217. 2. 27. Dr. olev rasziir Az enziinetia alapjai 217. árcius 6/9. Mit ell tudni az előadás után: 1. 2. 3. 4. 5. Miért van szüség inetiai odellere? A Michaelis-Menten odell feltételrendszere A inetiai paraétere értelezése (, ax, ) A Michaelis-Menten egyenlet ábrázolásai, alalazásu étszubsztrátos reació inetiai paraéterei 1
217. 2. 27. Enziinetiai odelle jelentősége Reducionista egözelítés: Egyszerű in vitro eszözöel egbízhatóan jelleezni az enzi in vivo szerepét. Releváns érdése: - a neuron frutózt és gluózt is használhat energiaterelésre, de elyire specifius az enzi (hexoináz), aely eghatározza felhasználásuat? - Terápiás célzattal egy anyag terelését szeretnén csöenteni a szervezetben, de a folyaatban több enzi vesz részt. Melyiet lehet leghatéonyabban (legisebb gyógyszerdózissal) gátolni? Enziinetiai odelle eleei Hierarchius felépítés Műödési séa leegyszerűsítő feltételeel Egyenlet Paraétere értelezése 2
217. 2. 27. Műödési séa Michaelis-Menten odell eredeti forája 2 E EEP s Leegyszerűsítő feltétel 1: egyensúly E és özött [ E][ ] [ E][ ], azaz [ E] [ E] is ateatia: ([ E] [ E])[ ] [ E] [ E] [ E] [ E] [ ] [ ] [ E] DE ha [ ] [ E], aor [ ] [ E] AGYI [ ] [ ] [ E] [ ] [ E] [ ] Leegyszerűsítő feltétel 2: az egész reació sebessége az irreverzibilis lépés sebességével egyezi eg, aely elsőrendű [E]- re nézve v2[ E] 5 Michaelis-Menten egyenlet eredeti forája [ E] [ ] v2[ E] [ ] 2 ezdeti reaciósebesség fogala dp [ ] v dt P felhalozódásána és fogyásána övetezényei a odell szepontjából 3
217. 2. 27. Műödési séa Briggs-Haldane steady state odell 1 2 E EEP 1 de [ ] 1([ E] [ E])[ ] 1[ E] 2[ E] dt Leegyszerűsítő feltétel 1: stacionárius állapot (steady state) de [ ] dt 1([ E] [ E])[ ] 1[ E] 2[ E] [ E] 1[ E] [ ] [ ] 1 2 1 7 Briggs-Haldane egyenlet Leegyszerűsítő feltétel 2: az egész reació sebessége az irreverzibilis lépés sebességével egyezi eg, aely elsőrendű [E]- re nézve v2[ E] Összevetve a Michaelis- Menten egyenlettel: 2[ E] [ ] v 21 [ ] 1 [ E] [ ] v [ ] 2 4
217. 2. 27. Michaelis-Menten egyenlet ai forája és a paraétere értelezése cat[ E] [ ] v [ ], ahol 1 2 és cat = 2 1 Ha cat ne ét lépcsős reacióra vonatozi, aor ne egyenlő 2 vel, de inden esetben elsőrendű sebességi állandó, aely az enzi-szubsztrát oplex teréé történő átalaulását jellezi (átviteli szá=axiálisan hány atalitius ciluson egy át időegység alatt). Ha az enzi oláris oncentrációja ne isert, aor ax cat[ E] v [ ] [ ] ax = ha -1 >> 2, vagyis ilyen esetben az enzi-szubsztrát ötődés erősségét (affinitását) jellezi. A ax ne az enzire, hane a vizsgált rendszerre jellező 9 A Michaelis-Menten egyenlet görbéje cat[ E] [ ] v [ ] v [ E] [ ] cat Ha[ ], aor Ha [ ], aor v.5 ax vagyis a cat / egy ásodrendű sebességi állandó Ha[ ], aor v e ax cat 1 5
217. 2. 27. pecificitási állandó pecificitási állandó cat A Michaelis-Menten egyenlet specificitási állandóval [ E][ ] ( / )[ E][ ] [ E][ ] v [ ] 1 [ ] / 1 [ ] / cat cat Mi az előnye? 11 Enzispecificitás értelezése 1 2 E EEP 1 ' 1 ' 2 ' ' ' ' 1 E E EP [ E] [ ] v [ ] [ '] 1 ' '[ E][ '] v' [ ] [ '] 1 ' v [ ] v' ' [ '] 12 6
217. 2. 27. Hexoináz szubsztrát-specificitása az agyszövetben szubsztrát ax (ol.in -1.g -1 ) (M) gluóz 17 1 1,7 frutóz 25 1,25 ax / (L.in -1.g -1 ) atalitius hatéonyság izoenzie esetében? cat tartoány! 14 7
217. 2. 27. Reverzibilis Michaelis-Menten echanizus E 1 2 E E P 1 2 Irreverzibilis [ E] [ ] v [ ] 1 Reverzibilis [ E] [ ] P[ E] [ P] v [ ] [ P] 1 P 15 Egyirányú enzie [ E] [ ] [ E] [ P] = egyensúly P [ P] [ ] eq eq eq [ E] [ ] P[ E] [ P] v [ ] [ P] 1 P eq P eq G ' RT.ln eq A terodinaiai ötöttség a specificitási állandó arányára vonatozi. iszont: cat catp P P Tehát ha []+[P]=const és a ét erősen eltér egyástól, az alacsony oldala ár relatíve alacsony szubsztrát oncentráció ellett is ax ellett űödi, íg a ási oldal enne töredéével. cat 16 8
217. 2. 27. - v [] függvényében A Michaelis-Menten egyenlet ábrázolásai 1. - előny: ne szüséges súlyozni a ísérleti hibát - hátrány: ne szeléletes (a hiperbolán ne látju a ax -t, így a -t se) 17 A Michaelis-Menten egyenlet ábrázolásai 2. - ettős recipro ábrázolás (Lineweaver-Bur) - előny: jól szelélteti a paraétere értéeit és a odelltől valóeltéréseet - hátrány: adat transzforáció (hiba torzítása és súlyozása), elfedi a ísérleti terv hibáit (telítés ne látható) 1 1. 1 v [ ] ax ax 18 9
217. 2. 27. A Michaelis-Menten egyenlet ábrázolásai 3. - diret lineáris ábrázolás ax függvényében v ax v [ ] - előny: a ísérleti hiba türöződi a inetiai paraétere variabilitásában 19 étszubsztrátos reació inetiai jellezői 1. A B E P Q egy adott [B] ellett alalazzu a Michaelis-Menten egyenletet, aelyben ost látszólagos paraétere szerepelne, ert eze csa a onrét B oncentráció ellett érvényese v.[ A] ax [ A] 2 1
217. 2. 27. étszubsztrátos reació inetiai jellezői 2. Háras oplex (szevenciális) echanizus: olyan reació, aely során az összes szubsztrátna ell hozzáötődnie az enzihez rando vagy eghatározott sorrendendben ielőtt a reació végbeenne ax ax.[ B] ax B [ B] ax A A B d. A.[ B] [ B] étszubsztrátos reació inetiai jellezői 3. zubsztituált-enzi (ping-pong) echanizus: olyan reació, aely során a szubsztrát egyi funciós csoportja áterül az enzire egy teré felszabadulásával és ésőbb leváli az enziről egy ási teré eletezése özben ax.[ B] ax B [ B].[ B] A B [ B] 22 11
217. 2. 27. Releváns tanönyvfejezete 29-35. oldal 23 12