2015-СК-біохімія-07-Ензими-ІКТ-додатково
.pdf
Національний університет біоресурсів і природокористування України
Змістовий модуль 3. Водно-мінеральний обмін. Вітаміни. Ензими.
Лекція №3 Ензими (додатково)
Лектори :
Мельничук Д.О., д.б.н., професор, академік НАН України і НААН Мельничук С.Д., д.б.н., професор, член кореспондент НААН
Калачнюк Л.Г., д.б.н., професор,
Калачнюк Г.І., д.б.н., професор К. 409, 419, 421, 4-й поверх,
1
Корпус № 12 НУБіП України
Терміни, які використовуються в ензимології
Катал (кат) відповідає кількості каталізатора, який може перетворити 1 моль субстрату в продукт за 1 секунду (с-1).
Міжнародну одиницю езимної активності (МО або
англ. – IU – international unit) можна перетворювати у катал за допомогою таких рівнянь
1 кат = 1 моль субстрату ∙ с-1= 60 моль ∙ хв-1 =
= 60 ∙ 106 мкмоль ∙ хв-1 = 6 ∙ 107 МО
1 МО = 1 мкмоль ∙ хв-1 = (1/60) мкмоль ∙ с-1 =
= (1/60) мккат = 16,67 нкат
Число обертів = (Число моль перетвореного субстрату) / хв
Міжнародна одиниця активності (МО) = (Кількість ферменту, який каталізує перетворення 1 мкмоль субстрату) / хв
Питома активність = (Число каталів) / (кількість активного білка, мг)
Молярна активність = (Число каталів) / (число моль фермента)
Визначення активності езиму: найчастіше вимірюється за
допомогою відносної швидкості перетворення субстрат ---> продукт
1 одиниця активності – це кількість ензиму білкової природи, яка перетворює
1 мкмоль субстрату за 1 хв при 25oC і оптимальному pH
1 одиниця специфічної активності
число одиниць активності на мг даного протеїну (наприклад, 37мкмоль/хв/мг протеїну)
1 одиниця молекулярної активності
число одиниць активності на мкмоль очищеного ензиму (наприклад, 12 одиниць/мкмоль ензиму)
4
Ензимна кінетика – це вивчення хімічних реакцій, які каталізуються ензимами.
В ензимній кінетиці вивчається вимірювана швидкість реакції і впливи різних умов на її проведення.
Вивчають ензимну кінетику з метою
•викриття каталітичного механізму дії ензиму,
•його ролі в метаболізмі, а також
•для контролювання ферментативної активності і
•з'ясування яким чином та в якій мірі ліки чи токсикант можуть впливати на нього.
5
Як всі каталізатори, ензими працюють за пониженням енергії активації (Ea‡) реакції, що таким чином сильно підвищує швидкість реакції.
Внаслідок цього продукти утворюються швидше і реакція швидше досягає відповідної рівноваги.
Реакції, каталізовані ензимами, в мільйон разів швидше, за реакції без них.
Наприклад:
СО2 + Н2О → карбонатна ангідраза →Н2СО3
(у тканинах; висока CO2 концентрація)
Н2СО3 → карбонатна ангідраза → СО2 + Н2О
(в легенях; низька CO2 концентрація)
Стрічкова діаграма ангідрази ІІ карбонатної кислоти людини.
Сіра кулька – кофактор цинку в активному сайті.
6
Енергетичні етапи хімічної реакції. Субстратам потрібно багато енергії, щоб досягнути переходу для перетворення в продукти. Ензим стабілізує стан переходу, знижуючи енергію, необхідну для утворення продуктів.
7
Низька |
Висока |
концентрація S |
концентрація S |
Швидкість каталізованої ензимом (Е) реакції зростає із збільшенням концентрації субстрату (S), але в певний момент настає насичення за дуже високої субстратної концентрації (1 - початок реакції; 2 - вихід кривої насичення на плато; 3 – «плато» кривої насичення ензиму субстратом; «Крива насичення ензиму
субстратом» на наступному слайді) |
8 |
Швидкість реакції
1-початок реакції; 2- вихід кривої насичення на плато; 3- плато насичення ензиму субстратом; див. схему попереднього слайду
КМ
Концентрація субстрату
Крива насичення ензиму субстратом, що залежність між концентрацією субстрата ферментативної реакції
характеризує
ішвидкістю
9
Основні ензими травлення
Ензим |
Продукується в: |
Місце дії |
Рівень рН |
|
|
|
|
|
|
|
Травлення вуглеводів |
|
||
|
|
|
|
|
Амілаза слини |
Слинні залози |
Ротова порожнина |
нейтральний |
|
|
|
|
|
|
Панкреатична |
Підшлункова |
Тонкий кишечник |
основний |
|
амілаза |
залоза |
|||
|
|
|||
|
|
|
|
|
Мальтаза |
Тонкий кишечник |
Тонкий кишечник |
основний |
|
|
|
|
|
|
|
Травлення білків |
|
||
|
|
|
|
|
Пепсин |
Шлункові залози |
Шлунок |
кислий |
|
|
|
|
|
|
Трипсин |
Підшлункова |
Тонкий кишечник |
основний |
|
залоза |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Пептидаза |
Тонкий кишечник |
Тонкий кишечник |
основний |
|
|
|
|
|
|
|
Травлення нуклеїнових кислот |
|
||
|
|
|
|
|
Нуклеаза |
Підшлункова |
Тонкий кишечник |
основний |
|
залоза |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Нуклеозидаза |
Підшлункова |
Тонкий кишечник |
основний |
|
залоза |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Травлення жирів |
|
||
|
|
|
|
|
Ліпаза |
Підшлункова |
Тонкий кишечник |
основний 10 |
|
залоза |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|