ENZIMI

Uloga metalnih jona u mehanizmu katalize:znacaj jona cinka u mehanizmu

delovanja karboanhidraze

•  Neki enzimi su kao samostalne jedinice same sebi dovoljne da bi bile potpuno aktivne, tj. ne trebaju dodatni faktori da bi se ta aktivnost postigla. Međutim, nekim enzimima su potrebni molekuli koji bi pomogli pri aktiviranju enzima, i ti molekuli se zovu kofaktori.

Kofaktori• Neorganski: joni metala

• Organski: koenzimi(mogu biti privremeno vezani)

prostetska grupa(kovalentnim vezama povezani za enzim)

KofaktoriEnzimi kojima su potrebni kofaktori nazivaju se

apoenzimi.Enzim kada je povezan sa svojim kofaktorom,

naziva se holoenzim i to je aktivan oblik enzima.

• METALOENZIMI-metalni jon vezan za enzim(Fe,Zn,Mn,Co)• METALIMA AKTIVIRANI ENZIMI-metal nije

strukturni deo molekula enzima(Na,K,Mg,Ca)

Uloge metala u katalizi:

• Održava odgovarajuću konformaciju enzima• Učestvuje u vezivanju supstrata za aktivno mesto• Učestvuje u reakcijama oksido-redukcije• Učestvuju direktno u reakcijama kao katalizatori• Doprinosi elektrostatickoj stabilnosti

• Metali nekih enzima vezuju anjonske

supstrate ili medjuproizvode reakcije I tako menjaju njihovu strukturu I povećavaju njihovu kataliticku snagu.

• Kao primer je enzim alkohol-dehidrogenaza ADH sa aktivnim mestom koje sadrzi jon Zn.

• Ovaj enzim katalise reakciju oksidacije etanola u acetaldehid pri čemu se NAD redukuje.

• ADH prenosi elektron sa etanola na NAD stvarajući acetaldehid i NADH

Serin povlači proton iz –OH grupe etanola pa O2

postaje negativno naelektrisan.U stabilizaciji kiseonika ulogu ima Zn I tako se omogućava prenos hidriranog jona na NAD.

Uloga ADH je da razlaže alkohole koji su toksični za organizam

ADH je aktivan u formi dimeračovek poseduje bar 7 gena koji kodiraju izoenzim ADH svaki sa razlicitim stepenom specificnosti u zavisnosti od alkohola koji oksidujeAcetaldehid je veoma toksičan

Osnovni principi enzimske katalize u dvosupstratnim reakcijama.Mehanizam delovanja transaminaza

• Većina enzima može da reaguje sa jednim ili više supstrata,ili da stvara jedan ili više proizvoda

• U odnosu na mehanizme ove enzimske reakcije se mogu podelit na:

1.Sekvencijalni mehanizam2.Ping-pong

Metode za odredjivanje aktivnost enzima izvode se tako da koncetracija jednog supstratabude konstantana,a koncentracija drugog supstrata se menja.Enzim se ponaša kao monosupstratni enzim

Sekvencijalni mehanizam

• Dva supstrata A i B se vezuju pre nego sto reakcija počne,vezivanje moze biti:

• Slučajnim mehanizmom (nije važno koji supstrat ce se prvi vezati)

• Uredjenim mehanizmom (prvo mora da se veže supstrat A pa supstrat B)

• Oslobadjanje proizvoda ne mora biti nekim odredjenim redom

Ping-Pong mehanizam

• Supstrat A se vezuje za enzim prevodeći ga u modifikovani oblik E*. Tek nakon otpuštanja prvog supstrata, može se vezati supstrat B koji tada reaguje sa modifikovanim enzimom, vraćajući ga time u nemodifikovani oblik E-prethodno stanje.

• U enzime sa ovim efektom spadaju:transaminaze,hemotripsin,

oksidoreduktaze

• Primer za ping-pong mehanizam su

transaminaze(aminotransferaze)• Transaminaze su veoma značajne transferaze

koje katalizuju prenos amino-grupa• Amino grupa sa jedne aminokiseline prenosi

na ketokiselinu pri čemu nastaje iz aminokiseline nova ketokiselina,a iz ketokiseline nova aminokiselina

• Određivanje katalitičke aktivnosti ovih enzima značajno je u dijagnostici bolesti jetre i infarkta miokarda, ali i u diferencijalnoj dijagnostici bolesti jetre, pankreasa i drugih bolesti.  Povišene koncentracije ovih enzima govore o propadanju ili oštećenju prvenstveno jetre, (akutna infekcija ili toksično ošćtećenja jetre, ciroza…) i infarkta miokarda..  Prisutni su u krvi u dva oblika:

• Aspartat aminotransferaza (AST)• Alanin aminotransferaza (ALT)