1.Példa BIM SB 2001 A karbonsavanhidráz enzim reakciója: Hagyjuk, hogy az egyensúlyok beálljanak! a.)Egyensúlyban melyikben van a gázfázisban több CO 2 ? b.) + mindkettőhöz ugyanannyi CO 2 !. Melyikben fog gyorsabban abszorbeálódni a folyadékfázisban? c.) - CO 2 -t mindkettőből. Melyikben fog gyorsabban feltöltődni újra a gázfázis CO 2 -vel? d.) Hagyjuk az A-t egyensúlyra jutni, majd adjunk hozzá elhanyagolható térfogatban sok enzimet. Mi fog történni, CO 2 abszorbeálódik, deszorbeálódik, vagy nem történik semmi? e.) Hagyjuk a B-t egyensúlyra jutni, majd adjunk hozzá elhanyagolható térfogatban sok ATP-t. Mi fog történni, CO 2 abszorbeálódik, deszorbeálódik, vagy nem történik semmi?

1.Példa Megoldás BIM SB 2001 a.)Egyensúlyban melyikben van a gázfázisban több CO 2 ? a.)Mivel az enzimek csak egyensúlyig vezető reakciókat katalizálnak, semmi különbség nem lesz A és B között. CO 2

b.) + mindkettőhöz ugyanannyi CO 2 !. Melyikben fog gyorsabban abszorbeálódni a folyadékfázisban? c.) - CO 2 -t mindkettőből. Melyikben fog gyorsabban feltöltődni újra a gázfázis CO 2 -vel? BIM SB Példa Megoldás b.)A B-ben fog gyorsabban abszorbeálódni a CO 2, mivel abban van enzim, amely gyorsítja a reakciót. c.) lásd b.)

1.Példa Megoldás d.) Hagyjuk az A-t egyensúlyra jutni, majd adjunk hozzá elhanyagolható térfogatban sok enzimet. Mi fog történni, CO 2 abszorbeálódik, deszorbeálódik, vagy nem történik semmi? BIM SB 2001 d.) Semmi sem fog történni, mivel egyensúlyban van.

BIM SB Példa Megoldás BIM SB 2001 e.) Semmi sem fog történni, mivel az ATP nem szubsztrátja a reakciónak. e.) Hagyjuk a B-t egyensúlyra jutni, majd adjunk hozzá elhanyagolható térfogatban sok ATP-t. Mi fog történni, CO 2 abszorbeálódik, deszorbeálódik, vagy nem történik semmi?

2.Példa A lizozim enzim (amely pl. az emberi nyálban is jelen van) baktériumok sejtfalának lízisében játszik szerepet. Az enzim a mesterséges NAG (N- acetil-glukozamin) homopolimert is képes bontani kisebb fragmentumokra: NAG- NAG- NAG- NAG- NAG- NAG- NAG- NAG- NAG- NAG + H 2 O NAG- NAG- NAG- NAG- NAG- NAG- NAG- NAG- NAG- NAG + H 2 O NAG- NAG- NAG- NAG- NAG + NAG- NAG- NAG- NAG- NAG NAG- NAG- NAG- NAG- NAG + NAG- NAG- NAG- NAG- NAG a.) Mi a véleménye a (NAG)n stabilitásáról? b.) Az alábbi információk alapján mit tud mondani a lizozimnek a szubsztrátjához kötődéséről? Szubsztrátrelatív hidrolízis sebesség Szubsztrátrelatív hidrolízis sebesség (NAG) 2 0 (NAG) 3 1 (NAG) 4 8 (NAG) (NAG) (NAG) c.) Ha (NAG)100 -at lizozimmel kezel, mi lesz a termékek többsége? BIM SB 2001

2.Példa Megoldás BIM SB 2001 a.) Mi a véleménye a (NAG)n stabilitásáról? b.) Az alábbi információk alapján mit tud mondani a lizozimnek a szubsztrátjához kötődéséről? Szubsztrátrelatív hidrolízis sebesség (NAG)20 (NAG)3 1 (NAG)4 8 (NAG) (NAG) (NAG) c.) Ha (NAG)100 -at lizozimmel kezel, mi lesz a termékek többsége? a.) Mivel a lizozim nem változtatja meg a reakció  G-jét, a (NAG)n -nak instabilnak kellene lennie. Ha ez így van, akkor meg miért ilyen “buták” a baktériumok, hogy ilyen instabil rendszert választottak sejtfalul? Ez a gondolatmenet igaz ugyan, de katalizátor nélkül több tíz évbe telne a lebomlás, tehát valójában nagyon is stabil a sejtfalszerkezet!!! b.)Az adatokból világos, hogy legalább 5 de inkább minimum 6 egység kötödik az enzimfelületre (mint ahogy az valóban történik is, l. az ábrát), hogy aktív konformáció jöhessen létre ( szubsztrátspecifitás.)ábrát c.) Rövid reakcióidő után főképp (NAG)4 lesz, mivel minden nagyobb fragmentum gyorsan azzá bomlik le. Hosszú idő után (NAG)2 és (NAG)3 lesz jelen legnagyobb mennyiségben.

BIM SB 2001

BIM SB 2001

3. Példa Egy aminopeptidáz enzim tripeptideket hidrolizál N-terminális aminosavra és C-terminális dipeptidre.A következő kinetikai paramétereket mérték erre az enzimre: Sk cat (s -1 )K m (mmol/dm 3 ) L-Pro-Gly-Gly3851,3 L-Leu-Gly-Gly1900,55 L-Ala-Gly-Gly3651,4 L-Ala-Ala-Ala2980,52 Ha e szubsztrátok ekvimoláris keverékéhez hozzáadjuk az enzimet, melyik szubsztrát fog kezdetben a leggyorsabban lebomlani? BIM SB 2001

Számítsuk ki a k cat /K m katalitikus effektivitás értékét a különböző szubsztrátokra. Számítsuk ki a k cat /K m katalitikus effektivitás értékét a különböző szubsztrátokra. Ezek sorrendben 296, 345, 260 és 537 értékűek. Mivel az utólsó a legnagyobb, az L-Ala-Ala-Ala fog leggyorsabban lebomlani. Ennek az az oka, hogy mivel így ha S és E T állandók, akkor a reakciósebesség abban az esetben a legnagyobb, ha k cat nagy és/vagy K m kicsi, azaz ha k cat / K m a legnagyobb. 3. Példa BIM SB 2001 BIM SB 2001 BIM SB 2001

5.példa Egy enzimet úgy mértek, hogy a kezdeti szubsztrát koncentrációt mol/dm 3 értékre állították be. 6 perc alatt a szubsztrát fele alakult át. A K m értéke 5*10 -3 mol/dm 3. Számitsa ki a k elsőrendű sebességi állandót és V max értékét, valamint azt, hogy 15 perc alatt mekkora termék koncentráció alakult ki. BIM SB 2001 Mivel S o  K m igy a reakció elsőrendű. a.) Az elsőrendű reakció felezési ideje ln2/k = 0.693/k = t 1/2, így k =0.693/6 min -1 = min -1. b.) k=V max /K m, ahonnan V max = k. K m = min mol/dm 3 = =0.575*10 -3 mol/dm 3.min. c.) dS/dt =-kS egyenlet megoldása ln (S o /S ) = kt, ahonnan a 15 perc alatt átalakult szubsztrát a következő: S 15 = exp( lnS 0 - kt) = exp ( ln2* *15) = exp (-10, ,7249)= 3,56*10 -6 mol/dm 3

8.példa Egy enzim kinetikai jellemzői adott körülmények között a következőek: K m =10 mmol/dm 3 és V max =100 mmol/min.dm 3. K m =10 mmol/dm 3 és V max =100 mmol/min.dm 3. a.) Ha S = 100 mmol/dm 3, mi fogja nagyobb mértékben emelni a reakciósebességet, a K m tízszeres csökkenése vagy V max tízszeres növekedése? Válaszolhatunk kvalitative és kvantitatíve is. Nézzük meg Km és S koncentráció arányát! a.) Itt az S sokkal nagyobb a Michaelis állandónál, azaz V  V max. Így a K m aligha emeli a V értékét, míg a tízszeres V max emelés mintegy tizszeresére növeli azt. b.)Ha S= 10 mmol/dm 3, mi fogja nagyobb mértékben emelni a reakciósebességet, a K m tízszeres csökkenése vagy V max tízszeres növekedése? b.) Ahol viszont az S= K m, ott a V a maximum fele. Ekkor a K m tizszeres csökkentése a V-t közel a V max -hoz emeli, míg a V max tízszeres növelése szintén. BIM SB 2001

8.példa A kvantitativ válaszadásnál ki kell számolnunk az aktuális sebességeket, ezeket a következő táblázatban foglaltuk össze: BIM SB 2001 eset KmKm V max SV0V0 megjegyzés a ~ ~V max a ~ ~V max a nagy hatás b V max /2 ! b ~ ~V max b nagy hatás

11. Példa Egy enzimes reakciónál az alábbiakat mérték. Ábrázolja a V-S diagramot és állapítsa meg a kinetikai állandókat a három linearzációs módszer mindegyikével. Egy enzimes reakciónál az alábbiakat mérték. Ábrázolja a V-S diagramot és állapítsa meg a kinetikai állandókat a három linearzációs módszer mindegyikével. BIM SB 2001 min

11. Példa megoldása BIM SB 2001 S mol/l V mikromol/l.min1/V1/SS/VV/S 6,25E , ,17E ,50E-0556,25 0, ,331,33E ,00E , ,67E ,00E-0374,9 0, ,34E ,00E , , Az alábbi táblázatban foglaljuk össze a linearizációs ábrázolásokhoz szükséges adat transzformációkat:

11. Példa megoldása BIM SB 2001

11. Példa megoldása BIM SB 2001 V max =75,53 K m =2,

11. Példa megoldása BIM SB ,53 2, ,67 2, V max =75,53 K m =2,

9.példa/1 Reakció idő (min) P (mmol/dm3) S0 = mmol/dm3 10,0950,180,370,560,76 20,1850,340,711,081,5 30,260,491,011,572,2 40,330,621,292,042,88 50,3950,741,562,473,5 60,450,851,82,874,12 70,5050,952,023,234,66 80,5551,042,223,595,24 90,5951,122,43,925,74 100,631,22,584,226,24 BIM SB 2001 Az alábbi adatokból állapítsa meg a kinetikai állandókat!

9/2 BIM SB 2001 Ábrázoljuk az eredményeket az idő függvényében! Regressziószámítás: p----t 6 percig, ORIGÓN MENJEN ÁT! P min

9/3 BIM SB ,0950,180,370,560,76 20,1850,340,711,081,5 30,260,491,011,572,2 40,330,621,292,042,88 50,3950,741,562,473,5 60,450,851,82,874,12 Coefficients Intercept0 10, Coefficients Intercept0 10, Coefficients Intercept0 10, Coefficients Intercept0 10, Coefficients Intercept0 10, V0V0 0, , , , , S0S

9/4 BIM SB 2001 V0V0 0, , , , , S0S

9/5 1/S1/V 0,051, ,12, ,23, ,56, ,59622 REGRESSZIÓ Regression Statistics Multiple R0, R Square0, Adjusted R Square0, Standard Error0, Observations4 Coefficients Intercept0, ,0511,75331 BIM SB 2001

Coefficients Intercept0, ,0511, /6 BIM SB 2001