spetsiifikaga. Samal ajal on koensüümi suhtes spetsiifika tunduvalt suurem, kuna NADP+ ei saa elektronide akseptorina funktsioneerida. Substraadi puudumisel on ADH aktiivsait okupeeritud vee molekulide poolt. Aktiivsaidis paikneb ka Zn2+ ioon, mis on vajalik katalüütiliseks aktiivsuseks. Zn on seotud ensüümiga kahe tsüsteiini jäägi ja ühe histidiiniga. Substraadi sidumine toob enesega kaasa konformatsioonilise muutuse ensüümi struktuuris, mis eemaldab vee molekulid aktiivtsentrist ja paigutab substraadid katalüüsi toimumiseks vajalikku positsiooni. Zn aatom seob koordinatiivse sidemega ka substraadi hapniku aatomi, stabiliseerides katalüüsi käigus tekkiva negatiivse laengu (alkoholi hüdroksüüli pKa väheneb aktiivtsentris umbes 14-lt kuni 6.4-ni). Ensüümi His51 seob kaudsel teel prootoni alkoholi molekuli koosseisust. See protsess sisaldab endas prootoni ülekande ahelat, mis koosneb järgmistest etappidest. 1. Prootoni eemaldamine His poolt NAD+ riboosilt 2
· Aktiivtsentris asuvad aminohappejäägid, mis loovad substraadiga nõrku sidemeid (vesiniksidemed, hüdrofoobsed ja elektrostaatilised vastaktoimed), harva esinevad kovalentsed või kooperatiivsed sidemed · Neid aminohappejääke kutsutakse katalüütilisteks rühmadeks · Aktiivtsentril on kaks põhilist rolli: · Siduv roll: seob endaga substraadi · Katalüütiline roll: muudab substraadi produktiks · Kui substraat on muundatud produktiks, eemaldub see ensüümi aktiivtsentrist, sest kaob ensüümi ja tekkinud produkti komplementaarsus ENSÜÜMREAKTSIOONI KIIRUS · Ensüümreaktsiooni kiirus sõltub: · Ensüümi ja substraadi kontsentratsioonist · Keskkonna temperatuurist · Keskkonna pH-st · Kofaktori olemasolust ja kontsentratsioonist · Aktivaatori ja inhibiitori olemasolust ja kontsentratsioonist · Keskkonna ioontugevusest KOENSÜÜMID · Koensüümid on madalmolekulaarsed orgaanilised ühendid, mis
ülekandjad. 38) Ensüümkatalüüsi etapid: 1.Substraat difundeerub ensüümi juurde. 2.Aktiivtsenter sobitub substraadiga, aktiivtsenter formeerub lõplikult substraadi lähenemisel. 3.Tekib ensüüm-substraat kompleks. 4.Ensüüm aktiveerub (sidemed pingestuvad) 5.Ensüümis peamiselt vesiniksidemer, eletrostaatilised ja hüdrofoobsed toimed annavad vaba energia. 6.Substraat muutub produktiks ja väljub ensüümi aktiivtsentrist 7.Ensüümi esilagne olek taastub. 39) Tegurid, mis mõjutvad ensüümkatalüüsi kiirust: Ensüümi ja substraadi konsentratsioon, keskkonna temperatuur ja pH, kofaktori olemasolu ja konsentratsioon, ektivaatorid. 40) Ensüümide inhibeerimine: Molekulid, mis ühinedes või toimides ensüümile takistavad ensüümreaktsiooni toimumist. Pöörduv ja pöördumatu. VAATA ÕISIST VIDEOD! 41) Vitamiinid: Madalmolekulaarsed, bioaktiivsed orgaanilsied ained
· Lisaks inhibeerivad nii G kui N mõlema raja esimest ühist reaktsiooni ehk A B ensüümi Tagasiside kaudu reguleeritavad ensüümid on enamasti allosteerilised ensüümid Allosteerilised ensüümid Metabolismiraja lähteühendid ja lõpp-produktid on oma struktuurilt erinevad ei ole võimalik lõpp-produkti seostumine raja esimese ensüümi aktiivtsentrisse Tagasiside kaudu reguleeritavad ensüümid on allosteerilised ensüümid Allosteerilised ensüümid sisaldavad aktiivtsentrist eraldiseisvat spetsiaalset efektormolekulide seostumiskohta või kohti allosteeriline seostumiskoht allosteeriline ensüüm allosteeriline regulatsioon Allosteerilised ensüümid on multimeersed ensüümid rohkem kui üks subühik ja seega ka rohkem kui üks aktiivtsenter Allosteerilistele ensüümidele on omane substraadi kooperatiivne seostumine sigmoidsed kiiruse sõltuvused substraadi kontsentratsioonist Homoallosteeria efekt substraadimolekulide vahel
ensüümi. PCR tsükli alguseks loetakse primaarset süsiniku ja ribuloos-1,5-bisfosfaadi (RuBP) sidumise reaktsiooni, mida katalüüsib RuBP karboksülaas-oksügenaas (Rubisco): RuBP + CO2 → 2 3-PGA Tavaolekus on Rubisco inaktiivne ning aktiivtsentrisse on tugevalt seondunud RuBP molekul, mis takistab aktivatsiooniks vajalikku CO2 seondumist. Reaktsiooni käivitamiseks on vaja Rubisco aktivaasi, mis eemaldab dekarbamüleeritud (inaktiivsest) aktiivtsentrist RuBP ning võimaldab karbamüleerimist ning Mg2+ liitumist aktiivtsentrisse. Seeläbi formeerub katalüütiliselt aktiivne tsenter, kuhu liitub uuesti RuBP. Reaktsiooni käigus reageerib CO 2 otseselt ning elektrofiilselt RuBP tautomeerse kompleksi C2-ga, moodustades 6-süsinikulise vaheühendi 2-karboksü-3-ketoarabinitool-1,5-bisfosfaadi. Seejärel toimub vee mõjul vaheühendi lagunemine kaheks 3-fosfoglütseerhappe molekuliks – vesi loovutab
o Koosnevad aminohappejääkidest o Valgulise ehitusega o Ensüümkatalüüs Substraat (S) difundeerub ensüümi (E) juurde Aktiivtsenter sobitub substraadiga Tekib ensüüm-substraat kompleks (ES) ES aktiveerub (sidemed pingestuvad) Substraat muutub produktiks (P) mis väljub ensüümi aktiivtsentrist Ensüümi esialgne olek taastub o Tegurid mis mõjutavad kiirust Ensüümi ja substraadi kontsentratsioon Keskkonna temperatuur Keskkonna pH Kofaktori olemasolu ja kontsentratsioon Aktivaatorid, inhibiitorid Keskkonna ioontugevus o Substraadispetsiifilisus
poolt. · S ja E interaktsioonil muutub ensüümi konformatsioon: S-di ja aktiivtsentri katalüütiliste rühmade kontakt muutub sobivamaks, ,,pingustavad" sidemed substraadis. Seetõttu on ensüüm-substraat kompleksi (ES) teke ja substraadi muundumine produktides kergendatud. · Tekkiv produkt pole komplementaarne aktiivtsentri katalüütilise rühmadega, seetõttu ta väljub aktiivtsentrist ja selle algkonformatsioon taastub. Ensümaatiline kineetika E-reaktsioon kulgeb teatud kiirusega. Reaktsioonikiirust väljendab kas muundunud S hulk või tekkinud produkti (P) hulk ajaühikus. Kiirus sõltub: · ensüümi ja substraadi kontsentratsioonidest · kkonna temperatuurist ja pH-st · kofaktori olemasolust ja kontsentratsioonist · aktivaatori ja inhibiitori olemasolust ja kontsentratsioonist · kkonna ioontugevusest 1
hulkades ja samuti oleks kontrollitud F + I summaarne hulk rakus? Kui F'i saab liiga palju, siis ta peab inhibeerima C-G katalüüsivat ensüümi või aktiveerima C- D katalüüsivat ensüümi ja kui I'd saab liiga palju, siis ta peab inhibeerima C-D katalüüsivat ensüümi või aktiveerima C-G katalüüsivat ensüümi. 83. Millised väited on õiged allosteerilise ensüümi kohta? Allosteeriline ensüüm: c) on reeglina multimeerne ensüüm d) sisaldab aktiivtsentrist eraldiseisvat efektormolekulide seostumiskohta 84. Visandage reaktsioonikiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist juhul kui ensüüm seob oma substraati positiivse kooperatiivsuse alusel. 85. Märkige juurde milline graafikul kujutatud kõveratest vastab allosteerilise ensüümi kineetikale: a) efektori puudumisel b) allosteerilise inhibiitorijuuresolekul c) allosteerilise aktivaatori juuresolekul 86. Milleks on vajalik O2 kooperatiivne seostumine hemoglobiinile?
Mõlematele seotuakse kolm fosfaatrühma. Insuliini retseptor. Heterotetrameerne kompleks. Samamoodi. Intratsellulaarsed retseptorid Signaali ülekanne ioonikanaliga seotud retseptori kaudu ? Signaali ülekanne G-valguga seotud retseptori kaudu Neurotransmitter seondub retseptorile, mille tagajärjel toimub konformatsioonimuutus; G-valk membraanis moodustab retseptoriga kompleksi. G-valgu α-subühiku aktiivtsentrist vabaneb GDP 12 GDP asemel seondub GTP α-subühik eraldub G-valgust ja inaktiveerib või aktiveerib membraanivalgu, vastavalt subühikule. Adenülaadi tsüklaasi rada Kõigepelat toimub signaali ülekanne G-valguga seotud retseptori kaudu (GDP vabaneb, GTP seondub, α-subühuk lahkub). αQ/αS – subühik aktiveerib adenülaadi tsüklaasi; adenülaadi tsüklaasi
80. Rakus on tegemist harukohta sisaldava metabolismirajaga. Rakul on vaja ühendeid F ja I võrdsetes hulkades. Milliste ühendite poolt ja milliseid etappe peaks tagasiside kaudu inhibeerima ja aktiveerima, et saavutada olukord, kus F ja I esineksid võrdsetes hulkades ja samuti oleks kontrollitud F + I summaarne hulk rakus? 81. Millised väited on õiged allosteerilise ensüümi kohta? Allosteeriline ensüüm on reeglina multimeerne ensüüm ja sisaldab aktiivtsentrist eraldiseisvat efektormolekulide seostumiskohta 82. Visandage reaktsioonikiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist juhul kui ensüüm seob oma substraati positiivse kooperatiivsuse alusel. 83. Märkige juurde milline graafikul kujutatud kõveratest vastab allosteerilise ensüümi kineetikale 84. Milleks on vajalik O2 kooperatiivne seostumine hemoglobiinile? Kopsudes on kõrge O2 kontsentratsioon ja kudedes madal. Kooperatiivse seostumise kaudu on võimalik hapnik üle anda 85
ensüümi. Ja sama I-ga. Lisaks on kasulik veel olukord, kus nii F kui ka I akumuleerumine inhibeeriks mõlema haruraja esimest ühist reaktsiooni ehk A B ensüümi. 83. Millised väited on õiged allosteerilise ensüümi kohta? Allosteeriline ensüüm: a) käitub efektori puudumisel vastavalt Michaelis-Menteni kineetikale b) on reeglina monomeerne ensüüm c) on reeglina multimeerne ensüüm d) sisaldab aktiivtsentrist eraldiseisvat efektormolekulide seostumiskohta e) on alati glükosüleeritud 84. Visandage reaktsioonikiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist juhul kui ensüüm seob oma substraati positiivse kooperatiivsuse alusel. 85. Märkige juurde milline graafikul kujutatud kõveratest vastab allosteerilise ensüümi kineetikale: a) efektori puudumisel b) allosteerilise inhibiitori juuresolekul c) allosteerilise aktivaatori juuresolekul 86
regulaatorite seondumise kohta või kohti. Neid kohti nimetatakse allosteerilisteks seostumiskohtadeks ja neid reguleerivaid ensüüme allosteerilisteks ensüümideks. krt kas keegi oskaks seda lühemalt sõnastada, ma ei oska? 92. Millised väited on õiged allosteerilise ensüümi kohta? Allosteeriline ensüüm: a) käitub efektori puudumisel vastavalt MichaelisMenteni kineetikale??? b) on reeglina monomeerne ensüüm c) on reeglina multimeerne ensüüm d) sisaldab aktiivtsentrist eraldi seisvat efektormolekulide seostumiskohta e) on alati glükosüleeritud Allosteerilised ensüümid on eranditult multimeersed valgud, s.t. nad koosnevad rohkem kui ühest subühikust ja sisaldavad seega ka rohkem kui ühte aktiivtsentrit (iga subühik sisaldab ühe aktiivtsentri). Allosteerilistele valkudele on omane substraatide (homoallosteeria) ja regulatoorsete efektormolekulide (heteroallosteeria) kooperatiivne seostumine valguga. lisaks joonis 14,4 93
katalüütilised rühmad, mis seovad endaga substraadi. Aktiivtsentril on kaks põhilist rolli: o Siduv roll - seob endaga substraadi o Katalüütiline roll - muudab substraadi produktiks, tänu millele toimub aktivatsioonienergia alandamine Akriivtsenter ja substraat peavad olema komplementaarsed, et saaks tekkida ES kompleks. Ensüüm võib muuta ka oma konformatsiooni, et siduda substraati efektiivsemalt. Kui substraat on muundatud produkitks, eemaldub see ensüümi aktiivtsentrist, sest kaob ensüümi ja tekkinud produkti komplementaarsus. Koensüümid madalmolekulaarsed orgaanilised ühendid, mis on tavaliselt liitensüümis valkosaga mittekovalentselt seotud. Paljud koensüümid on vitamiinid. 16. Ensüümreaktsiooni kiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist, keskkonna pH-st ja temperatuurist. Konstantse ensüümi kontsentratsiooni juures sõltub ensüümreaktsiooni kiirus substraadi kontsentratsioonist
Neid kohti nimetatakse allosteerilisteks seostumiskohtadeks ja neid reguleerivaid ensüümeallosteerilisteks ensüümideks. krt kas keegi oskaks seda lühemalt sõnastada, ma ei oska? 92. Millised väited on õiged allosteerilise ensüümi kohta? Allosteeriline ensüüm: a) käitub efektori puudumisel vastavalt MichaelisMenteni kineetikale??? b) on reeglina monomeerne ensüüm c) on reeglina multimeerne ensüüm d) sisaldab aktiivtsentrist eraldi seisvat efektormolekulide seostumiskohta e) on alati glükosüleeritud Allosteerilised ensüümid on eranditult multimeersed valgud, s.t. nad koosnevad rohkem kui ühest subühikust ja sisaldavad seega ka rohkem kui ühte aktiivtsentrit (iga subühik sisaldab ühe aktiivtsentri). Allosteerilistele valkudele on omane substraatide (homoallosteeria) ja regulatoorsete efektormolekulide (heteroallosteeria) kooperatiivne seostumine valguga. lisaks joonis 14,4
olemas veel regulatoorne ehk allosteeriline tsenter. Niisuguseid ensüüme nimetatakse 21 Maris Kallus KKS 2010 allosteerilisteks ensüümideks. Nii nagu aktiivtsenter, on ka allosteeriline tsenter võimeline siduma talle keemiliselt struktuurilt sobivaid ühendeid. Einevalt aktiivtsentrist ei toimu seal aga mingit katalüüsiprotsessi, seetõttu ei käsitleta allosteerilise tsentri kaudu ensüümiga seonduvaid keemilisi ühendeid substraatidena. Nende sidumine ensüümi regulatoorses keskuses mõjutab oluliselt aktiivtsentri seisundit ja seeläbi ka ensüümi aktiivsust. 10. Ensüümide spetsiifilisus: Ensüümide üheks kõige iseloomulikumaks omaduseks on nende spetsiifilisus. Üldiselt
Aminohappe valik toimub neil süntetaasidel, mille substraadil on keemiliselt lähedasi "valesid" aminohappeid (näiteks Ile, millel on lähedased Val ja Leu), samuti mitmeastmelisena. Kui "vale" aminohape ühendatakse tRNA'ga, siis hüdrolüüsib sünteataas tekkinud estersideme, mille tulemusena valesti sünteesitud produkt laguneb ja aminohape ning tRNA vabanevad. Seda reaktsiooni viib läbi süntetaasi eriline hüdrolüütiline tsenter, mis on osa esüümi aktiivtsentrist. Ka see hüdrolüütiline mehhanism toimub reaktsioonikiiruste erinevuse tõttu, õige produkti hüdrolüüs on aeglane ja "vale" produkti hüdrolüüs kiire. Sarnased mitmeastmelised valikumehhanismid on omased paljudele ensüümidele, mis viivad läbi geneetilise informatsiooni ülekannet ja nendega puutume kokku ka edaspidi. IIc Valgusüntees ribosoomides 20 Ribosoom
bakterirakkudes metaboolseid ümberlülitusi juba mõne sekundi jooksul. Kontrollmehhanismid toimivad kas ensüümide aktiivsuse mittekovalentse moduleerimise (allosteeriline regulatsioon), valkude kovalentse modifitseerimise (enamasti fosforüleerimine) või valkude kompartmentalisatsiooni näol. Allosteerilised ensüümid on aktiveeritavad või inaktiveeritavad metaboliitide mittekovalentse seondumise kaudu ensüümide aktiivtsentri regulatoorsetesse saitidesse, mis paiknevad aktiivtsentrist eraldi. Sel viisil toimub näiteks biosünteetiliste ensüümide tagasisidestuslik inhibitsioon. Allosteeriline regulatsioon põhjustab ensüümi ajutisi konformatsioonilisi muutusi, kuna inhibiitori või aktivaatori seondumine on pöörduv. Lisaks allosteerilisele regulatsioonile võib ensüüm olla ka kovalentselt modifitseeritav fosforüleeritud, metüleeritud, atsetüleeritud, adenüleeritud või uridüleeritud. Ka see protsess võib olla pöörduv
translatsiooniks vajalik ribosoomide seondumisjärjestus olemas olla. Sellist efekti, kui esimene geen takistab operoni tagumiste geenide avaldumist nimetatakse polaarseks efektiks. 7.1. RNA polümeraasi ehitus Transkriptsiooni läbi viiv E. coli RNA polümeraasi (RNAP) apoensüüm koosneb viiest subühikust: 2, , ' ja . Seondudes kuuenda subühikuga, - subühikuga, moodustub RNAP holoensüüm, mis on võimeline initsieerima transkriptsiooni. RNAP ' subühik (rpoC) sisaldab osa aktiivtsentrist, mis sünteesib RNA-d, see subühik vastutab ka DNA-ga ja äsjasünteesitud RNA-ga mittespetsiifilise seondumise eest. RNAP subühik (rpoB) sisaldab ülejäänud aktiivtsentrit, mis on RNA sünteesiks vajalik ning osaleb samuti DNA ja RNA-ga mittespetsiifilises seondumises. RNAP subühik (rpoA) on RNAP kahe koopiana, N-terminus vastutab RNAP assambleerumise eest ning C-terminus on oluline UP- elementidega seondumiseks ning regulaatorvalkudega seondumiseks. RNAP
annaabi.ee 
