Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Ensümoloogia". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
ioon, ensüüm, reaktsioon, konst, katal, produkt, substraat, inhibiitor, molekul, katalüüs, kompleks, produkti, inhibitsioon, kontse, ligand, ensüümid, kiiruskonstant, ligandi, teljel, hape, vmax, spets, koop, etap, stats, substraati, kineetika, glükoos, algkiirus, hüdrolüüs, katalüsaator, aktivatsioon, fosfaat, subühik, mehhanismümbritsevas vereplasmas. Samas ei sea erütrotsüütide membraanid O2 liikumisele erilist takistust. Kuidas see võimalik on? Kuna erütrotsüüdid seovad hapniku, moodustub kompleks ja vaba hapniku kontsentratsioon rakus väheneb selle arvelt. 18. Seletage modifitseerimise kaudu toimiva transpordi põhimõtet. Rakku kas passiivse või vahendatud passiivse difusiooni kaudu sisenenud molekuliga toimub keemiline modifitseerimine nii, et see molekul ei ole enam võimeline rakumembraani läbima ja rakust väljuma. Selle tulemusega hakkab rakus kuhjuma (akumuleeruma) modifitseeritud molekul. Sellist meetodit kasutavad bakterid just erinevate suhkrute transportimisel rakku. 19. Millised väited on õiged? Katalüsaator: Katalüsaator kiirendab keemiliste reaktsioonide toimumist ja kiirendab spetsiifiliselt just pärisuunalist reaktsiooni. 20. Katalaas katalüüsib vesinikperoksiidi lagundamist. Kas katalaasi hulk reaktsiooni käigus:
Kuna reaktsiooni substraadi kontsentratsioon on kõrgem, kui ensüümi kontsentratsioon, siis on vaba substraadi kontsentratsioon võrdne kogu substraadi kontsentratsiooniga ja vaba ensüümi kontsentratsioon on võrdne kogu ensüümi kontsentratsiooniga ([E]total), millest tuleb: [E]=[E]t – [ES] ( [ E ]total −[ ES ] )∗[ S ] [ES] ¿ Reaktsiooni max kiirust saavutatakse, kui ensüüm on küllastunud Km substraadiga ([ES]=[E]t), seega Vmax= k2 [E]t 5.4 Kirjutage Michaelis-Menteni võrrand ja selgitage seda graafiku peal. Mida näitavad Km ja Vmax väärtused? Mida näitab kcat? Mida näitab kcat/Km? Km – Michaelise konstant: substraadi kontsentratsioon, mille juures reaktsioonikiirus on ½ maksimaalkiirusest. Seostatakse ensüümi afiinsusega: mida väiksem on K m, seda suurem on
Ensüümkineetika Michaelis-Menteni võrrand Minimaalne ehk lihtsaim ensüümkatalüüsitava reaktsiooni skeem on kaheastmeline reaktsiooniskeem: 1. Seostumine ensüümi E ja substraadi S vahelise kompleksi ehk ensüüm substraat kompleksi ES moodustumine (pöörduv) 2. Keemiline etapp produkti P moodustumine ensüüm substraat kompleksist (pöördumatu) ja ensüümi vabanemine Produkti moodustumise kiirus V on antud seosega: V = d[P]/dt = k2[ES] Küsimus kuidas sõltub produkti moodustumise kiirus substraadi kontsentratsioonist [S] antud ensüümi kontsentratsioonil [E]t ? Michaelis-Menteni võrrandi tuletamine kiire tasakaalu eeldusel, I NB! Otsime ES kompleksi kontsentratsiooni [ES] sõltuvust substraadi kontsentratsioonist [S] Kiire tasakaalu eeldus: ES kompleksi lagunemine vabaks ensüümiks ja
Ensümoloogia alused. Kordamisküsimused Ensüüm kui valk: valgu struktuur, aminohapped, mittekovalentsed interaktsioonid, vesilahused ja unikaalsed vee omadused. Valgu funktsioneerimise tagab tema struktuur. Ensüüm kui katalüsaator: keemiline reaktsioon, termodünaamika, kineetika, katalüüs, mehhanism, ensüümide kasutamine tööstuses. Ensüüm kui bioloogiline katalüsaator: sidustatud reaktsioonid, bioenergeetika, metabolism, regulatsioon, klassifikatsioon ja nomenklatuur. Ensüümid on organismide tööhobused. 1) Ensüümkatalüüsi põhimõisted ja printsiibid + Ensüümkatalüüsi peamised tunnus- jooned. · Ensüümkatalüüs põhineb rangelt füüsikalistel ja keemilistel vastasmõjudel. · Kõik ensüümid on evolutsioonilise arengu produktid ja kujunenud selliseks, nagu me
Elu Maal ei ole isoleeritud süsteem; lisaenergiat ammutatakse Päikeselt. 9. Kuidas on vabaenergia muutus seotud muutusega entalpias ja entroopias (valem, ühikud)? dG=dH dST, kus d tähistab deltat e muutust. 10. Kuidas on vabaenergia muutus seotud reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonidega (valem, ühikud)? Glükoos + ATP Glc 6fosfaat + ADP 11. Milline on isevoolulise reaktsiooni G märk? Isevoolulised protsessid kulgevad Gibbsi energia vähenemise suunas, G< 0. 12. Reaktsioon: glütseeraldehüüdfosfaat dihüdroksüatsetoonfosfaat on jõudnud tasakaalu. Milline on reaktsiooni G märk sellel hetkel? G=0 13. Kas tasakaaluolekus on reeglina suurem pärisuunalise või vastassuunalise reaktsiooni kiirus? Tasakaaluolekus ei ole soodustatud ei pärisuunaline ega vastassuunaline reaktsioon. G=0 14. Kas reaktsioon on isevooluline ja kuidas võib muutuda reaktsiooni isevoolulisus temperatuuri tõustes, kui
ENSÜÜMIKINEETIKA 1. Keemilise kineetika põhimõisted reaktsiooni kiirus aeg, mille jooksul reaktsioon toimub, tähistatakse v tähega. Reaktsiooni kiirus sõltub (enamasti, mõnikord mitte, ntx null-järgu reaktsioon ei sõltu) reageerivate ainete (alg)kontsentratsioonist (ehk kui meil on aine A ja see muutub aineks P, siis kiiruse valem on selline v = d[P]/dt = -d [A]/dt = k [A]). Keemiline kineetika ongi see teadusharu, mis tegeleb reaktsioonide kiiruse uurimisega. kiiruskonstandid kiiruskonstandid on vidinad, mis seovad reaktsioonikiiruse reageerivate ainete kontsentratsioonidega, tähistatakse tähega k (vt ka eelmist mõistet).
Molekulaarne hierarhia rakus: I Anorgaanilised eellased - CO2, H20, NH3, N2, NO3 II Metaboliidid püruvaat, tsitraat, suktsinaat III Monomeersed ehituskivid aminohapped, nukleotiidid, monosahhariidid, rasvhapped IV Makromolekulid valgud, nukleiinhapped, polüsahhariidid, lipiidid V Supramolekulaarsed kompleksid ribosoomid, tsütoskelett jne VI Organellid tuum, mitokondrid, kloroplastid, EPR, Golgi kompleks Organisatsioonilised tasandid eluslooduses: Molekul lihtsaine või ühendi väikseim, iseseisvalt eksisteeriv osake Makromolekul teatud struktuuri ja funktisooniga molekulide kogum Organell ainevahetusreaktsioone ajas ja ruumis eraldav rakusisene moodustis Rakk eluslooduse väikseim struktuurne ühik Kude sarnase tekke, ehituse ja talitlusega rakkude ja rakkudevahelise aine kogum Organ struktuurseks ja funktsionaalseks tervikuks ühendatud erinevate kudede kogum
17. Erütrotsüütides on summaarne O2 kontsentratsioon oluliselt kõrgem, kui rakke ümbritsevas vereplasmas. Samas ei sea erütrotsüütide membraanid O 2 liikumisele erilist takistust. Kuidas see võimalik on? V: Totaalne O2 kontsentratsioon erütrotsüütides hõlmab ka selle osa O 2, mis on seostunud hemoglobiiniga. Vaba O2 kontsentratsioon on erütrotsüütide sees ja ümbritsevas vereplasmas võrdne. 18. Seletage modifitseerimise kaudu toimiva transpordi põhimõtet. Rakku sisenenud molekul ei ole enam võimeline rakumembraani läbima ja rakust väljuma. Selle tulemusena hakkab rakus sees akumuleeruma modifitseeritud molekul. (Sellist meetodit kasutavad paljud bakterid just erinevate suhkrute importimiseks rakku.) leiab rakendust kas passiivse või vahendatud passiivse difusiooni kaudu rakku sisenenud molekuli keemiline modifitseerimine nii, et see molekul ei ole enam võimeline rakumembraani läbima ja rakust väljuma. 19. Millised väited on õiged? Katalüsaator:
13. Kuidas on vabaenergia muutus seotud muutusega entalpias ja entroopias (valem, ühikud)? G = H TS G =kJ/mol H=kJ/mol S=kJ/mol*K T=K 14. Kuidas on reaktsiooni vabaenergia muutus seotud reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonidega (valem, ühikud)? Glükoos + ATP Glc-6-fosfaat + ADP G = Gº + RT ln ([produktid]/[lähteained]) Vabaenergia ühik-J 15. Milline on isevoolulise reaktsiooni G märk? Negatiivne 16. Reaktsioon: glütseeraldehüüdfosfaat dihüdroksüatsetoonfosfaat on jõudnud tasakaalu. Milline on reaktsiooni G märk sellel hetkel? Tasakaaluolekus deltaG=0 deltaG<0 17. . Kas tasakaaluolekus on reeglina suurem pärisuunalise või vastassuunalise reaktsiooni kiirus? Tasakaaluolekus on pärisuunalise ja vastassuunalise reaktsiooni kiirus võrdsed. 18. Kas reaktsioon on isevooluline ja kuidas võib muutuda reaktsiooni isevoolulisus temperatuuri tõustes, kui
dG=dHdST, kus d tähistab deltat e muutust. 10. Kuidas on vabaenergia muutus seotud reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonidega (valem, ühikud)? Glükoos + ATP Glc6fosfaat + ADP (võivad olla erinevad reaktsioonid) G = Gº + RT ln ([produktid]/[lähteained]) Vabaenergia ühikJ 11. Milline on isevoolulise reaktsiooni G märk? Isevoolulised protsessid kulgevad Gibbsi energia vähenemise suunas, G< 0. 12. Reaktsioon: glütseeraldehüüdfosfaat dihüdroksüatsetoonfosfaat on jõudnud tasakaalu. Milline on reaktsiooni G märk sellel hetkel? (võivad olla erinevad reaktsioonid) G=0 13. Kas tasakaaluolekus on reeglina suurem pärisuunalise või vastassuunalise reaktsiooni kiirus? Tasakaaluolekus ei ole soodustatud ei pärisuunaline ega vastassuunaline reaktsioon. G=0 14. Kas reaktsioon on isevooluline ja kuidas võib muutuda reaktsiooni isevoolulisus temperatuuri tõustes, kui a) H > 0
Molekulaarne hierarhia rakus: Anorgaanilised eellased (CO2, H2O, NH3, N2 NO3 ) > metaboliidid (püruvaat, tsitraat, suktsinaat) > monomeersed ehituskivid (aminohapped, nukleotiidid, monosahhariidid, rasvhapped, glütserool) > makromolekulid (vt ülalt) > supramolekulaarsed kompleksid (ribosoomid, tsütoskelett) > organellid (tuum, mitokondrid, kloroplastid). Struktuuriline hierarhia eluslooduses: molekul (lihtaine või ühendi väikseim osake) > makromolekul (vt ülalt def.) > organell (reaktsioone ajas ja ruumis eraldav rakusisene moodustis) > rakk (eluslooduse väikseim struktuurne ühik) > kude > organ > elundkond > hulkrakne organism (kudedest, organitest ja elundkondadest koosnev isend) > populatsioon > kooslus > ökosüsteem (bioloogiline kooslus oma füüsikalis keemilises keskkonnas) > biosfäär (organismide poolt asustatud ala).
kristalliseeruvad · kõrgspetsiifilised tuleneb valgulisest loomusest ja see läbi ensüümi aktiivtsentri ja substraadi komplementaarsusest. See määrab suuresti protsesside kulu vajalikus suunas ja koordineerituses. - substraadispetsiifilisus- spetsiifilisus ühe substraadi suhtes (nt lipaasid lõhustavad ainult lipiide). *absoluutne spetsiifilisus ensüüm muundab vaid ühte substraati (arginaas muundab Arg, mitte metüülArg) *stereokeemiline spetsif E muundab vaid ühte stereoisomeeri (L-aminohappe oksüdaas toimib vaid L- aminohappele) *sidemespetsif sahharaas lõhustab vaid glükoosi ja fruktoosi vahelist glükosiidsidet sahharoosis *rühmaspetsiifilisus nii pepsiin kui ka trüpsiin hõdrolüüsivad peptiidsidemeid
· ei muuda termodünaamiliselt mittesoodsat reaktsiooni isevooluliseks · võimaldab metabolismi regulatsiooni Biokatalüsaatorid · valgud ensüümid · katalüütiline RNA ribosüümid Biokatalüsaatoreid iseloomustab · kõrge spetsiifilisus · kõrge efektiivsus Biokatalüsaatorid on efektiivsed Vesinikperoksiidi lagunemine veeks ja molekulaarseks hapnikuks: 2H2O2 2H2O + O2 · reaktsioon on termodünaamiliselt soodne · katalüsaatori puudumisel aeglane (stabiilne mitu kuud) · rauaioonide (Fe3+) juuresolekul kiireneb 1000 korda · hemoglobiini juuresolekul kiireneb 1 000 000 korda · katalaasi juuresolekul kiireneb 1 000 000 000 korda Keemilise kineetika alused Keemiline kineetika uurib keemiliste reaktsioonide toimumist ajas Mis on keemilise reaktsiooni kiirus? Kiirus on millegi muutumine ajas t
Regulatsioon Rakk on piltlikult võrreldav tööstusettevõttega · Vabrik Rakk · Toorained Lähteained · Valmistoodang Lõpp-produktid · Vaheproduktid metabolismi vaheühendid · Tööpink Ensüüm · Tootmisliin Metabolismirada Vabriku töö peab olema reguleeritud: erinevate tööpinkide läbilaskevõime koordineerimine erinevate tootmisliinide läbilaskevõime koordineerimine tooraine jaotus erinevate tootmisliinide vahel turu nõudlus erinevate valmistoodete järele Vabrikus on insenerid ja ülemused Rakkudes toimib rida erinevaid regulatsioonimehhanisme Reguleeritakse ensüümkatalüüsitavate reaktsioonide toimumise kiiruseid:
Määrab ära reaktsiooni spontaanse kulgemise võimalikkuse, kuid mitte kiirust; G* - reaktsiooni kiirus on määratud aktiviseerimise vaba energia väärtusega 5. Bioloogilise termodünaamika alused. Mida näitab G märk ja arvväärtus? Bioloogilised standardtingimused. Kuidas on seotud G ja G0'? Eksergoonilised ja endergoonilised reaktsioonid. G < 0 spontaanne, eksergooniline reaktsioon; G > 0 mittespontaanne, endergooniline reaktsioon G = 0 tasakaaluline reaktsioon 6. Siirdeseisundi EX# tähendus ensüümireaktsioonis ja selle saavutamine. Katalüüsi soodustavad faktorid. Miks ja kuidas saavutatakse ES kompleksi destabiliseerimine? Siirdeseisund ehk aktiveeritud vaheoleku moodustumine. Siirdeolek on ühendil lähteaine ja produkti vahepealne olek, ebastabiilne. (Kõrgeim punkt reaktsioonikoordinaadil). Katalüüs aktiveeritud siirdeoleku stabiliseerimine.
Kontrolli, kas tead järgmiseid mõisteid ja termineid I 1. Kas oskad nimetada kõiki loengus loetletuid funktsionaalrühmi 2. Kas oskad nimetada eesliiteid, mida kasutatakse sageli biokeemiliste suuruste iseloomustamisel 3. Kas oskad ära tunda D ja L isomeere, R ja S isomeere Hüdrofiilne – suures osas polaarsete või iooniliste rühmadega ühend, moodustab veega sidemeid. Hüdrofoobne – suures osas mittepolaarsete rühmadega molekul, ei ole veega olulist vastastikmõju. Amfipaatne – molekul, millel on eristatavad hüdrofiilsed ja hüdrofoobsed osad. Elektronegatiivsus – aatomi võimekus endaga elektrone liita (madala elektronegatiivsusega aatom loovutab kergelt oma elektronid). Vesinikside – keemiline side, mis moodustub liigsete elektronidega (- laeng või osalaeng) elektronegatiivse aatomi ning vaba orbitaaliga (kasvõi osaliselt, st + osalaeng) vesiniku
esinemisest tingitud omadused. Peptiid- ehk amiidsideme omadused: · Planaarne ehk tasandiline · Sarnane kaksiksidemele (elektronide resonants) · Pöörlemine ümber sideme on takistatud · Pikkus 1,32 Å, mis on üksik- ja kaksiksideme vahel · Puudub laeng. III. VALGU STRUKTUUR, ISELOOMUSTUS JA BIOLOOGILINE ROLL. (Õpik lk 45-58) 1. Üldine iseloomustus molekulide suurus, makrostruktuur, mono- ja oligomeerse valgu mõiste. Peptiid on molekul, mis koosneb kahest või enamast aminohappejäägist, mis on omavahel ühendatud peptiidsidemetega. Sõltuvalt jääkide arvust nimetatakse peptiide: 2 jääki dipeptiid 3 jääki tripeptiid 12-20 jääki oligopeptiid 20 -100 jääki polüpeptiid >100 jääki Mr>10 000, valk Valgud koosnevad ühest või mitmest polüpeptiidahelast: Monomeerne valk üks polüpeptiidahel; Multimeernevalk mitu polüpeptiidahelat 2. Lihtvalgud ja konjugeeritud e
Ensüümid (fermendid) on kõrgmolekulaarsed biokatalüsaatorid, millele on omane suur efektiivsus ja kõrge substraadispetsiifilisus (näiteks: amülaas lõhustab ainult polüsahhariidid tärklist- reaktsioon Wohlgemuth). Nad kiirendavad reaktsioone, kuid ei võta nendest osa. Ensümaatilised reaktsioonid on 103 kuni 1017 korda kiiremad kui vastavad katalüüsimata reaktsioonid. Peaaegu kõik avastatud ensüümid on valgud (liht- või liitvalgud) või valgud koos kofaktoritega. Lihtensüümid- koosnevad aminohappejääkidest-lihtvalgud Liitensüümid- liitvalgud (valguosa- APOENSÜÜM ja mittevalkosa- KOFAKTOR Valkosa määrab ensüümi spetsiifilisuse, kofaktor stabiliseerib ensüümvalku.
Hüdrolaasid –> katalüüsivad hüdrolüüsi (C-N, C-O, C-P, C-S sidemete lõhustamist vee toimel) Lüaasid -> katalüüsivad C-C, C-O, C-N,C-S jt mittehüdrolüütilist lõhustamist Ligaasid -> katalüüsivad sünteesireaktsioone Isomeraasid Ensüümi toime: E+S - > ES E-ensüüm S-substraat ES-substraadi kompleks ES->EI EI- üleminekukompleks EI- >EP EP- produktikompleks EP-> E+ P P – produkt Selle asemel , et teha kõrge akt.energiga reaktsiooni E<->P , sooritatakse mitu madalama akt.energiaga reaktsiooni , mis kulgevad kiiremini. Ensüümi molekulaarne aktiivsus – üksiku ensüümimolekuli poolt kindla ajaühiku vältel muundatud substraadimolekulide arvu näitamine Kõige aktiivsem karboanhüdraas (süsihappegaasi ja vee reageerimine süsihappeks – CO2 eemaldamine kudedest, transport verega kopsudesse ja organismist väljutamine)
Tallinn 2010 SISUKORD 1. AINETE TUVASTAMINE KVALITATIIVSETE REAKTSIOONIDEGA ........................... 4 1.1 VALKUDE REAKTSIOONID ............................................................................... 4 1.1.1 Biureedireaktsioon ....................................................................................... 9 1.1.2 Ksantoproteiinreaktsioon (Mulderi reaktsioon) ........................................... 10 1.1.3 Milloni reaktsioon ....................................................................................... 10 1.1.4 Sulfhüdrüüli- e tioolireaktsioon ................................................................... 11 1.1.5 Valkude sadestamine trikloroäädikhappega............................................... 11 1.1.6 Valkude väljasoolastamine (globuliinide ja albumiinide eraldamine) .......... 12 1.1.7 Valkude termiline denatureerimine ja lahustuvuse sõltuvus pH-st ............. 12
määrata ensüümreaktsiooni kiiruse v igal ajahetkel vastavalt Michaelise-Menteni võrrandile, teadel eelnevalt katses kasutatud substraadi ja ensüümi kontsentratsiooni. Mida väiksem on Km , seda suurem on reaktsioonivõimelisus,seda vähem dissotsieeruvam ja tugevam on vahekompleks ES. Michaelise-Menteni võrrand: Ensüümreaktsiooni täielik põhivõrrand ja lihtsustatud põhivõrrand: Vmax- teoreetiline maksimaalne reaktsiooni kiirus, millist reaktsioon kunagi tegelikkuses ei saavuta . , kus - katalüütilise aktiivsuse mõõt; on substraadi molekulide arv, mis konverteeritakse ühe ensüüme molekuli poolt ühes ajaühikus produktiks, tingimusel, et ensüüm on küllastunud substraadiga. S- substraadi kontsentratsioon. Km- Michaelise constant ( kineetiline aktiveerimiskonstant) substraadi kontsentratsioon , mille juures .
! Ensüümidel on nii VALKUDE kui KATALÜSAATORITE omadused amfoteersed, denatureeruvad, kristalliseeruvad, kõrgmolekulaarsed. Biokatalüsaatorina määravad biomolekulide muundumiste kiiruse ja suuna organismis, st nende tegevus on organismi talitluste aluseks. Alandavad reaktsiooni aktivatsioonienergiat energia, mida osakesed peavad saavutama, et muutuda reaktsioonivõimeliseks. Mida väiksem aktivatsioonienergia, seda kiirem reaktsioon. Ensüüm-katalüüsitud reaktsiooni kiirus suureneb miljon korda. Ensüümid võimaldavad reaktsioonil kulgeda alternatiivset teed mööda ei muutu reaktandid, produktid ja tasakaal. Ensüümidel on suur reaktsiooni kiirus, pehmed reaktsiooni tingimused, reaktsioonide suur spetsiifilisus, reguleeritavus. 15. Ensüümide toimemehhanism, substraat, ensüümiaktiivsus, aktiivtsenter, koensüümid
reaktsioo--nist osavõtava aine j suhtes. Ühend j -kontsentratsiooni-k1CA2 - k2CACA* - -kCA* = 0- Need kaks võrrandit tuleb koos lahendada, -et saada T, molaarne -bilanss mingil ajamomendil t reaktsiooni kineetilised -põhitüübid on:-1) nulljärku reaktsioon X ja kontsentratsiooni profiilid -piki PTR-i. Algritmi k1 C 2
määratakse Mr eksperimentaalselt(mass-spektromeetriga) Valgud on keha peamised ehitusmakterjalid ( lihastes valgu osakaal 80%) Ainevahetus (vitamiinide ja teiste ainete trantsport) Aitavad vere pH säilitada (puhversüsteemid) Vere hüübimist teostab vereplasma valk- fibrinogeen Trantsport hemoglobiin, mis varustab kogu keha hapnikuga Biokatalüsaatoriteks-> fermentideks( ensüümid) Valgustruktuurid kindlustavad kudedes erituse tekke ja erutuse levimise Funktsioonid: *ensümaatiline katalüüs (CO2 hüdraatimine, RNA). Peaaegu kõik ensüümid on valgud. * Transport ja säilitus funktsioon. Ainete transport biovedelie kaudu, transport läbi biomembraanide * Koordineeriutd liikumine (lihaste kontraktsioon, kromosoomide liikumine mitoosis) * strukturaalne (nahk, kondid) * immuunvastutus * närviimpulsside teke ja ülesanne (retseptorvalgud meeleelundites, sünapsis) * rakkude, kudede, organismi kasv ja diferentseerumine, jagunemine
fosfaadiks. Protoneeritud vormis p-nitrofenool ei neela nähtavat valgust, kuid aluselises keskkonnas deprotoneeritud vormis (p-nitrofenolaat) neelab intensiivselt valgust lainepikkustel 400-415 nm (ekstinktsioonikoefitsient 410 = 18400 M-1cm-1). Kuivõrd pNPP neelab ainult spektri ultraviolettpiirkonnas (vt joonis 2), saab spektrofotomeetri abil jälgida p- nitrofenolaadi tekkimist ning määrata reaktsiooni toimumise kiiruse. Antud töös kasutatakse peatatud reaktsiooni meetodit, kus reaktsioon lõpetatakse NaOH lisamise teel. Tekkinud produkti hulga/kontsentratsiooni arvutamiseks määratakse optiline tihedus lainepikkusel 410 nm. 1)ENSÜÜMI KONTSENTRATSIOONI (E) MÕJU REAKTSIOONI KIIRUSELE (v) Selles katses varieerisime fosfataasi kontsentratsiooni, teised parameetrid (substraadi kontsentratsioon, pH ja temperatuur) hoidsime konstantsetena. 1) Segasime kokku puhverlahuse, H2O ja pNPP ning inkubeerisime 2-3 minutit toatemperatuuril
! Ensüümidel on nii VALKUDE kui KATALÜSAATORITE omadused – amfoteersed, denatureeruvad, kristalliseeruvad, kõrgmolekulaarsed. Biokatalüsaatorina määravad biomolekulide muundumiste kiiruse ja suuna organismis, st nende tegevus on organismi talitluste aluseks. Alandavad reaktsiooni aktivatsioonienergiat – energia, mida osakesed peavad saavutama, et muutuda reaktsioonivõimeliseks. Mida väiksem aktivatsioonienergia, seda kiirem reaktsioon. Ensüüm-katalüüsitud reaktsiooni kiirus suureneb miljon korda. Ensüümid võimaldavad reaktsioonil kulgeda alternatiivset teed mööda – ei muutu reaktandid, produktid ja tasakaal. Ensüümidel on suur reaktsiooni kiirus, pehmed reaktsiooni tingimused, reaktsioonide suur spetsiifilisus, reguleeritavus. 15. Ensüümide toimemehhanism, substraat, ensüümiaktiivsus, aktiivtsenter, koensüümid Toimemehhanism seisneb reaktsiooni kiirust limiteeriva energeetilise barjääri
Ioonide hüdratatsioon - positiivse laenguga ioone ümbritsevad vee osaliselt negatiivse laenguga hapniku aatomid; negatiivse laenguga ioone ümbritsevad vee osaliselt positiivse laenguga vesinikuaatomid. Hüdrofoobse aine ümber moodustub vee keskkonnas vee molekulidest klatraaditaoline struktuur. Vee vesiniksidemete võrgustik reorganiseerub apolaarse ühendi vastuvõtmiseks, millega tõuseb vee järk s.t väheneb entroopia. Amfifiilne molekul sisaldab nii hüdrofiilseid kui hüdrofoobseid rühmi ning mida tõmbab samaaegselt nii polaarse kui apolaarsesse keskkonda. Vesikeskkonas organiseerub molekul nii, et hüdrofiilsed osad orienteeruksid mitselli pinnale ja interakteeruvad polaarsete vee molekulidega; hüdrofoobsed osad orienteeruvad tsentrisse ja neile toimivad hüdrofoobsed vastasmõjud. Negatiivse pinnalaengu tõttu mitsellid tõukuvad üksteisest ning tulemusek on suhteliselt stabiilne lahus.
2. Kirjutage ensüümireaktsiooni algkiiruse võrrand (Michaelis-Menten'I võrrand) ja iseloomustage selles olevaid tegureid. Arvutage, millega võrdub suhe v/Vmax, kui substraadi kontsentratsion ületab 8-kordselt Km väärtust. v= Kui [S] = Km, siis v = Vmax/ 2. o Vmax = k2 [ET], (M s-1) o Km= , (M) · Vmax on ensüümi iseloomustav konstant · Vmax on teoreetiline maksimaalne reaktsioonikiirus, millist reaktsioon mitte kunagi ei saavuta · Vmax saavutamiseks peaksid kõik ensüümi molekulid olema seotud substraadiga, st [ES] = [ET]. · Km on konstant, mis avaldatav ES kompleksi moodustamise ja lagunemise kiiruskonstantide kaudu. · Kmon substraadi kontsentratsioon, mille juures v0 = ½ Vmax · Km arvväärtus on ES kompleksi tugevuse väljendaja. · Kui [S] on madal, siis kiiruse võrrand on S suhtes 1. järku
2 P¿ G>0 4-¿ Näiteks on ATP sünteesi , see ent ATP molekul: +¿O 2 ¿ ehk ¿ . Lainelise AT P kompenseeritakse glükoosi rakusisese O-¿ 2 P¿ oksüdatsiooniga, mille G<0
koefitsentidele aA + bB cC + dD v = k [ A] [ B ] a b 2. Reaktsiooni kulgemise aste Reaktsiooni kulgemise aste näitab kuidas muutub vaheühendite järjestikune tekkimine lihtreaktsioonide kaudu.NB! vähe vigane lause .... Keemilise reaktsiooni saab kirjutada nii: i Ai = 0 i kus i on negatiivne reagentidele ja positiivne produktidele. Näiteks reaktsioon N 2 + 3H 2 2 NH 3 kus i -1: -3: 2 ja Ai N2 H2 NH3 Oletame et n(A) on komponendi A moolide arv segus. Kuna 1 mool N2 reageerib, nõudes kolme molekuli H2, siis saame kirjutada dn( N 2 ) dn( H 2 ) dn( NH 3 ) = = (-1) (-3) ( 2) seega kehtib selline võrrand:
koordinaatides ehitatud graafiku abil (1/v sõltuvana 1/S). Teooria Ensüüm reaktsiooni kineetikat kirjeldab Michaelis-Menteni vôrrand: kus v0 – reaktsiooni algkiirus; S0 – substraadi algkontsentratsioon; Km- Michae maksimaalne kiirus Konstandi Km sisuline tähendus: kui [S]0 = Km, siis v0 = e kontsentratsioon, mille juures reaktsiooni kiirus on pool maksimaalsest. Järeldu madalama substraadi kontsentratsiooni juures töötab ensüüm (ferment) efekti moodustumise kiirust katalüüsi algperioodil. Väga kõrgetel substraadi kontsent reaktsiooni kiirust vaid ensüümi hulk (ja reaktsiooni tingimused). Kõrgetel subs ensüüm täielikult reaktsioonis hõivatud. Sahharoosi inversioonireaktsiooni (hüdrolüüsi) produktideks on glükoos ja frukt Reaktsioon kulgeb vesilahuses (kusjuures vee kontsentratsioon on tunduvalt su kontsentratsioonist) esimest järku reaktsioonina. Inversioonireaktsiooni kiirus o
ensüümide ehitus kõik ensüümid, va mõni katalüütiline RNA, on valgud, koosneb aminohapetest, temas on nii aktiivtsener kui regulatoorsed tsentrid; Aktiivtsenter ensüümi molekuli piirkond, mis otseselt osaleb katalüütilises protsessid, aktiivtsentri mõjtamine avaldab mõju ka ensüümireaktsiooni kiirusele (nn ensüümi aktiivsusele); Ensüümireaktsiooni põhiskeem - E + S ES P + E ensüüm substraat ensüüm- produkt ensüüm substraat kompleks Akriivtsenter ja substraat peavad olema komplementaarsed, et saaks tekkida ES kompleks. 2. Ensüümide klassifikatsiooni põhimõisted, klasside nimetused ja reaktsioonitüübid. Ensüümide nimetuste kujunemine. Ensüümide nimetused ja klassifikatsioon tulenevad nende poolt katalüüsitavatest reaktsioonidest.
järk (n=3). n Dif võrrand Kiiruskonstandi võrrand Poolestusaja avaldis 0 1 2 Reaktsiooni kiiruse temperatuurist olenevus: Temperatuuri tõusuga kasvab reaktsiooni kiirus. Kiiruskonstandi sõltuvuse temperatuurist annab Arrheniuse võrrand: Reaktsiooni aktivatsioonienergia mõiste: Energia, mis on vajalik reaktsiooni toimumiseks (aktiveeritud kompleksi tekkeks) (EA, J/mol). Pöörduvad reaktsioonid: Toimub esimest järku reaktsioon , kus k+ on kiiruskonstant pärisuunas ja k. vastassuunas. Selle reaktsiooni kiirus kus c1 ja c2 on reagentide kontsentratsioonid ajahetkel t. Tähistades A ärareageerinud ja B juurdetekkinud osa x- ga ja A ning B algkontsentratsioone vastavalt c10 ja c20, võime avaldada c1=c10-x ning c2=c20+x. Seega reaktsiooni kogukiirus . Tasakaalu saabudes
annaabi.ee 
