Curs 2 Proprietatile remarcabile ale enzimelor Enzimele sunt cei ...
Curs 2 Proprietatile remarcabile ale enzimelor Enzimele sunt cei ... Curs 2 Proprietatile remarcabile ale enzimelor Enzimele sunt cei ...
ADNului in “vivo” este de o greseala la 10 8 -10 10 nucleotide polimerizate si faptul ca eroarea la transcriptie si translatie (ARNm in secventa proteica) este de aproximativ 1 aminoacid la 1000 de resturi. Aminoacil ARNt sintetaza recunoaste atat aminoacidul (selectivitate scazuta datorita dimensiunilor mai mici) cat si ARNt-ul (enzima are selectivitate ridica datorita dimensiunilor mai mari ale ARNt-ului). Enzima are si un situs catalitic care hidrolizeaza aminoacizii din complexul aminoacil-adenilat. Influenta unor anumiti factori asupra activitatii catalitice Activitatea catalitica a enzimelor poate fi controlata de o serie de factori: pH, tarie ionica, temperatura, de ioni sau de alte molecule. Influenta pHului Activitatea unei enzime depinde de pHul din mediu din doua motive: prezenta in centrul activ al enzimei de grupe donoare sau acceptoare de protoni si mentinerea amsamblului structural enzimatic. Grupele acceptoare de protoni pot fi titrate, dependentele activitatii enzimatice cu pHul au in majoritatea cazurilor o forma de clopot, cu un maxim la pHul optim. Cel mai adesea expunerea enzimei la valori extreme de pH poate conduce la schimbari structurale ireversibile (scadere a activitatii enzimatice). Majoritatea enzimelor au un pH optim in mediu neutru. Enzimele care prefera conditii extreme, ca pepsina si fosfataza alcalina, trebuie testate in domeniul de pH adecvat. Deoarece activitatea enzimatica este influentata de schimbarile de pH, valoarea acestui parametru trebuie mentinuta constanta in decursul determinarii. Pe de alta parte, componentele din amestecul de testat sau solutia enzimei pot schimba pHul. In unele situatii reactia enzimatica poate determina un salt/o scadere a pHului si din acest motiv valoarea finala a acestuia la sfarsitul reactiei trebuie masurata. Taria ionica si solutiile tampon Taria ionica potrivita pentru masurarea activitatii enzimatice este dictata de molaritatea solutiei tampon utilizate. Cel mai frecvente se foloseste o concentratie de 0,1 M, valoare care reprezinta o tarie ionica mica comparativ cu aceea intalnita in celula. O tarie ionica ridicata (1 M) poate conduce la inactivarea enzimei, cu unele exceptii (organismele termofile si halofile). Natura ionilor din solutia tampon poate fi un factor determinant pentru inactivarea sau destabilizarea enzimelor. Solutiile tampon avand in componenta substante de natura organica pot fi mai stabile, dar in majoritatea cazurilor trebuie cautat tamponul potrivit pentru fiecare enzima. De exemplu, in cazul folosirii fosfatului de potasiu trebuie sa se stie faptul ca tamponul are capacitate de legare pentru cationi. Tris, un alt compus folosit la prepararea solutiilor tampon, poate uneori dezactiva enzimele. Alaturi de compatibilitatea tampon-enzima trebuie sa se considere si capacitatea de tamponare optima (intre 1-2 unitati de pH). Temperatura Ca si in cazul pHului nu se poate postula o temperatura ideala pentru toate enzimele. De obicei, pentru o enzima se va masura activitatea la diferite valori ale temperaturii, mentinand pHul constant (si in domeniul optim). De fapt, in acest caz intervin doua procese. Odata cu cresterea temperaturii, viteza miscarii moleculelor (vitezei de reactie) creste cu un factor de 2-3 la fiecare 10 grade. In schimb, odata cu cresterea temperaturii apare tendinta proteinelor de a se denatura si implicit a se dezactiva. Procesul de denaturare a enzimelor depinde de doi factori: temperatura si timp. La temperaturi inalte are loc o inactivare rapida, insa si la temperaturi moderate poate avea loc o inactivare mai lenta. De exemplu, alcool dehidrogenaza poate fi inactivata si la
o temperatura de 37 ºC. Din acest motiv activitatea poate fi influentata de timpul scurs pana la masurarea activitatii. In majoritatea cazurilor se va incerca scurtarea timpului de procesare a unui extract enzimatic in scopul pastrarii activitatii. In general se utilizeaza 3 temperaturi (25, 30 si 37 ºC) Cofactorii Cofactorii metalici Studiile cristalografice au dovedit faptul ca enzimele sunt proteine cu lanturi de 100-2500 de aminoacizi. Enzime ca chimiotripsina sau triozfosfat izomeraza (enzima care catalizeaza interconversia compusilor difosforilati cu 3 atomi de carbon) sunt active fara a avea nevoie de alti compusi/ioni. In general, pentru o activitate corespunzatoare, enzimele au nevoie de o componenta neproteica (cofactor). Un grup de cofactori sunt ionii metalici. In cele mai multe cazuri ionii metalici stabilizeaza conformatia enzimei in forma catalitic activa. Un exemplu il constituie fosforilaza, enzima care catalizeaza prima etapa de clivare a glicogenului din muschii scheletici. Aceasta enzima permite degradarea rezervelor de carbohidrati. Contractia muschilor scheletici este o consecinta a expulzarii Ca 2+ din reticulul sarcoplasmatic fapt care duce la activarea fosforilazei (poate fi dictata si de hormoni-adrenalina) si implicit la producerea ATPului. Fenomenul de inhibitie feedback este comun pentru diferite cai de biosinteza. De exemplu, calea metabolica de sinteza a nucleotidelor pirimidinice conduce la UTP si CTP. Acesti produsi inhiba primele enzime (carbamoil-fosfat sintazei si aspartat carbamoil transferazei) din cadrul sintezei metabolice determinand controlul biosintezei metabolitilor. Carboxipeptidazele, enzime care catalizeaza scindarea legaturii peptidice la capatul C-terminal al substratului, necesita zinc pentru activitatea catalitica. Indepartarea zincului (prin complexare cu EDTA) poate avea drept consecinta inactivarea enzimei. Activitatea poate fi redobandita la adaugarea ionilor de zinc. Aldolaza si anhidraza carbonica necesita de asemenea ioni de zinc pentru o activitate catalitica corespunzatoare. Kinazele, enzime care transfera o grupare -fosforil de la ATP la o molecula acceptor, necesita ionii de magneziu care se leaga, in acest caz, de substrat (ATP) si nu de enzima.
- Page 1 and 2: Curs 2 Proprietatile remarcabile al
- Page 3 and 4: Exista si enzime care prezinta o sp
- Page 5: Fumarat hidraza catalizeaza convers
- Page 9 and 10: Principalele coenzime de natura ali
- Page 11 and 12: 6. reactiile de formare a unor lega
- Page 13: contine 6 monomeri. Oxidarea UDP-gl
ADNului in “vivo” este de o greseala la 10 8 -10 10 nucleotide polimerizate si faptul ca<br />
eroarea la transcriptie si translatie (ARNm in secventa proteica) este de aproximativ 1<br />
aminoacid la 1000 de resturi. Aminoacil ARNt sintetaza recunoaste atat aminoacidul<br />
(selectivitate scazuta datorita dimensiunilor mai mici) cat si ARNt-ul (enzima are<br />
selectivitate ridica datorita dimensiunilor mai mari <strong>ale</strong> ARNt-ului). Enzima are si un situs<br />
catalitic care hidrolizeaza aminoacizii din complexul aminoacil-adenilat.<br />
Influenta unor anumiti factori asupra activitatii catalitice<br />
Activitatea catalitica a <strong>enzimelor</strong> poate fi controlata de o serie de factori: pH, tarie<br />
ionica, temperatura, de ioni sau de alte molecule.<br />
Influenta pHului<br />
Activitatea unei enzime depinde de pHul din mediu din doua motive: prezenta in<br />
centrul activ al enzimei de grupe donoare sau acceptoare de protoni si mentinerea<br />
amsamblului structural enzimatic. Grupele acceptoare de protoni pot fi titrate,<br />
dependentele activitatii enzimatice cu pHul au in majoritatea cazurilor o forma de clopot,<br />
cu un maxim la pHul optim. Cel mai adesea expunerea enzimei la valori extreme de pH<br />
poate conduce la schimbari structur<strong>ale</strong> ireversibile (scadere a activitatii enzimatice).<br />
Majoritatea <strong>enzimelor</strong> au un pH optim in mediu neutru. <strong>Enzimele</strong> care prefera conditii<br />
extreme, ca pepsina si fosfataza alcalina, trebuie testate in domeniul de pH adecvat.<br />
Deoarece activitatea enzimatica este influentata de schimbarile de pH, valoarea acestui<br />
parametru trebuie mentinuta constanta in decursul determinarii. Pe de alta parte,<br />
componentele din amestecul de testat sau solutia enzimei pot schimba pHul. In unele<br />
situatii reactia enzimatica poate determina un salt/o scadere a pHului si din acest motiv<br />
valoarea finala a acestuia la sfarsitul reactiei trebuie masurata.<br />
Taria ionica si solutiile tampon<br />
Taria ionica potrivita pentru masurarea activitatii enzimatice este dictata de<br />
molaritatea solutiei tampon utilizate. Cel mai frecvente se foloseste o concentratie de<br />
0,1 M, valoare care reprezinta o tarie ionica mica comparativ cu aceea intalnita in celula.<br />
O tarie ionica ridicata (1 M) poate conduce la inactivarea enzimei, cu unele exceptii<br />
(organismele termofile si halofile). Natura ionilor din solutia tampon poate fi un factor<br />
determinant pentru inactivarea sau destabilizarea <strong>enzimelor</strong>. Solutiile tampon avand in<br />
componenta substante de natura organica pot fi mai stabile, dar in majoritatea cazurilor<br />
trebuie cautat tamponul potrivit pentru fiecare enzima. De exemplu, in cazul folosirii<br />
fosfatului de potasiu trebuie sa se stie faptul ca tamponul are capacitate de legare pentru<br />
cationi. Tris, un alt compus folosit la prepararea solutiilor tampon, poate uneori dezactiva<br />
enzimele. Alaturi de compatibilitatea tampon-enzima trebuie sa se considere si<br />
capacitatea de tamponare optima (intre 1-2 unitati de pH).<br />
Temperatura<br />
Ca si in cazul pHului nu se poate postula o temperatura ideala pentru toate<br />
enzimele. De obi<strong>cei</strong>, pentru o enzima se va masura activitatea la diferite valori <strong>ale</strong><br />
temperaturii, mentinand pHul constant (si in domeniul optim). De fapt, in acest caz<br />
intervin doua procese. Odata cu cresterea temperaturii, viteza miscarii moleculelor<br />
(vitezei de reactie) creste cu un factor de 2-3 la fiecare 10 grade. In schimb, odata cu<br />
cresterea temperaturii apare tendinta proteinelor de a se denatura si implicit a se<br />
dezactiva. Procesul de denaturare a <strong>enzimelor</strong> depinde de doi factori: temperatura si timp.<br />
La temperaturi inalte are loc o inactivare rapida, insa si la temperaturi moderate poate<br />
avea loc o inactivare mai lenta. De exemplu, alcool dehidrogenaza poate fi inactivata si la
Change language