TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL KEEMIAINSTITUUT Bioorgaanilise keemia õppetool YKL3312 Biokeemia praktikum Laboratoorne töö 3. Biokatalüüs 3.4 Proteolüütilise ensüümi aktiivsuse määramine Tallinn 2010 3.BIOKATALÜÜS 3.4 PROTEOLÜÜTILISE ENSÜÜMI AKTIIVSUSE MÄÄRAMINE TÖÖ TEOREETILISED ALUSED Proteolüütilised ensüümid ehk proteaasid on arvukas rühm ensüüme, mis katalüüsivad peptiidsidemete hüdrolüüsi valkudes ja peptiidides. Reaktsiooni tulemuseks on erineva molekulmassiga peptiidid ja vabad aminohapped.
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL KEEMIAINSTITUUT Bioorgaanilise keemia õppetool YKL3312 Biokeemia praktikum Laboratoorne töö 3. Biokatalüüs 3.5. Glükoosi sisalduse määramine ensümaatilisel meetodil. Tallinn 2010 3. BIOKATALÜÜS 3.5 GLÜKOOSI SISALDUSE MÄÄRAMINE ENSÜMAATILISEL MEETODIL Glükoosi sisalduse määramiseks kasutatakse meetodit, mis põhineb kahe ensüümi glükoosi oksüdaasi (GOD) ja peroksüdaasi (POD) kasutamisel. GODi spetsiifilisus substraadi suhtes annab võimaluse määrata glükoosisisaldust ka
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL KEEMIAINSTITUUT Bioorgaanilise keemia õppetool YKL3312 Biokeemia praktikum Laboratoorne töö 3. Biokatalüüs 3.1 Invertaasi aktiivsuse määramine Tallinn 2010 3.BIOKATALÜÜS 3.1 INVERTAASI AKTIIVSUSE MÄÄRAMINE TEOREETILISED ALUSED Invertaas ehk sahharaas on ensüüm , mis katalüüsib , D fruktofuranoosiide hüdrolüüsi: , D fruktofuranoosiide + H2O alkohol + fruktoos Kõige levinumaks substraadiks invertaasile on sahharoos. Invertaasi produtseerivad pärmid, hallitusseened, aga ka paljud taimed
Rohkem vajavad D-vitamiini lapsed, noored, rasedad ja imetajad- inimese puhul u 500 RÜ päevas, täiskasvanud vajavad vähem või üldse mitte. Ensüümid: mõiste, biokatalüütiline protsess. Katalüütiliselt aktiivsed valgud, mille vahendusel toimuvad biokatalüütilised protsessid. Iseloomulik aktiivsus esineb seoses elusraku struktuuriga. Ensüümid kiirendavad reaktsioone ja hoiavad neid käigus. Ensüümid toimivad vastavad keskkonnad ja tingimustes (pH, temperatuur). Biokatalüüs on üldisema katalüüsinähtuse alaliik. Katalüüs muudab keemiliste reaktsioonide kiirust, kuid ei muuda reaktsioonide tasakaaluolekut ega võimalda reaktsioone, mis ilma katalüüsita ei toimu. Katalüsaator võtab reaktsioonist osa, kuid taastub protsessi lõppedes (kvantitatiivselt kui kvalitatiivselt). Madalatel temperatuuridel reaktsioonikiiruste tõus suur. Biokatalüüs on mitmekülgselt reguleeritud: reaktsiooniahela lõpp-produkt kontrollib ahela alglüli
(stereochemical)) AND (synthesis) Sõna ((biocatalytic) OR 0 0 (stereochemical)) AND (synthesis) NOT ((inorganic synthesis) OR (electrosynthesis) OR (retrosynthesis) OR (x- ray analysis)) Märksõna Biokatalüüs 33 17 Märksõna Süntees 146 54 Märksõna Stereoselektiivne 6 8 süntees b) Gustafsson, H. (1974).Synthesis and stereochemical studies of some optically active a-azolylpropionic acids of biological interest. Uppsala. 2. a) 6 b) 5 c) 5 d) 6 3. Annual Reports on the Progress of Chemistry. Section B, Organic Chemistry
Valk-kaksikside C ja O vahel. Sahhariid- H-C-OH Rasvad-rasvade agregaatolek (vedel või tahke) sõltub nende koostises olevate küllastumata rasvhappejääkide hulgast. Mis on ensüüm? Seleta, milline on ensüümi toimemehhanism? Mis iseloomustab biokatalüüsi? Ensüümid on valgud, mis reguleerivad biokeemiliste reaktsioonide kiirust Glükoosi (substraadi) seostumine heksokinaasi aktiivtsentrisse kutsub esile muudatuse ensüümi molekuli konformatsioonis. Biokatalüüs on orgaaniliste ühendite keemilise muundamise protsess, mis viiakse läbi looduslikke katalüsaatoreid – ensüüme – kasutades Kuidas liigitatakse sahhariide? Too iga liigi kohta näide. Iseloomusta looduses kõige enam esinevat polüsahhariidi (tselluloosi) Monosahhariid-aldoosid, ketoosid Disahhariid-sahharoos, laktoos, maltoos Polüsahhariidid-tselluloos, tärklis Tselluloos- Tselluloos on polüsahhariidide hulka kuuluv looduslik polümeer (C6H10O5) Kuidas jaotatakse kiudaineid
Tallinna Tehnikaülikool Keemiainstituut Bioorgaanilise keemia instituut BIOKATALÜÜS 3.2 PROTEOLÜÜTILISE ENSÜÜMI AKTIIVSUSE MÄÄRAMINE Juhendaja: Tiina Randla Töö teoreetilised alused Proteolüütilised ensüümid ehk proteaasid on ensüümid, mis katalüüsivad peptiidsidemete hüdrolüüsi reaktsiooni valkudes ja peptiidide, produtseerides madala molekulmassiga peptiide ja vabu aminohappeid. Proteaasi leidub kõigis organismides, kuna nad osalevad erinevate funktsioonide täitmises. Näiteks toiduvalkude seedimises ja kõrgreguleeritud ensüümireaktsioonide kaskaadides. Sõltuvalt sellest, kas proteaas toimib polüpeptiidahela kesksetele või otsmistele peptiidsidemetele, eristatakse endo- ja eksopeptidaase: · Eksopeptidaasi esindajateks on karboksüpeptidaasid ja aminopeptidaasid- need lühendavad peptiide, vabastades ühekaupa C- ...
Tallinna Tehnikaülikool Keemiainstituut Bioorgaanilise keemia instituut BIOKATALÜÜS 3.3. GLÜKOOSISISALDUSE MÄÄRAMINE ENSÜMAATILISEL MEETODIL Juhendaja: Tiina Randla Töö teoreetilised alused Glükoosisisalduse kvantitatiivseks määramiseks bioloogilistes objektides kasutatakse ensümaatilist meetodit, mis põhineb ensüümide glükoosi oksüdaasi ja peroksüdaasi kasutamisel. Gox-i süstemaatiline nimetus näitab, et ta katalüüsib , D- glükoosi oksüdeerumist molekulaarse hapniku toimel. FAD seab glükoosi molekuli kaks vesiniku aatomit, redutseerib FADH 2-ks ning kannab need molekulaarsele hapnikule, mis sisaldab lahustunult reaktsioonikeskkonnas. Järgmises etapis kasutatakse peroksüdaaside esindajat, mille nimetus on doo...
- hemoglobiin Denturatsioon valgumolekuli kõrgeimate struktuuride lõhkumine kuni primeaarstruktuurini. Renoturatsioon valgumolekulide kõrgeima järgu struktuuride iseeneslik taastumine. Valgu ülesanded: a)Valgud täidavad organismis ensümaatilist funktsiooni b)Ehitusliku funktsiooni c)Transport funktsiooni d)Retseptor funktsiooni e)Regulatoorset funktsiooni f)Kaitse funktsiooni g)Liikumis- ja energeetilist funktsiooni Valkude kõige tähtsam ülesanne on biokatalüüs NUKLEIINHAPPED N-alus nukleosiid nukleotiid nukleotiidi lühend RNA DNA adeniin adenosiin adenüülhape AMP dAMP guaniin guanosiin guanüülhape GMP dGMP
3. Biokatalüüs 3.3 Glükoosi sisalduse määramine ensümaatilisel moel Glükoosisisalduse kvantitatiivseks määramiseks bioloogilistes objektides (vereseerum, toiduained, taimne tooraine jms) kasutatakse ensüüme glükoosi oksüdaas (GOx) ja peroksüdaas (POx). 3.3.1. Töö teoreetilised alused 3.3.1.1 Glükoosi oksüdaas Struktuur: - Liitvalk ehk konjugeeritud valk (flavoproteiin) - Sisaldab koeensüümina toimivat mittevalgulist komponenti FAD-i - Molekul on dimeerne valk (koosneb 2 subühikust, mis ...
Biokeemia Laboratoorne töö nr: Töö pealkiri: Invertaasi aktiivsuse määramine. See on teema! 3.1 nr? Töö nimetus? Juhendaja: Töö teostaja: Erki Aun Malle Kreen Õpperühm: Üliõpilaskood: Palun parandada YAGB21 112262 ja täiendada. 09.04. M.K. 3. Biokatalüüs 3.1 Invertaasi aktiivsuse määramine · Töö teoreetilised alused Töö eesmärk oli määrata invertaasi aktiivsus. Invertaasi aktiivsuse määramise meetod põhines sahharoosi kui mittetaandava disahhariidi hüdrolüüsil uuritava invertaasi preparaadi toimel ja vabanenud taandavate suhkrute glükoosi ja fruktoosi summaarse kontsentratsiooni määramisel reaktsioonisegus. Kasutasin kvantitatiivset meetodit tiitrimist. Antud töös leidis kasutamist nn
Laboratoorne Töö pealkiri: töö nr: 2 Biokatalüüs, proteolüütilise ensüümi aktiivsuse määramine Õpperühm: Üliõpilane: YASB21 C Ilona Juhanson, 123964YASB Juhendaja: Tiina Randla Proteolüütilised ensüümid ehk proteaasid on ensüümid, mis katalüüsivad peptiidsideme hüdrolüüsi, mille tagajärjel saadakse madalama molekulmassiga peptiide ja vabu aminohappeid. Proteaase leidub kõigis organismides ning nad osalevad paljude
Laboratoorne Töö pealkiri: töö nr: 2 Biokatalüüs, proteolüütilise ensüümi aktiivsuse määramine Õpperühm: Üliõpilane: YASB21 C Ilona Juhanson, 123964YASB Juhendaja: Tiina Randla Proteolüütilised ensüümid ehk proteaasid on ensüümid, mis katalüüsivad peptiidsideme hüdrolüüsi, mille tagajärjel saadakse madalama molekulmassiga peptiide ja vabu aminohappeid. Proteaase leidub kõigis organismides ning nad osalevad paljude
3 Biokatalüüs 3.2 Proteolüütilise ensüümi aktiivsuse määramine 3.2.1 Töö teoreetilised alused PROTEOLÜÜTILISED ENSÜÜMID (e proteaasid, proteinaasid, peptidaasid) - ensüümid, mis katalüüsivad peptiidsideme hüdrolüüsi reaktsiooni valkudes ja peptiidides, mille tulemusel tekivad madalam molekulmassiga peptiidid ja vabad aminohapped. PROTEOLÜÜS protsess, mille käigus proteaasid katalüüsivad peptiidsideme hüdrolüüsi valkudes ja peptiidides Proteaaside funktsioonid: (füsioloogilised funktsioonid) · Toiduvalkude seedimine · Kõrgreguleeritud ensüümireaktsioonide kaskaadid (vere hüübimise kaskaad) Piiratud proteolüüsi läbiviivad ensüümid: · Trüpsiin (R1= Lys, Arg; R2 Pro · Kümotrüpsiin (R1=Tyr, Phe, Trp, Leu, Ile, Val; R2Pro) · Pepsiin (R1=Phe, Leu jpt; R2Pro) + bakteriaalsed proteaasid (subtilisiin, savinaas, alkalaas) ENDOPEPTIDAAS ensüüm, ...
1) difusioon pinnale 2) adsorbtsioon (vastastiktoime ainega) 3) keemiline protsess 4) desorbtsioon (aine eraldub pinnast) 5) difusioon pinnast kaugemale. Adsorbtsioon nähtus, kus aineosakesed kogunevad faasi sisemusest faasidevahelisele piirpinnale. Tahke aine vôi vedeliku pinnal on alati olemas täiendav pinnaenergia, seob sealseid osakesi.. Autokatalüüs katalüsaatoriks on üks reaktsiooni saadustest. Isekiirenev reaktsioon. Biokatalüüs katalüsaatoriteks on enamasti ensüümid, ka H-ioonid. 1) Väga selektiivne (katal. vaid spetsiifilisi reaktsioone). 2) Väga efektiivne. 3) Pehmed tingimused (môôdukas T-d). VI Keemiline tasakaal. G=min G = 0. Iseeneslikus protssessid kulgevad G vähenemise suunas. Dünaamiline tasakaal kui kahes suunas kulgevate protsesside kiiruste summa on e. môlemas suunas sama kiirusega. Kui v1 = v2, siis [K = k1/k2 = cccd / cacb].
Ensüüm on väga spetsiifiline, iga ensüüm tahab oma kompleksi, mõni teeb ühte reaktsiooni aint ühes kohas. Koosnevad aminohappejääkidest. Koensüümid/kofaktorid madalmolekulaarsed orgaanilised ühendid, mis koos ensüümide valguosaga osalevad ensüümi katalüüsis moodustades toimivaid ensüüme. Need on liitensüümi osas, enamasti on aktiivtsentri koostises, vitamiinist pärit või ise vitamiin, nt. B5, B3. Ensüümkatalüüsi olemus - Biokatalüüs ehk ensüümkatalüüs on spetsiaalsete proteiinide ensüümide kasutamine keemilises reaktsioonis. Substraatlik aine läheb ensüümi juurde, sobib aktiivtsentrisse, ensüüm muudab ta teiseb aineks ehk muundatatakse ära, kui ei sobi tuleb välja. Reaktsiooni kiirus tõuseb proportsionaalselt ensüümi sisalduse suurenemisega. Ensüümkatalüüs on vajalik vitamiinide koeensüümiks saamiseks 6. Nukleiinhapete biokeemia. Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerid on nukleotiidid
teised aga vajavad veel ka mittevalgulisi komponente ehk kofaktoreid, milleks võivad olla metallide ioonid või orgaanilised molekulid. Viimaseid nimetatakse koensüümideks. Kofaktorid stabiliseerivad reeglina ensüümi valkosa, kuid osalevad ka substraadi sidumises 66 ja otseselt katalüüsiprotsessis. Enamik koensüüme on vesilahustuvate vitamiinide (B- grupp, C jt) derivaadid. Ensüümireaktsioonide toimemehhanism Biokatalüüs on keeruline mitmeastmeline protsess, mille molekulaarset mehhanismi mõjutavad mitmed efektid. Ensüümireaktsiooni üldskeem ehk üldvõrrand on järgmine: E + S ES ES EP E + P ES ensüüm-substraat kompleks, mis tekib nõrkade vastasmõjude ehk interaktsioonide toimel, nagu vesiniksidemed, elektrostaatilised ja hüdrofoobsed vastastoimed, van der Waalsi jõud; ES siirdeseisundi kompleks;
sidekoelised valgud. 4) Kvaternaarstuktuur mitmest polüpeptiidahelast tekkiv valgu molekul, mis on struktuurselt ja funktsionaalselt terviklik. Ehitusüksusteks on: Subühikud, s.o struktuurid, mis iseseisvalt bioloogilist aktiivsust ei oma; Protomeeridest subühikud, millel on teatav iseseisev katalüütiline aktiivsus. Ülesanded 1. Valkude kõige tähtsam ülesanne on biokatalüüs. Kõik seni tuntud ensüümid on valgulise päritoluga (kõik valgud ei ole ensüümid). Inimorganismis on üle 2000 ensüümi, mis tagavad kõikide ensümaatiliste protsesside kulgemise vajaliku kiirusega. Valgulise ehitusega on ka suur osa hormoonidest. Kiirendades või pidurdades elundite talitlust, reguleerivad nad metabolismiprotsesside kulgu. Näiteks reguleerivad kõhunäärme hormoonid insuliin ja glükagoon süsivesikute ainevahetust. 2. Kaitsefunktsioon, mis jagatakse:
sidekoelised valgud. 4) Kvaternaarstuktuur – mitmest polüpeptiidahelast tekkiv valgu molekul, mis on struktuurselt ja funktsionaalselt terviklik. Ehitusüksusteks on: Subühikud, s.o struktuurid, mis iseseisvalt bioloogilist aktiivsust ei oma; Protomeeridest subühikud, millel on teatav iseseisev katalüütiline aktiivsus. Ülesanded 1. Valkude kõige tähtsam ülesanne on biokatalüüs. Kõik seni tuntud ensüümid on valgulise päritoluga (kõik valgud ei ole ensüümid). Inimorganismis on üle 2000 ensüümi, mis tagavad kõikide ensümaatiliste protsesside kulgemise vajaliku kiirusega. Valgulise ehitusega on ka suur osa hormoonidest. Kiirendades või pidurdades elundite talitlust, reguleerivad nad metabolismiprotsesside kulgu. Näiteks reguleerivad kõhunäärme hormoonid insuliin ja glükagoon süsivesikute ainevahetust. 2. Kaitsefunktsioon, mis jagatakse:
aktiivsus. Valkude denaturatsioon ja koagulatsioon. -Denaturatsioon valkude omaduste muutmine temperatuuri, rõhu ja muude tingimuste muutimise teel. -Koagulatsioon kolloidsüsteemi osakeste liitumine suuremateks osakesteks, mis kas settivad lahuses või moodustavad erilise sruktuuri. Valkude funktsioonid ja tähtsus. Funktsioonid: 1. Valkude kõige tähtsam ülesanne on biokatalüüs. Kõik seni tuntud ensüümid on valgulise päritoluga (kõik valgud ei ole ensüümid). Inimorganismis on üle 2000 ensüümi, mis tagavad kõikide ensümaatiliste protsesside kulgemise vajaliku kiirusega. 2. Kaitsefunktsioon, mis jagatakse: - aktiivseks o valgulised antikehad, mis sünteesitakse võõrorganite vastu o vere pH-d reguleerivad valgud o vere valgulised hüübimisfaktorid
sidekoelised valgud. 4) Kvaternaarstuktuur mitmest polüpeptiidahelast tekkiv valgu molekul, mis on struktuurselt ja funktsionaalselt terviklik. Ehitusüksusteks on: Subühikud, s.o struktuurid, mis iseseisvalt bioloogilist aktiivsust ei oma; Protomeeridest subühikud, millel on teatav iseseisev katalüütiline aktiivsus. Ülesanded 1. Valkude kõige tähtsam ülesanne on biokatalüüs. Kõik seni tuntud ensüümid on valgulise päritoluga (kõik valgud ei ole ensüümid). Inimorganismis on üle 2000 ensüümi, mis tagavad kõikide ensümaatiliste protsesside kulgemise vajaliku kiirusega. Valgulise ehitusega on ka suur osa hormoonidest. Kiirendades või pidurdades elundite talitlust, reguleerivad nad metabolismiprotsesside kulgu. Näiteks reguleerivad kõhunäärme hormoonid insuliin ja glükagoon süsivesikute ainevahetust. 2. Kaitsefunktsioon, mis jagatakse:
Tertsiaarne struktuur esineb: osa ensüüme, histoonvalgud, albumiinid, globuliinid, fibrinogeen, sidekoelised valgud. 4) Kvaternaarstuktuur mitmest polüpeptiidahelast tekkiv valgu molekul, mis on struktuurselt ja funktsionaalselt terviklik. Ehitusüksusteks on: Subühikud, s.o struktuurid, mis iseseisvalt bioloogilist aktiivsust ei oma; Protomeeridest subühikud, millel on teatav iseseisev katalüütiline aktiivsus. Ülesanded 1. Valkude kõige tähtsam ülesanne on biokatalüüs. Kõik seni tuntud ensüümid on valgulise päritoluga (kõik valgud ei ole ensüümid). Inimorganismis on üle 2000 ensüümi, mis tagavad kõikide ensümaatiliste protsesside kulgemise vajaliku kiirusega. Valgulise ehitusega on ka suur osa hormoonidest. Kiirendades või pidurdades elundite talitlust, reguleerivad nad metabolismiprotsesside kulgu. Näiteks reguleerivad kõhunäärme hormoonid insuliin ja glükagoon süsivesikute ainevahetust. 2. Kaitsefunktsioon, mis jagatakse: 1) aktiivseks
annaabi.ee 
