem to relate (Eo less [ES]).k1[S]) Equals (k2+k3)[ES]. Now the maximum velocity Is k3[Eo], (or big V), These terms can be manipulated If one more definition’s stated

Define as Km (just for fun) (k2+k3) on k1 And note that v (velocity), Is always [ES] times k3.. Then rearranging these relations We get the final rate equation: V times [S] on Km+[S] Is v (initial) – more or less.