ENZIMEK Def: katalizátorok, a reakciók (biokémiai) sebességét növelik 106-1012 növelik <==>nem katalizált reakciók Közös tulajdonságok: fehérjék, de! aktív centrum - ahol a szubsztrátok termékké alakulnak specificitás számos enzim aktivitása szabályozható

ÁLTALÁNOS TULAJDONSÁGOK Fehérjék: Molekula tömeg 1.5x104-106 Denaturálhatók egy vagy több polipeptidlánc A reakciósebességet növelik, de a reakció egyensúlyát nem befolyásolják 102-106 átalakulás/enzim molekula/perc A+B  C+D v1=k1x[A][B] visszafelé v2=k2x[C][D] egyensúly v1=v2 Keq=k1/k2=[C][D]/[A][B] egyensúlyi állandó NEM VÁLTOZIK, AKÁR VAN JELEN ENZIM, AKÁR NINCS ENZIMMEL AZ EGYENSÚLY ELÉRÉSE GYORSABB LESZ

AZ ENZIMEK SPECIFIKUSAK, de! Fumaráz (citrát kör) HO COOH COOH--CH2--C--COOH CH==CH + H2O H COOH Fumársav sem maleinsav (cisz) nem szubsztrát L-almasav sem D-almasav Proteázok: specificitás

KATALÍZIS átmeneti komplex e és szubsztrát(ok) között (kimutatható) AKTÍV CENTRUM: ENZIM KONFORMÁCIÓ ALAKÍTJA KI DE! R- OLDALLÁNCOK SPECIFIKUS MÓDON EGYMÁSHOZ KÖZEL KERÜLNEK SZUBSZTRÁT KÖTÉS KOVALENS – NEM KOVALENS SPECIFIKUS CSOPORTOK EGYÜTTMŰKÖDÉSE A SZUBSZTRÁT BIZONYOS KÖTÉSEIT LAZÍTJA, DESTABOLIZÁLJA

AZ ENZIMEK CSÖKKENTIK A KÉMIAI REAKCIÓK AKTIVÁLÁSI ENERGIÁJÁT

Molekulák E energiával Molekulák E energiával T1 T1 T2 +Enzim -Enzim energia energia T2T1 (hőmérséklet) A nyilak a reakció végbementéhez szükséges minimális Energiatartalmat jelzik T1 (-) reakció T2 (+) reakció T1+ ENZIM (+) reakció

PÉLDA G G S P G G MÁGNESES KÖLCSÖNHATÁS GO S ES P G S ES P

Az aktiválási energia változása katalizált és nem-katalizált reakciókban

KOENZIMEK BIZONYOS ENZIMEK MŰKÖDÉSÉHEZ SZÜKSÉGES NEM FEHÉRJETERMÉSZETŰ ANYAGOK KOENZIM + APOENZIM = HOLOENZIM PROSZTETIKUS CSOPORT – KOVALENSEN KAPCSOLÓDIK AZ ENZIMHEZ

ENZIMKINETIKA A KONCENTRÁCIÓ HATÁSA: REAKCIÓSEBESSÉG: IDŐEGYSÉG ALATTI SZUBSZTRÁT VAGY TERMÉKKONCENTRÁCIÓ VÁLTOZÁS -dc/dt= ko=ko*cO nulladrendű reakció: a reakciósebesség nem függ a szubsztrátkoncentrációtól (a t1/2 igen) -dc/dt=k1*c=k1*c1 elsőrendű reakció: a felezési idő nem függ a koncentrációtól -dc/dt=k2*c*c=k2*c2 másodrendű reakció k: reakciósebességi állandó, dimenziója k=c1-n*t -1

A HŐMÉRSÉKLET HATÁSA A REAKCIÓSEBESSÉGRE ln k = ln c - Ea/RT log10 k = log10 c - Ea/2.30 RT behelyettesítve: R = 8.31 J/mol.K nevezzük log10 c = A log10 k = A - Ea / (2.30)(8.31)T Ez az Arrhenius egyenlet ARRHENIUS ÁBRÁZOLÁS LOG k 1/T-vel egyenesen arányos Aktiválási energia számolható De! hődenaturáció Log k 1/T

MICHAELIS-MENTEN KINETIKA KEZDETI REAKCIÓSEBESSÉG E + S ES E +P KEZDETI REAKCIÓSEBESSÉG [S] V [ENZIM] V

MICHAELIS-MENTEN KINETIKA E + S ES E +P IDŐ [C] Az enzimreakcióban résztvevő komponensek koncentráció- változása S0 [S] [P] [E]sz E0 [ES]

E + S ES E +P IDŐ [C] [ES] t1 t2 t1-t2 időben – [S], [P] lineárisan változik - [ES] állandó [ES] – dinamikus egyensúly, steady state

E + S ES E +P [C] S0 [P] E0 [S] [ES] [E]sz IDŐ MICHAELIS-MENTEN KINETIKA FELTÉTELEI E + S ES E +P A termékkoncentráció növekedés – lineáris 2. A szubsztrátcentráció csökkenés – lineáris IDŐ [C] 3. [S]0@[S] 4. [S]>>[E] S0 5. Töredék S P 6. P ES reakció elhanyagolható [P] [E]sz E0 [S] [ES]

MAXIMÁLIS REAKCIÓSEBESSÉG, MICHAELIS KONSTANS MEGHATÁROZÁSA E + S ES E +P k1 k2 k-1 ES keletkezés = bomlás = steady state V1=k1[Esz][S] keletkezés [Et]=[Esz]+[ES] [Esz]=[Et]-[ES] V2=k-1[ES]+k2[ES] bomlás Ha v1=v2

MAXIMÁLIS REAKCIÓSEBESSÉG, MICHAELIS KONSTANS MEGHATÁROZÁSA E + S ES E +P k1 k2 k-1 ES keletkezés = bomlás = steady state Ha v1=v2 k1([Et]-[ES])[S] keletkezés = k-1[ES]+k2[ES] bomlás k-1+k2 ([Et]-[ES])[S] k1 [ES] k1([Et]-[ES])[S] = (k-1+k2)[ES] k-1+k2 k1 KM= Michaelis konstans

MICHAELIS EGYENLET [ESZ]+[S] k1 [ES] k2 [E] + [P] v=k2[ES] Ha P +E ES Vmax=k2[Et] Ha P +E ES AKKOR átrendezések után V= VMax [S] KM + [S]