Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

18
METALOENZIMI U METALOENZIMSKI KOMPLEKI Milica Mitić, 10

Transcript of Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Page 1: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

METALOENZIMI U METALOENZIMSKI KOMPLEKI

Milica Mitić, 10

Page 2: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Sistemi metal-enzim se mogu podeliti u nekoliko grupa:

Enzimi koji se aktiviraju jonima metala ali koji poseduju aktivnost i kada nema metala. Metal je slabim vezama vezan sa apoenzimom i lako se uklanja, npr. dijalizom.

Metaloenzimi. U odsustvu metala gube aktivnost.

Page 3: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Metaloenzimi se dalje dele:

Metaloenzimi koji disosuju. Lako dolazi do odvajanja jona metala od apoenzima. Mogu izgubiti aktivnost ukoliko se jon metala zameni nekim drugim.

Metaloenzimi koji ne disosuju. Metal i protenski deo molekula su tako čvrsto povezani pa se metal može ukloniti samo jakim hemijskim sredstvima.

Page 4: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Metaloenzimi koji ne disosuju se mogu podeliti:

Enzimi koji se inhibiraju pod uticajem specifičnih agenasa na metal. Ovi reagensi (EDTA, EGTA, 8-oksihinolin, dimetiglioksim, cijanidi idr.) reaguju sa metalom i blokiraju ga, gradeći neaktivne komplekse.

Enzimi koji se ne inhibiraju specifičnim agensima na metal.

Page 5: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Načini vezivanja metala sa apoenzimom

Page 6: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p
Page 7: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Uloga metala u katalitičkom delovanju enzima

Kompleksi sa ligandom u svojstvu mosta

Kompleksi sa metalom u svojstvu mosta

Kompleksi sa enzimom u svojstvu mosta

Page 8: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Najvažnije uloge metala u molekulu enzima Metal može da katalizuje stvaranje intermedijernog jedinjenja

između enzima i supstrata. To je najčešće slučaj kada je metal u svojstvu mosta između proteinskog dela molekula i supstrata kao liganda

Joni metala vezuju elektronske parove pri čemu se ponašaju kao Luisove kiseline. Pri koordinaciji sa metalom ligandi se polarizuju tako da dolazi do povećanja njihove reakcione sposobnosti. Uloga jona metala se svodi na ostvarivanje opše kiselo-bazne katalize

Metali mogu direktno da učestvuju u oksidoredukcionim reakcijama. U tom slučaju, promene valentnosti jona metala katalizuju odgovarajuće oksidoredukcione promene kod molekula supstrata

Metali su često odgovorni za održavanje sekundarne, tercijarne i kvaternerne strukture enzima, što znači da jako utiču na stabilnost enzima

Page 9: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Enzimi i drugi proteini koji sadrže gvožđe

Hemproteini

Gvožđe-sumporni proteini

drugi proteini koji sadrže gvožđe

Page 10: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p
Page 11: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Hemproteini i hemenzimi Pod pojmom ‘’hem’’ se podrazumevaju svi

tetrapirolni helati gvožđa Gvožđe ugrađeno u prstenastu strukturu koja

se zove porfirin

Page 12: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Grupu proteina koji sadrže hem čine:

prenosioci kiseonika (hemoglobin i mioglobin) prenosioci elektrona (citohromi) enzimi koji katalizuju oksidacije sa

molekulskim kiseonikom (oksidaze) i vodonik-peroksidom (peroksidaze)

enzim koji katalizuje razlaganje vodonik-peroksida (katalaza)

Page 13: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Peroksidaza katalizuje reakciju:Donor + H2O2 → Oksidovani donor + 2H2O

Enzim ima i oksidaznu aktivnost Peroksidaze su po strukturi dvokomponentni

enzimi, sa hemom vezanim za glikoproteinski deo molekula

Page 14: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Katalaza Katalaza katalizuje raekciju razlaganja, inače

toksičnog za ćelije, vodonik-peroksida Sastoji iz četiri identične subjedinice a svaka

sadrži po jedan hem

Page 15: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Gvožđe-sumporni proteini Kod ovih proteina gvožđe je povezano sa: a) sulfhidrilnim grupama cisteina, ili b) neorganskim, tzv. "labilno vezanim"

sumporom, kao ligandom

Page 16: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Ovi proteini su značajni iz sledećih razloga: Učestvuju u oksidoredukcionim procesima. Fleksibiniji su od hemproteina. U oksidoredukcionim procesima reverzibilno menjaju svoje

optičke karakteristikei parametre NMR, EPR i Mesbauer-ovih spektara, i spektara cirkularnog dihroizma.

Mogu da predaju jedan ili dva elektrona , pri čemu se njihova magnetna svojstva menjaju.

Imaju sledeće uloge: A. prenos elektrona pri: fotosintezi (feredoksini i rubredoksini),

oksidaciji ugljovodonika (rubredoksin) i hidroksilovanju kamfora (putidaredoksin),

B. deluju kao enzimi: sulfitreduktaza, aldehidoksidaza, ksantinoksidaza, dihidroorotatdehidrogenaza, neke hidrogenaze i (de)hidrataze,

C. učestvuju u sistemu oksidativne fosforilacije mitohondrija,D. učestvuju u procesu fiksacije molekulskog azota.

Page 17: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p
Page 18: Metaloenzimi u Metaloenzimski Kompleki p

Enzimi koji sadrže kalcijum Kalcijujm je važna komponenta mnogih

enzima Joni kalcijuma poseduju visok koordinacioni

broj pa je on pogodan strukturni element u biološkim sistemima vršeći ulogu mosta između anjona