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
lipiidid (1-20%) 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
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
Keemiliste reaktsioonide puhul reageerivate ainete kontsentratsioonide muutus ajas. Nt [ATP] on õige tähis. Mõõtmiseks kasutame molaarset kontsentratsiooni. Molaarne kontsentratsioon on numbriline konts, näitab osakeste arvu ruumala ühikus 1M=1mol/L. Milli (-3), mikro (-6), nano (-9), pento (-12), fento (-15). Vee c on ülempiir. Reaktsiooni kiiruse määrab kokkupõrge. Kokkupõrke sagedus sõltub osakeste arvust. Numbriline konts üks molekul põrkab teisega, toimub reaktsioon sõltumata molekulide massist vms. v=dc/dt (hetkkiirus). v=c/t=c2-c1/t2-t1 (keskmine kiirus), seega =lõppolek-algolek. Kui lõpmata väike, siis d. on muutus ja see tähendab erinevust lõppoleku ja algoleku vahel. C= Ct2- Ct1. abil väljendamine diskreetne suurus mingi kindel väärtus. Keskmine kiirus vaatab ainult kahe oleku vahet, see, mis vahepeal toimus, seda ei näe. näiteks. =lõpp-algus
Rakk on isepaljunev mullreaktor. Prokarüootse ja eukarüootse raku võrdlus. Loeng 01/slaid 36 Rakuorganellide põhifunktsioonid. (vt lisaks gümn bio kokkuvõtet) Plasmamembraan aktiivse transpordisüsteemid. Tuum DNA replikatsioon, RNA transkriptsioon ja tuumavalkude süntees. ER lipiidide süntees, biosünteesitud biomolekulide suunamine nende lõplikku paika rakus. Golgi kompleks glükoproteiinide ja muude membraanikomponentide lõplik valmimine. Mitokondrid tsitraaditsükkel, elektrontransport ja oksüdeeriv fosforüleeimine, rasvahapete ja püruvaadi oksüdatsioon, 1 aminohapete katabolism.
Tertsiaarstruktuur (polüpeptiidahela spetsiifiline kokku pakkimine: polaarsed aminohapped pinnal- transpordimiseks; hüdrofoobsed - sees): globulaarne (nt.insuliin) või fibrillaarne (nt.keratiin, kollageen) Kvaternaarstruktuur: vähemalt kahe tertsiaarstruktuuri subühiku kompleks (nt.hemoglobiin) 2.3 Millised sidemed omavad määravat rolli valkude kõrgemate struktuuritasemete moodustumisel? Kõige tähtsamat rolli tavaliselt mängib vesinikside, kuid stabiliseeruva mehhanismidena esinevad: R-rühmade hüdrofoobsed interaktsioonid Erinimeliste laengutega R-rühmade elektrostaatilised interaktsioonid Ioonsed sidemed Ka S-S sidemed 3
(rakust väljuval suunal + 100 mV)? (võivad olla erinevad ühendid) Na+ 16. Tagurpidi töötav ioonpump: Tagurpidi töötav ioonpump võimaldab fosfoanhüdriidsideme sünteesi. 17. Erütrotsüütides on summaarne O2 kontsentratsioon oluliselt kõrgem, kui rakke ümbritsevas 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
DNA hulk suur kaksikmembraaniga Pole On tuum, mitokondrid - rakuorganellid kõigis rakkudes ja plastiidid taimerakkudes sisemembraanistik Pole eristunud, võib olla sopistisi Hästi arenenud: ümber tuuma, Golgi kompleks, EPR, lüsosoomid rakkude mõõtmed Läbimõõt 0,5 - 5 mikromeetrit. Läbimõõt 20 - 40 Suurim 1 cm. Erinevaid rakutüüpe mikromeetrit. Eri rakke 10-kond u. 250 tüüpi näited Bakterid Kõik ülejäänud rakud jagunemine Amitootiline. Paljunevad enamasti Keharakud jagunevad
kaksiksideme teke rühmade kõrvaldamise teel; 5) Isomeraasid rühmade ülekanne ühe molekuli piires, isomeersete vormide teke; 6) Ligaasid uute kovalentsete sidemete moodustamine kondensatsiooni teel ATP energia arvel, ühendatakse molekule. Nimetuse saavad ensüümid substraadi ja katalüüsitava reaktsiooni järgi ning lõppu lisatakse liide -aas. Igal ensüümil on identifitseerimiseks number. Süstemaatiline nimetus. 3. ES kompleks ja selle formeerumist kirjeldavad molekulaarsed mudelid. E ja S vahelised interaktsioonid. Ensüümid kiirendavad tasakaaluoleku saavutamist, kuid ei nihuta reaktsiooni tasakaalu. ES kompleksi energia kasvule aitavad kaasa: entroopia vähenemine; substraadi desolatatsioon; elektrostaatiline destabiliseerimine. Ensüüm seob substraadi aktiivtsentrisse. 4. Reaktsiooni G ja G* tähendus. Mittekatalüütilise ja katalüütilise reaktsiooni energiadiagrammid ja G* väärtuste võrdlus.
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
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
Transferaasid -> funkts rühmade ülekanne ühelt molekulilt teisele 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
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:
19. Millised väited on õiged? Katalüsaator: a) kiirendab keemiliste reaktsioonide toimumist b) suurendab reaktsiooni kiiruskonstanti c) suurendab reaktsiooni tasakaalukonstanti d) muudab reaktsiooni tervikuna termodünaamiliselt soodsamaks e) kiirendab spetsiifiliselt just pärisuunalist reaktsiooni ? 20. Katalaas katalüüsib vesinikperoksiidi lagundamist. Kas katalaasi hulk reaktsiooni käigus: a) suureneb b) väheneb c) ei muutu katalüsaatorid reaktsiooni käigus ise ei muutu! 21. Ensüüm katalüüsib pöörduvat reaktsiooni A B. Mis hakkab toimuma ensüümi lisamisel aine B lahusele? a) mitte midagi b) hakkab moodustuma ainet A c) hakkab kasvama aine B kontsentratsioon 22. Vaatame pöördumatut reaktsiooni A B. Kuidas avaldub reaktsiooni kiirus aine A kontsentratsiooni kaudu? V= 23. Mitmendat järku reaktsiooniga on tegemist? (erinevad reaktsioonid) a) E + L EL [E]1[L]1 = 1+1 = 2 2 järku b) EL E +L [EL]1 = 1 järku 24
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
.. pidevas reaktoris -või reaalaeg t algväärtused v0, -CAO, Fi0 ja nõutav X, leida vajalik ajaühiku kohta). Reaktsiooni kiiruse võib väljendada molaarsete kontsentratsioonide korrutisega, tuntakse järgi nende -parameetritega arvutatud andmete ja perioodilises on liiga suur, -siis osa soovitud produktist reaktori -ruumala V;b)antud v0, CAO, Fi0 ja reaktori reagendi kadumise kiiruse) või produkti tekke massitoimeseadusena (kineetika põhipostulaat). katse--andmete hälvete (erinevuste) ruutude summa- B muundub -ebasoovitavaks või kasutuksproduktiks.- -ruumala V, leida konversiooniaste X.-40. kiirusena. Ühendi A puhul reaktsioonis aA + bB cC Postulaadist järeldub, et homogeense lihtreaktsiooni oleks vähim (minimaalne).-21.Poolper reaktori 28
Tallinna Tehnikaülikool Materjaliteaduse instituut Füüsikalise keemia õppetool Üliõpilane: Teostatud: 22.02.2012. Õpperühm: YAGB42 Kontrollitud: Töö nr. 23FK Arvestatud: Sahharoosi ensüümreaktsiooni kineetiliste parameetrite määramine Töö eesmärk: · Ensüümreaktsiooni kineetiliste konstantide K m ja Vmax määramine Lineweaver- Burki koordinaatides ehitatud graaafiku abil (1/v sõltuvana 1/S ). · Ensüümi aktiivsuse määramine (1 sekundi jooksul ärareageerivate substraadi moolide arv 1 grammi ensüümi toimel 1 sekundi jooksul). Üldmõisted: On olemas esimest järku ja teist järku kineetilised võrrandid. 1) Esimest järku kineetiline võrrand: k ühik: 2) Teist järku kineetiline võrrand: k ühik:
Resonantsstruktuur – ühend või tema osa, kus esinevad nn. pooleteisekordsed sidemed; “liikuvad” elektronid, mis liiguvad kas mööda tsüklit ringi või kahe lähedal oleva elektronegatiivse aatomi vahel (keskel vähem elektronegatiivne aatom) vms. Asjaga seotud sidemed on lühemad kui “normaalsed” üksiksidemed, kuid pikemad kui kaksiksidemed. Sidemete mõõtmise järgi on võimalik resonantsstruktuuri tuvastada. Nt. peptiidside. Hüdrolüüsi reaktsioon – sideme lõhkumine reaktsioonil veega, mille tulemusel molekul lõigatakse kaheks. Peptiidahela Φ ja Ψ nurgad – võimalikud nurgad, mille all võivad planaarse peptiidsidemega (-N(H)-C(=O)-) külgnevad aminohappejäägid paikneda (planaarse peptiidsideme suhtes). Peptiidside – side, mis ühendab valkude primaastruktuuris esinevaid aminohappejääke. Peptiidside on planaarne, sest seal esineb resonantsstruktuur.
· 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
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
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
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.
temperatuur on küllalt kõrge. Kineetika uurimisel on füüsikalises keemias oluline koht, sest ta võimaldab selgitada reaktsiooni mehhanismi, s.t. kindlaks määrata reaktsiooni tegeliku toimumise seaduspärasused ja vaheolekud, mille kaudu saavutatakse lõppolek. Kesksel kohal keemilises keneetikas on reaktsiooni kiiruse mõiste. Püsival ruumalal toimuva reaktsiooni kiiruse määrab reageeriva aine või reaktsiooni produkti kontsentratsiooni muutus ajaühikus. Ajavahemikus t kuni t+t on keskmine kiirus c v =- t kus c tähistab t-le vastavat regeeriva aine kontsentratsiooni vähenemist (c<0). Harilikult kasutatakse reaktsiooni tõelist kiirust, mis avaldatakse tuletise abil dc
20) 2N2O5 4NO2 + O2 r = kN2O5 (1.21) H2 + I2 2HI r = kH2I2 (1.22) Üldiselt reaktsiooni kiirus peab olema kindlaks tehtud katseliselt ja seda ei saa tuletada reaktsiooni stöhhiomeetriaga. Reakstioon aA+bB=dD+eE ei ütle meile palju reakstiooni mehhanismist. Kõige lihtsam näite on 1.22 A+B A---B C + B Kompleks reaktsioon kooseb vähemalt kahest osast. Eksponentsiaalne kiiruse võrrand ja stöhhiomeetrilise koefitsendi võrrandid ei sobi. C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 (1.23) Sucrose Glucose Fructose r = k[C12H22O11]. r = k' [C12H22O11] [H2O]v. k = k´H2Ov The number of molecules which react in an elementary step is called the molecularity of the elementary reaction
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
Geeli sisu peab olema aluseline, kõik valgud aluselises KK on neg. laenguga- ioonid liiguvad 11. Nukleotiidid Nukleiinhapped on biomakromolekulid, milles nukleotiidijäägid on seostunud fosfodiestersidemega. Inimkehas on kaks nukleiinhapet DNA ja RNA. Nukleotiid koosneb lämmastikalusest (N-alustest, pentoosist ja ühest või enamast fosfaatrühmast: · N-aluseks on puriin voi pürimidiin · Pentoosiks on D-riboos voi 2-desoksü-D-riboos N-aluse ja pentoosi kompleks on nukleosiid. Nukleotiidid on nukleiinhapete monomeerid, nukleosiidide (puriin- või pürimidiinaluse ja pentoosi kompleksid) mono-, di- või trifosfaatestrid (AMP, ADP, ATP). Riboosi hüdroksüülrühma esterifitseerumine fosforhappejäägiga annab ribonukleotiidi, desoksüriboos desoksüribonukleotiidi. 12. RNA: ehitus, funktsioon 3
DNA nukleoiidselt järjestuselt valkude aminohappelisse järjestusse. 14. Ensüümid: üldiseloomustus, funktsioonid, klassifikatsioon. Ensüümid on biokatalüsaatorid, kõrgelt spetsiifilise toimega liht- või liitvalgud, endogeensed biokaktiivsed ühendid. Funktsioon: Ensüümid on erilise funktsiooniga valgud, sest seondavad ja muudavad keemiliselt teisi molekule katalüüsivad reaktsioone. Toimemehhanism seisneb reaktsiooni kiirust limiteeriva energeetilise barjääri alandamises, st. reaktsioon, mis ilma ensüümita oleks toimunud aeglaselt, toimud ensüümi osavõtul väga kiiresti. Ensüümid ei muuda reaktsiooni suunda, ei muuda tasakaaluseisundit vaid kiirendavad selle saabumist, ei lõhustu reaktsiooni käigus. Klassifiatsioon: 1. Oksüreduktaasid katalüüsivad redoksreaktsioone 2. Transferaasid Funktsionaalsete rühmade ülekanne 3. Hüdrolaasid katalüüsivad hüdrolüüsi 4. Lüaasid Kaksiksidemete (nt
11. Nukleotiidid Nukleiinhapped on biomakromolekulid, milles nukleotiidijäägid on seostunud fosfodiestersidemega. Inimkehas on kaks nukleiinhapet – DNA ja RNA. Nukleotiidid on nukleiinhapete monomeerid, rakus esinevad anioonidena, on happed. Nukleotiid koosneb lämmastikalusest (N-alustest, pentoosist ja ühest või enamast fosfaatrühmast: • N-aluseks on puriin voi pürimidiin • Pentoosiks on D-riboos voi 2-desoksü-D-riboos N-aluse ja pentoosi kompleks on nukleosiid. Nukleiin hapete monomeerid. Nukleotiidid on nukleosiidide (puriin- või pürimidiinaluse ja pentoosi kompleksid) mono-, di- või trifosfaatestrid. Riboosi hüdroksüülrühma esterifitseerumine fosforhappejäägiga annab ribonukleotiidi, desoksüriboos – desoksüribonukleotiidi. ATP – viitab N-alusele ja fosfaadijääkide arvule. Desoksüribonukleotiidi sümbolid – dATP, dGDP jne. 12. RNA: ehitus, funktsioon
Lämmastikalused paarduvad omavahel vesinisidemete abil. Paarid moodustuvad puriinide ja pürimidiinide vahel. Nukleiinhappe ahela ehituslikuks aluseks on 3´5´-fosfordiesterside. 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
ÜMBRITSETUD golgi aparaata ORGANELLID TOITUMINE Absorptsioon, vahel Absorptsioon, seedimine, fotosüntees fotosüntees ENERGIA Oksüdatiivsed ensüümid Oksüdatiivsed ensüümid METABOLISM plasmamembraanis mitokondrites TSÜTOSKELETT Puudub Kompleks mikrotuubulitest ja filamentidest RAKUSISENE Puudub Endotsütoos, mitoos, LIIKUMINE vesiikulite transport · Plasmamembraan aktiivse transpordisüsteem · Tuum DNA replikatsioon, RNA transkiptsioon, tuumavalkude süntees · ER lipiidide süntees, biosünteesitud biomolekulide suunamine nende lõplikku paika rakus.
posttransaltsiooniliselt.Pakkimine algab vahetult pärast polüpeptiidi väljumist ribosoomist. Efektiivsus on tagatud spetsiaalsete valkude molekulaarsete tsaperonidega. Ilma tsaperonideta toimuks paljude valgudomeenide vahestruktuuride agregatsioon. Eukarüüootidel vähemalt 2 suuremat klassi chaperone Hsp60 ja Hsp70. 10. Hsp70 molekulaarne mehhanism valkude pakkimisel. Hsp70 tunneb ära uute sünteesitud peptiidahelate kokkupakkimata piirkonnad, eriti hüdrofoobsed alad. Ta seondub nendele piirkondadele ning kaitseb neid kuni produktiivse kokkupakkimiseni. 11. GroEL molekulaarne mehhanism valkude pakkimisel. GroEL moodustab kaks heptameerset ringi, mis mõlemad on kambrid, kuhu valk saab siseneda ning GroES moodustab kaane, mis siis selle kambri katab. Pärast ATP seondumist toimub chaperonis konformatsiooniline muutus läbi mille osa hüdrofoobseid piirkondi mis olid vajalikud substraadi seondumiseks kaovad. Samuti seondub GroES, mis suleb chaperoni
Aluselises keskkonnas vabaneb aminohappe molekuli karboksüülrühmast vesinikioon. Neutraalsele lähedase pH väärtusega keskkonnas aga on enamus aminohappeid seisundis, kus molekulis on nii ammoonium- kui karboksülaatrühm. 3. Aminohapete D- ja L- isomeerid: Aminohapete optilisi isomeere tähistatakse kokkuleppeliselt eesliitega L ja D ning nad eristuvad aatomirühmade ruumilise paigutuse alusel ümber α-süsiniku aatomi. Süsiniku aatomit, millega seondub neli erinevat rühma, nimetatakse asümeetriliseks süsiniku aatomiks .Asümeetrilise süsiniku olemasolu on vältimatuks eelduseks optiliste isomeeride tekkele. Kõigi proteinogeensete aminohapete puhul peale glütsiini on optiliste isomeeride olemasolu seega võimalik. Valkude sünteesimiseks kasutatakse kõigis elusorganismides siiski eranitult aminohapete L-isomeere. D-aminohapped on looduses haruldased, nende
Hüdrolaasid hüdrolüüsireaktsioonid Lüaasid sidemete C-C, C-O, C-N ja C-S lõhkumine Isomeraasid isomerisatsioonireaktsioonid Ligaasid sünteesireaktsioonid. Ensüümid tõstavad alandavad reaktsiooni kiirust limiteerivat energeetilist barjääri. 15. Ensüümide toimemehhanism, substraat, ensüümaktiivsus, aktiivtsenter, koensüüm. Ensüümreaktsiooni toimumiseks peab ensüüm siduma ja muundama ühendit (substraati). Ensüümimolekulil on selleks vastav pinnaala (aktiivtsenter). Aktiivtsenter seob spetsiifiliselt substraadi ja teostab tema katalüüsi produktiks. Aktiivtsentrit iseloomustab: 1) substraadiga kontakteeruvad aktiivtsentri AHjääkide katalüütilised rühmad, mis muundavadki substraati 2) liitensüümides on aktiivtsentris ka koensüüm või mõni muu kofaktor
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
