Question
click below
click below
Question
Normal Size Small Size show me how
Enzymologia - ĆW
Skrypt
Question | Answer |
---|---|
Parametry kinetyczne | KM, kcat, kcat/KM |
Stała Michaelisa | KM, określa stężenie substratu przy, którym szybkość reakcji enzymatycznej osiąga połowę wartości szybkości maksymalnej (1/2 Vmax). |
Stała szybkości reakcji | kcat - opisuje zdolność enzymu do katalizowania reakcji chemicznych. Inaczej, określa liczbę cząsteczek substratu przetworzonych przez cząsteczkę enzymu w czasie jednej sekundy, w warunkach, w których enzym wykazuje maksymalną aktywność. |
Stała specyficzności reakcji | kcat/KM |
BApNA | Nα-Benzoilo-DL-Arginylo-p-Nitroanilid |
Od czego zależą parametry kinetyczne? | Parametry kinetyczne reakcji katalizowanych enzymatycznie są charakterystyczne dla danej pary enzym – substrat i warunków prowadzenia reakcji. |
Jak wyznacza się parametry kinetyczne? | Dokonujemy pomiaru szybkości początkowej reakcji enzymatycznej w funkcji stężenia substratu v = f([BApNA], w warunkach: 1. dużego nadmiaru substratu w stosunku do enzymu ([BApNA]>>[E0]) 2. przy stałym stężeniu enzymu ([E0] = constant) |
Po co wyznacza się parametry kinetyczne? | Wyznacza się je w celu porównania zdolności katalitycznych różnych enzymów i/lub podatności różnych substratów na katalizę. |
Dlaczego szybkość reakcji enzymatycznej maleje w miarę jej trwania? | Z powodu wyczerpywania się substratów, a także w niektórych przypadkach hamowania aktywności enzymu przez produkty reakcji, reakcje przebiegające w przeciwnym kierunku lub postępującą inaktywację enzymu. |
Trypsyna - test enzymatyczny | Trypsyna w obojętnym lub lekko zasadowym środowisku efektywnie przyspiesza hydrolizę BApNA do N-benzoilo-DL-argininy i barwnej p-nitroaniliny (pNA), której ilość oznacza się spektrofotometrycznie przez pomiar absorpcji światła o długości fali 405 nm. |
Jak oznaczana jest początkowa szybkość reakcji enzymatycznej? | Początkowa szybkość reakcji enzymatycznej (v0) jest wyznaczana jako przyrost ilości jednego z produktów reakcji np. p-nitroaniliny (pNA) w czasie: v = Δ{pNA}/ Δt. |
Od czego zależy stała Michaelisa? | Jej wielkość zależy od rodzaju substratu, pH i temperatury. |
O czym świadczy niska stała Michaelisa? | Jej wartość jest miarą powinowactwa enzymu do substratu. Im niższa wartość KM tym powinowactwo enzymu do substratu jest wyższe. |
Jak wyznacza się kcat? | Wyznacza się ją jako iloraz prędkości maksymalnej i stężenia enzymu: kcat = Vmax/[E0] (jednostka: µM/s/µM = 1/s). |
Jak wyznaczyć KM? | Należy przeprowadzić serię reakcji enzymatycznych, wykorzystując wzrastające stężenia [S]. Do każdej z reakcji wyznaczyć szybkość początkową Vo, dalej przedstawić na wykresie zależność Vo od S. Do otrzymanych punktów dopasować krzywą, wyznaczyć Km i Vmax. |
Czy enzym można zamrażać i rozmrażać? | Tak. Ważne jest przechowywanie na lodzie, aby nie doszło do deaktywacji. |
Dlaczego nie można przechowywać substratów na lodzie? | Ponieważ są rozpuszczone są w DMSO, ponowne włożenie do lodu spowoduje ich zestalenie. |
Jak wyznacza się stężenia aktywnej trypsyny? | Polega na miareczkowaniu centrów aktywnych trypsyny za pomocą wybuchowego, syntetycznego, drobnocz. substratu NPGB. Ilość wolnego p-nitrofenolu w roztworze wyznaczana przy 410 nm jest miarą ilości aktywnych cząsteczek enzymu w tym samym roztworze. |
Acyloenzym | Przejściowy kowalencyjny kompleks enzymu z substratem. |
NPGB | nitrofenylo-4-guanidyno-benzoesan |
Jak przebiega reakcja enzymatyczna trypsyny z NPGB? | Enzym szybko tworzy z NPGB acyloenzym i hydrolizuje w. estrowe uwalniając tylko barwny p-nitrofenol, podczas gdy II część substratu (guanidyno-benzoesan) wolno zwalnia się z acyloenzymu blokując kieszeń wiążącą przed dostępem kolejnej cz. substratu. |
Jak wyznacza się stężenie substratu? | Poprzez całkowitą hydrolizę porcji roztworu substratu z wykorzystaniem trypsyny. Miarą stężenia substratu (BApNA) jest różnica A405 przed dodaniem odpowiedniej ilości trypsyny do kuwety z niewielką zawartością BApNA i po całkowitej jego hydrolizie. |
Jaki warunek musi zostać spełniony, aby doszło do całkowitej hydrolizy substratu? | Gdy spełniony zostanie warunek [E] > [S] |
Jak można zapobiec wypadaniu substratu z r-ru? | Bufor reakcyjny nie może zawierać detergentów (np. Tritonu), powinien zawierać do kilku procent DMSO, należy bardzo energicznie wymieszać zawartość kuwety po dodaniu roztworu substratu. |
Kiedy substrat może wypadać z r-ru? | Przy wyższych stężeniach. |
Wzór na stałą asocjacji | Ka = [EI] / [E] × [I] |
Wzór na stałą inhibicji | (odwrotność stałej asocjacji) Ki = [E] × [I] / [EI] |
Stała asocjacji | Stała równowagi tworzenia kompleksy enzym-inhibitor kompetycyjny |
Stała inhibicji | Stała równowagi reakcji rozpadu kompleksy enzym-inhibitor |
Jak wyznacza się stałą asocjacji? | Do każdej kuwet z r-rem enzymu o stałym, znanym stężeniu [E0] w b. reakcyjnym dodajemy wzrastających porcji r-ru inhibitora. Następnie w celu wykazania akt. wolnego E do każdej z kuwet dodać należy tej samej porcji substratu i zarejestrować Vo reakcji. |
Jak można upewnić się, że układ enzym-inhibitor jest w stanie równowagi chemicznej? | Należy inkubować enzym z inhibitorem w buforze reakcyjnym przez czas (tink) około dziesięciokrotnie dłuższy od czasu połówkowego (t1/2) tworzenia kompleksu EI – tink = 10 × t1/2. |
Czym różni się trypsyna od chymotrypsyny? | Trypsyna tworzy trwały acyloenzym, a chymotrypsyna nietrwały. |
Jak przebiega reakcja enzymatyczna chymotrypsyny z NPGB? | Substrat NPGB tworzy z enzymem nietrwały acyloenzym. Rozkłada się on dużo szybciej niż w przypadku miareczkowania trypsyny, dlatego po dodaniu chymotrypsyny do kuwety obserwujemy wzrost A410. |
PMSF | fenylometylosulfofluorek |
TLCK | tozylolizynochlorometyloketon |
Jak działają nieodwracalne drobnocząsteczkowe inhibitory? | Reagują z reaktywnymi grupami (np.: -OH, -NH2, -SH) łańcuchów bocznych reszt aminokwasowych tworząc nieodwracalne, kowalencyjne kompleksy (bardziej lub mniej trwałe) modyfikują właściwości białek w tej liczbie enzymów. |
BPTI | Jest inhibitorem kompetycyjnym proteaz serynowych, do których należy chymotrypsyna. |
PMSF i TLCK | Organiczne związki chemiczne, będące inhibitorami proteaz serynowych. |
Dlaczego chymotrypsyna jest słabo hamowana przez TLCK w porównaniu z trypsyną? | Ma mniejszą kieszeń katalityczną w centrum aktywnym niż trypsyna, dlatego dostęp do znajdującej się tam seryny dla TLCK trudniejszy. |
Dlaczego PMSF hamuje tak samo dobrze trypsynę i chymotrypsynę w porówaniu z TLCK? | PMSF jest mniejszą cząsteczkę niż TLCK i dostęp do centrum aktywnych obu enzymów jest łatwiejszy. |
Czy inhibitory kompetycyjne zwiększają wartość Km? | Tak, powinowactwo enzymu do substratu się zmniejsza. |
Czy inhibitory kompetycyjne są w stanie zmniejszyć maksymalną szybkość reakcji? | Nie. |
Co jest cechą charakterystyczną proteaz serynowych? | Białka enzymatyczne tego rodzaju zawierają w centrum aktywnym serynę i histydynę będące dawcą ładunku dodatniego. Mają serynę w triadzie katalitycznej. |
Czy trypsyna charakteryzuje się szeroką specyficznością substratową? | Nie. |
Jak działa trypsyna? | Katalizuje hydrolizę wiązań peptydowych w miejscach, w których grupy karbonylowe należą do argininy albo lizyny. |
Czy wszystkie enzymy posiadają triady katalityczne? | Nie. Nie muszą być to triady. |
Triada katalityczna | Trzy reszty aminokwasowe które bezpośrednio lub pośrednio biorą udział w reakcji chemicznej z substratem - są to niezbędne reszty aminokwasowe dla zajścia reakcji. Znajdują się w centrum katalitycznym enzymu. |
Triada katalityczna chymotrypsyny | Asp, His i Ser |
Triada katalityczna trypsyny | His57, Asp102, Ser195 |
Co jest istotą katalizy enzymatycznej? | Zmniejszenie energii aktywacji, efektem czego jest przyspieszenie reakcji nawet 10^7x. |
Czy kM zależy od stężenia enzymu i substratu? | Analizując równanie Michaelisa-Menten można dojść do wniosku, iż przy stałym stężeniu enzymu, szybkość reakcji w pewnych granicach zależy od stężenia substratu. Km nie zależy natomiast od stężenia enzymu. |
W jakiej jednostce wyrażana jest Km? | dm3 |
Do czego wykorzystuje się nieodwracalne inhibitory enzymów? | Do mapowania miejsca aktywnego enzymu. |
Proteazy serynowe - przykłady | Trypsyna, chymotrypsyna, elastaza |
Jaki jest sens działania enzymów? | Enzymu jako biologiczne katalizatory szybko i efektywnie przesuwają równowagę danej reakcji w kierunku jej produktów. |
Co aktywuje trypsynogen do trypsyny? | Autoaktywacja lub enterokinaza działająca w dwunastnicy. |
Gdzie wydzielana jest trypsyna? | W trzustce. |
Dlaczego w przygotowaniu krzywej kalibracyjnej konieczne jest aby znać dokładne stężenie AKTYWNEGO enzymu? | W przypadku enzymów oznaczenie jedynie stężenie białka jest niewystarczające, ponieważ część enzymu może być nieaktywna. |
W jakim miejscu przeprowadza hydrolizę trypsyna? | W miejscach, w których grupy karbonylowe należą do argininy albo lizyny - R lub K |
W jakim r-rze należy przechowywać trypsynę? | W takim, żeby się sama nie strawiła - 20mM CaCl2,1mM HCl (pH 3) |
Jakie warunki musi spełniać bufor do oznaczania aktywności trypsyny? | CaCl2 (np 20mM) - chroni przed samotrawieniem, pH - 8, niezbędne do zachowania aktywności. |
Jak łączy się BPTI z trypsyną? | Poprzez pętlę wiążącą proteinazę, która zawiera resztę Lys15 inhibitora idealnie dopasowaną do kieszeni wiążącej substrat w cząsteczce enzymu. |