muutma. Kui ensüümi molekulaarsete kontsentratsiooni pole teada, väljendatakse tema kogust aktiivsuste kaudu. ühikud: rahvusvaheline ühik ehk IU see on ensüümi kogus, mis katalüüsib 1 mikromooli produkti teket 1 min jooksul katal 1 kat on ensüümi kogus, mis katalüüsib 1 mol substraati reaktsiooniproduktiks 1 sek jooksul 1 katal = 6*107 IU eriaktiivsus ensüümiaktiivsus 1 mg ensüümvalgu kohta 3. Michaelis-Menteni kineetiline võrrand matemaatiline ja graafiline väljendus ja teisendused. [S] substraadi kontsentratsioon, mis iseloomustab siduvust See võrrand toimib järgmistel eeldustel (pluss siis veel tasakaalulise konts. saavutamine): 1) tekib ensüüm-substraat kompleks [ES] 2) ES kompleks on tasakaalus vaba ensüümiga 3) ES lagunemine produktiks on aeglasem kui ES moodustumine ja ES lagunemine Km , Vmax arvväärtuste määramine
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 substraadiks on palju kiirem kui lagunemine vabaks ensüümiks ja produktiks (k-1 >> k2) Sellisel juhul on reaktsiooni esimene aste tasakaalus ja me saame [ES] avaldada reaktsiooni [E] + [S] [ES] dissotsiatsioonikonstandi Ks kaudu Ks = [E][S]/[ES] ja [ES] = [E][S]/Ks
Keskkonna ioontugevusest 5.1 Mis on ensüümreaktsiooni pre-steady state ja steady state? Ensüümreaktsiooni staadiumid: pre-steady state jooksul toimub ensüüm-substraadi kompleksi moodustumine (substraadi ülejääk). steady state jooksul ensüüm-substraadi kompleksi kontsentratsioon ei muutu ajas. 5.2 Kirjeldage ensüümreaktsiooni kiiruse sõltuvust substraadi kontsentratsioonist (Michaelis-Menteni kineetika). Konstanse ensüümi kontsentratsiooni korral, sõltub reaktsiooni kiirus substraadi kontsentratsioonits (hüperboolselt). Kui, substraadi kontsentratsioon on madal, siis suureneb kiirus lineaarselt. Kõrge substraadi kontsentratsiooni korral, kiirus muutum järjest väiksemaks. Enamus ensüüme allub V max [ S ] Michaelis-Menteni kineetikale: v0 =
keskkonnatehnoloogia Instituut 280 Füüsikaline keemia Õpperühm: EANB31 Töö teostamise kuupäev: 21.10.2020 mreaktsiooni Kineetiliste Parameetrite Määramine Töö eesmärk (või töö ülesanne). sahharoosi ensüümreaktsiooni kineetiliste konstantide Km ja vmax määramine 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)
Deutsch. Etwa 32% der Bevölkerung gehören zu der evangelischen Kirche, 10% bekennen sich zum katholischen Glauben. Kultur Hamburg hat über 60 Theater Über 100 Musikklubs Etwa 60 Museen Rund 280 Musikverlage 200 Tonträger-Unternehmen Sehenswürdigkeiten Blankenese Fleetinsel Isemarkt Hagenbecks Tierpark St. Michaelis Das Essen Birnen, Bohnen und Speck Finkenwerder Scholle Stint Grünkohl Aalsuppe Labskaus Snuten un Poten Rundstück warm Rote Grütze DANKE FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT!
allosteeriline regulatsioon kovalentne modifitseerimine ensüümide hulga kaudu süntees versus degradatsioon Eukarüootides regulatsioon kompartmentalisatsiooni kaudu Kõrgemates organismides võivad erinevad regulatsioonimehhanismid olla omakorda allutatud hormonaalsele kontrollile Kontroll substraadi tasemel Ensüümkatalüüsitava reaktsiooni kiirus V sõltub substraadi kontsentratsioonist [S] vastavalt Michaelis-Menteni võrrandile V = kcat[E]t[S]/(KM + [S]) Kui [S] on palju väiksem kui KM, siis sõltub kiirus substraadi kontsentratsioonist lineaarselt V = kcat[E]t[S]/KM Enamiku ensüümide KM väärtused mingi substraadi jaoks on rakus esinevast vastava substraadi kontsentratsioonist suuremad Juhul kui [S] on palju suurem kui KM, siis kiirus substraadi kontsentratsioonist ei sõltu ensüüm on substraadiga küllastatud V = kcat[E]t = Vmax Sellisel juhul ei regulatsioon substraadi tasemel ei toimi
kontsentratsioonidel on ensüüm täielikult reaktsioonis hõivatud. Kui oleme määranud Km ja Vmax , siis oleme ka määranud ensüümreaktsiooni kiiruse v igal ajahetkel vastavalt Michaelise-Menteni võrrandile, teades eelnevalt katseks kasutatud substraadi ja ensüümi kontsentratsiooni. Km on ensüümi ja substraadi vahelise reaktsioonivõimelisuse mõõduks. Mida väikesem on Km , seda suurem on reaktsioonivõimelisus, seda vähem dissotsieeruvam ja tugevam on vahekompleks ES. Michaelis-Menteni võrrandi järgi, kui S = Km , siis v= Seega on vmax teadmine tähtis ensüümi töövõime mõõtmiseks. Selle mõistmiseks on vajalik tutvuda (veel kord) Michaelis-Menteni võrrandi tuletuskäiguga. Laboratoorse töö teoreetilised alused: Reaktsiooni produktideks on glükoos ja fruktoos: Reaktsioon kulgeb vesilahuses (kusjuures vee kontsentratsioon on tunduvalt suurem sahharoosi kontsentratsioonist) esimest järku reaktsioonina. Inversioonireaktsiooni kiirus on
staadiumiga Ensüümreaktsioonide kulgemine Ensüümreaktsioonides kiirus reageeriva aine kontsentratsiooni lisamisel kasvab, kuid konts. kasvamisel kasvu kiirus kahaeb. Teatud reageeriva aine konts. juures lisamine kiirust enam ei muuda. See on lähedane nn. väärtusele. Michaelis-Menteni konstant kontsentratsioon, mille juures reaktsiooni kiirus on pool maksimumist Michaelis-Menteni võrrand Lineweaver-Burke-i võrrand Kasutatakse, sest selliselt tulevad sirged, mille tõusude kaudu saab erinevaid kineetilisi suurusi kergemini leida. 8
Mullreaktor rakus toimuvad reaktsioonid, rakk on reaktor, rakus toimub ainevahetus, metabolism Madalamolekulaasete ainete metabolismi põhiblokid - nende nimed - glükolüüs, Krebsi tsükkel, hingamisahel, pentoosfosfaaditsükkel,Madalamolekulaarsete ainete metabolismi põhiülesanded: tagada erinevatest substraatidest põhimonomeeride süntees, tagadarakuprotsesside energiaga varustamineRakkudes toimuvate tähtsamate reaktsioonide tüübid: "tavalised" ensüümreaktsioonid Michaelis-Menten'i kineetika, molekulaarsed masinad: DNA replikatsioon, transkriptsioon,translatsioon, transpordiprotsessid filamentidel (kinesiin) ATP-süntaasid,lihasrakkude töö,mitoosis ja meioosis kromosoomide liikumine,viburid, ... Rakkudes on kõikide reaktsioonide jaoks katalüsaatorid (ensüümid) kõik reaktsioonid on katalüütilised Katalüsaatorid kiirendavad keemilisi reaktsioone ilma nende tasakaaluolekut muutmata katalüsaatorid kiirendavad tasakaalu saabumist
Mullreaktor rakus toimuvad reaktsioonid, rakk on reaktor, rakus toimub ainevahetus, metabolism Madalamolekulaasete ainete metabolismi põhiblokid - nende nimed - glükolüüs, Krebsi tsükkel, hingamisahel, pentoosfosfaaditsükkel,Madalamolekulaarsete ainete metabolismi põhiülesanded: tagada erinevatest substraatidest põhimonomeeride süntees, tagadarakuprotsesside energiaga varustamineRakkudes toimuvate tähtsamate reaktsioonide tüübid: "tavalised" ensüümreaktsioonid Michaelis-Menten'i kineetika, molekulaarsed masinad: DNA replikatsioon, transkriptsioon,translatsioon, transpordiprotsessid filamentidel (kinesiin) ATP-süntaasid,lihasrakkude töö,mitoosis ja meioosis kromosoomide liikumine,viburid, ... Rakkudes on kõikide reaktsioonide jaoks katalüsaatorid (ensüümid) kõik reaktsioonid on katalüütilised Katalüsaatorid kiirendavad keemilisi reaktsioone ilma nende tasakaaluolekut muutmata katalüsaatorid kiirendavad tasakaalu saabumist
järku ja kõrgematel substraadi kontsentratsioonidel 0.järku reaktsioon. C6 C65 C69 Põhivõrrand + $ $ + C? C?5 C?9 kuna k+3+k-3+k+2+k-2 0, siis lihsustatud võrrand: C6 + $ $ + C? C65 k+2 (ehk kcat) katalüütiline kontstant Michaelis-Menten'i võrrand: !HIJ [$] G= kui[S] = Km, siisv = Vmax/2 K + [$] Km kineetiline aktiveerimiskontstant >6 Y K = ,Z Km on konstant, mis o avaldatav ES kompleksi moodustumise ja Y laguemise kiiruskonstantide kaudu. Km on substraadi kontsentratsioon, mille juures v0 = ½ Vmax.
· aktivaatori ja inhibiitori olemasolust ja kontsentratsioonist · kkonna ioontugevusest 1. Reaktsioonikiiruse sõltuvus ensüümi kontsentratsioonist kiirus sõltub E-mi kontsentratsioonist lineaarselt, kui S-di kontsentratsioon [S] on küllastav ja temperatuur, pH, ioontugevus on kontstantsed ja optimaalsed. 2. reaktsioonikiiruse sõltuvus [S] kontsentratsioonist · enamie ensüümide puhul sobib Michaelis-Menteni võrrand · v sõltuvus [S]-st on hüperboolne, juhul kui [ E] on konstantne. · Vmax on maksimaalkiirus, kiirus tingimustes, kus kogu ensüüm on [ES] vormis. · Km on sisuliselt S kontsentratsioon (mmol /l), mille puhul
Graafik 5. Kiiruse pöördväärtuse sõltuvus kontsentratsiooni pöördväärtusest. Sirge algordinaat, ehk 1/vmax=16476, seega vmax=6,07*10-5mol/ls Michaelise konstandi leidmine: Sirge tõus, ehk Km/vmax=1859,2, seega Km=0,11 mol/l Kiiruskonstandi leidmine: vmax k3[E0], kus [E0] on ensüümi algkontsentratsioon ühikutes M ja k3 on produkti tekke kiiruskonstant. [E0]=(1/25)*100%=4% => [E0]=(4*1000)/(342*100)=0,117 mol/l k3=(6,07*10-5)/0,117=5,19*10-4 s-1 Graafik 6. Michaelis-Menteni graafik Järeldus: Tulemustest saan järeldada, et mida suurem on algkontsentratsioon, seda suurem on ka algkiirus. vmax tuli arvutades 6,07*10-5mol/ls ja Km=0,11 mol/l. Produkti tekke kiiruskonstandiks sain 5,19*10-4 s-1.
3 hüdrolaasid (keemiliste sidemete katkestamine hüdrolüüsi teel) 4 lüaasid (kaksiksideme teke rühmade kõrvaldamise teel või liitumisreaktsioonid kaksiksidemele) 5 isomeraasid (rühmade ülekanne molekuli piires, isomeersete vormide teke) 6 ligaaside (uute kovalentsete sidemete moodustumine kondensaatsiooni teel ATP energia arvel) 3. Ensümaatilise katalüüsi kirjeldava kiirusvõrrandi esialgsel kujul postuleerisid Michaelis ja Menten. Lihtsamail kujul toimub reaktsioon substraadi (S) ja ensüümi (E) osalusel nii, et alguses moodustub ensüüm-substraat kompleks (ES). See kompleks laguneb järgnevalt produktiks (P) ja vabaks ensüümiks või siis tagasi substraadiks (S): . Substraat seotakse ensüümile nõrkade jõudude toimel vesiniksidemed, van der Waalsi interaktsioonid, ioonsed sidemed; mõnikord hüdrofoobsed interaktsioonid. 4
Seega peab ahelreaktsiooni esilekutsumiseks kasutatav energiahulk olema piisavalt suur, et lõhkuda keemilisi sidemeid molekulis ja moodustada vabu valentse omavaid osakesi. H 2 + Br2 2 HBr 500-1500K dc HBr 2kc H 2 c Br2 1/ 2 = dt c 1 + j HBr c Br2 dc HBr = k 2 c Br c H 2 - k -2 c HBr + k 3 c HBr c H dt 9. Ensüümkatalüüs Michaelis-Menteni mehhanism: k1 E + S ==== ES (9.19) k2 k3 ES ----> E + P (9.20) E = ensüüm, S = substraat (reageeriv ühend) ja P = produkt. According to this mechanism rate of reaction is given by the rate of producing P ie. dc P r= = k 3 c ES (9.21)
Seriin, tsüsteiin ja histidiin. 38. Millisel juhul on katalüüs kõige efektiivsem? Ensüümi aktiivtsenter on komplementaarne; a) üleminekuolekuga 39. Mida võimaldas seletada Fischeri ,,luku ja võtme" hüpotees? Fischeri ,,luku ja võtme" hüpotees võimaldas seletada ensüümide spetsiifilisust ehk katalüüsi spetsiifilisust. 40. Seriin proteaasid: Seriini proteaasid katalüüsivad peptiidsideme hüdrolüüsi seriinijäägi kõrvalt. 41. Kirjutage Michaelis-Menteni võrrand. Märkige juurde konstantide nimetused ja ühikud. V=kcat (E)t(S)/(KM + (S)) k katalüütiline konstant catKM= michaelise konstant (Mool) on substraadi kontsentratsioon, mille juures ensüümkatalüüsitav reaktsioon on saavutanud poole oma piirkiirusest. (S)=substraadi kontsentratsioon (M). (E)t= ensüümi kontsentratsioon (M) 42. Milliste ühikutega võiks põhimõtteliselt mõõta katalüütilist konstanti? (võivad olla erinevad ühikud)
14286 1.90E-05 5 Kiiruse pöördväärtuse sõltuvus kontsentratsiooni pöördväärtusest Sirge algordinaat, ehk 1/vmax=27688, seega vmax= 3,61*10^-5mol/ls Michaelise konstandi leidmine: Sirge tõus, ehk Km/vmax= 944.55, seega Km=0,034 mol/l Kiiruskonstandi leidmine: vmax k3[E0], kus [E0] on ensüümi algkontsentratsioon ühikutes M ja k3 on produkti tekke kiiruskonstant. [E0]=0.6% => [E0]=(0.6*1000)/(342*100)=0,018 mol/l k3=(3,61*10^-5)/0,018=2,01*10^-3 s-1 Michaelis-Menteni graafik Km=0.034 V0=Vmax*S0/(Km+S0) v0 1.82898E- 05 1.82898E- 05 1.22456E- 05 1.22456E- 05 Järeldus: Tulemustest saan järeldada, et mida suurem on algkontsentratsioon, seda suurem on ka algkiirus. vmax tuli arvutades 3,61*10-5mol/ls ja Km=0,034 mol/l. Produkti tekke kiiruskonstandiks sain 2,01*10^-3 s-1.
komplementaarne; a) üleminekuolekuga b) substraadiga c) produktiga 39. Mida võimaldas seletada Fischeri ,,luku ja võtme" hüpotees? a) katalüüsi efektiivsust b) katalüüsi spetsiifilisust c) katalüüsi sõltuvust temperatuurist 40. Seriin proteaasid: a) katalüüsivad peptiidsideme hüdrolüüsi seriinijäägi kõrvalt b) katalüüsivad ainult seriinijääkidest koosnevate polüpeptiidide hüdrolüüsi c) omavad katalüütiliselt olulist seriinijääki 41. Kirjutage Michaelis-Menteni võrrand. Märkige juurde konstantide nimetused ja ühikud. v= v = algkiirus [S] = substraadi kontsentratsioon (M) Vmax = piirkiirus. (M/s) Vmax = K [E] ([E] on vaba ensüümi kontsentratsioon) Km = Michaelise konstant. (M) 42. Milliste ühikutega võiks põhimõtteliselt mõõta katalüütilist konstanti? (võivad olla erinevad ühikud) (Kcat) a) mol/L b) mol/s c) 1/s d) 1/h e) L/s
tsüsteiin 37. Nimetage kaks aminohappejääki, mis vahendavad ensüümides kovalentset katalüüsi Seriin ja lüsiin 38. Millisel juhul on katalüüs kõige efektiivsem? Ensüümi aktiivtsenter on komplementaarne üleminekuolekuga 39. Mida võimaldas seletada Fischeri ,,luku ja võtme" hüpotees? Katalüüsi spetsiifilisust 40. Seriin proteaasid katalüüsivad peptiidsideme hüdrolüüsi seriinijäägi kõrvalt 41. . Kirjutage Michaelis-Menteni võrrand. Märkige juurde konstantide nimetused ja ühikud. v= v = algkiirus [S] = substraadi kontsentratsioon (M) Vmax = piirkiirus. (M/s) Vmax = K [E] ([E] on vaba ensüümi kontsentratsioon) Km = Michaelise konstant. (M) 42. Milliste ühikutega võiks põhimõtteliselt mõõta katalüütilist konstanti? 1/s 43. Millised väited on õiged Michaelise konstandi (KM) kohta-on näiline dissotsiatsioonikonstant ja tema ühikuks võib olla sekund 44
staadium Reaktsiooniskeemilt ilmneb, et kiiruskonstant k+1, millest sõltub ES kompleksi tekkekiirus, on teist järku reaktsiooni kiiruskonstant, dimensioon mol-1s-1, samas aga kiiruskonstandid k- 1 ja k+2, mis määravad ES kompleksi lagunemise kiiruse, on esimest järku reaktsiooni kiiruskonstandid, dimensioon s-1. 69 Analüüsides sellist reaktsiooniskeemi tõid uurijad Michaelis ja Menten välja ensüümi- reaktsiooni algkiiruse (v) võrrandi, mida tuntaksegi Michaelis-Menten'i kiiruse võrrandina. k+2 [E] [S] Vmax v= = [S] + Km 1+ Km/[S] kus v mõõdetav reaktsiooni algkiirus (mol/s), [E] ensüümi kontsentratsioon, M (mol/l), [S] substraadi kontsentratsioon, M (mol/l), k2 (ehk kcat) katalüütiline kiiruskonstant, s-1,
Elektrilist potentsiaali tekitavat transporti nimetatakse elektrogeenseks transpordiks. (Prootonpump ei transpordi samaaegselt prootonitega sama hulka negatiivseid laenguid rakust välja (või positiivseid laenguid rakku sisse) ja genereerib seetõttu membraanide elektrilise potentsiaali.) Millise valemiga on avaldatav kandjavalkude transpordi kiirus? Kandjavalkude transpordi kiirus on avaldatav ensüüm reaktsiooni kineetika valemiga. Michaelis-Menteni võrrandiga VMAX - transpordi maksimaalne kiirus (kõik kandja molekulid on seotud transporditava aine molekulidega (ioonidega); [S]- transporditava aine kontsentratsioon; KM - Michaelise konstant (aine kontsentratsioon, mille juures transpordi kiirus on pool maksimaalsest). Selgitage mõisteid kotransport, sümport, antiport. Millised ained liiguvad rakkudesse kotranspordi vahendusel. Milline on tavaliselt taimedes kotranspordil kasutatavaks iooniks. Miks?
Ensüümiga katalüüsitava reaktsiooni kuni X, -mis Levenspieli graafikul avaldub reaktsioonikiirus temp-st. -T tõusuga SDU=rD/rU=kD/kUC1-2A-Selektiivsuse -mehhanism ja Michaelis-Menteni võrrand.- kõverjoone--lise trapetsi pindalana vastava kõvera all.- reaktsioonikiirus kasvab, tavaliselt -väljendatakse T maksimiseerimiseks tuleb vaadel--da järgmisi Biokeemilisi reaktsioone katalüüsivad -ensüümid.
toime seisneb selles, et nende makromolekulid sisaldavad teatud tsentreid, mis toimivad katalüsaatoritena. Selliste tsentrite koosseisus on sageli metallide ioonid. Peale katalüütiliste tsentrite on fermentide koosseisus ka adsorptsioonitsentrid polaarsete või mittepolaarsete rühmadena. Siin toimub katalüüsi protsess tänu füüsikalistele mõjudele. Katalüütilised- ja adsorptsioonitsentrid võivad seega mõlemad kuuluda aktiivsete tsentrite koosseisu, mis toimivad katalüsaatoritena. Michaelis-Menteni mehhanism: k1 E + S ==== ES (9.19) k2 k3 ES ----> E + P (9.20) E = ensüüm, S = substraat (reageeriv ühend) ja P = produkt. According to this mechanism rate of reaction is given by the rate of producing P ie.
Ensüümi aktiivsuse ühikud : Kui ensüümi molaarne kontsentratsioon ei ole teada, väljendatakse tema kogust aktiivsuse kaudu. Rahvusvaheline ühik (IU -International Unit) 1 IU on ensüümi kogus, mis katalüüsib 1 mikromooli produkti teket 1 minuti jooksul. Katal (kat) 1 katal on ensüümi kogus, mis katalüüsib 1 mooli substraadi konversiooni produktiks 1 sekundi jooksul. Seega: 1 katal = 6 x 107IU Eriaktiivsus - Ensüümiaktiivsus 1 mg ensüümivalgu kohta 3. Michaelis-Menten'i kineetilise võrrandi matemaatiline ja graafiline väljendus. Michaelis-Menten'i võrrandi teisendus Lineweaver-Burk'i koordinaatides. Vmax ja Km arvväärtuste määramine. 4. Reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid. Ensüümide inhibiitorid mõiste, inhibeerimise tüübid, nende analüüs. Temperatuuri ja keskkonna pH mõju põhjendused, graafilised sõltuvused. Reaktsiooni kiirust mõjutavad pH ja temperatuur ning inhibiitorid.
fruktoos. 2. Kirjutage invertaasi poolt katalüüsitava reaktsiooni skeem. 3. Skitseerige sahharoosi molekul ja näidake, milline side invertaasi toimel hüdrolüüsub. 4. Mille toimel lisaks invertaasile võib aset leida sahharoosi hüdrolüüs? (Meenutage töös 1.2 läbiviidud reaktsioone!) Hapete toimel. 5. Mis on invertsuhkur? Sahharoosist hüdrolüüsi käigus tekkivad glükoosi ja fruktoosi segu. 6. Joonistage Michaelis-Menten'i kineetikaga kirjeldatavale ensüümireaktsioonile graafiline sõltuvus v versus [S]. Näidake, millises graafiku piirkonnas toimus invertaasi aktiivsuse (reaktsiooni kiiruse) mõõtmine meie töös, kui on teada, et [S] >> Km . Millist kiirust me mõõtsime? Kui tegemist on olukorraga, kui [S] >> Km, siis arvutatud kiirust on ligikaudu võrdne maksimaalse kiirusega. 7. Kirjutage Cu(II)-triloon B kompleksi struktuur. Nimetage kaks põhjust selle, tugevalt
Allosteeriline effektor – molekul, mis mõjutab ensüümi aktiivsust, seondudes allosteerilisse saiti (mitte aktiivsaiti, st. ei konkureeri substraadiga). Positiivne allosteeriline efektor, negatiivne allosteeriline efektor (allosteeriline inhibiitor). Aktiivne tsenter – ensüümi piirkond, kuhu seondub substraat ning mis sisaldab reaktsiooniks vajalikke aminohapete kõrvalahelaid. Katalüütiline tsenter – kõikide aminohapete kõrvalahelad, mis on vajalikud reaktsiooni läbiviimiseks. Michaelis Menteni võrrand Vmax, KM, kcat, kcat/KM Konkurentne inhibiitor – molekul, mis on võimeline seonduma ensüümi aktiivsaiti ning sellega takistada substraadi sidumist – nad konkureerivad ühele ja samale kohale. Konkurentne inhibitsioon suurendab reaktsiooni KM-i st. tõuseb vajalik substraadi kontsentratsioon, et reaktsiooni kiirus oleks pool maksimumist (Vmax). Mittekonkurentne inhibiitor – seondub niin ensüüm-substraat kompleksiga, kui ka vaba
aluseks DNA koosneb kahest nukleiinhappe ahelast moodustades kaksikspiraal, milles suhkur- fosfaat selgroog on väljaspool ja lämmastikalused asuvad heeliksi sisemuses. 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
reaktsioon mitte kunagi ei saavuta. Kcat substraadi molekulide arv, mis konverteeritakse ühe ensüümi molekuli poolt ühes ajaühikus produktiks. Ensüümi aktiivususe ühik: (IU international unit) 1IU on ensüümi kogus, mis katalüüsib 1 mikromooli produkti teket 1 min jooksul. Katal (kat) 1 katal ensüümi kogus, mis katalüüsib 1 mooli substraadi konversiooni produktiks 1 sek jooksul. 3. Michaelis-Menten'i kineetilise võrrandi matemaatiline ja graafiline väljendus. Michaelis-Menten'i võrrandi teisendus Lineweaver-Burk'i koordinaatides. Vmax ja Km arvväärtuste määramine. Lineweaver-Burk'i koordinaatides. 4. Reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid. Ensüümide inhibiitorid mõiste, inhibeerimise tüübid, nende analüüs. Temperatuuri ja keskkonna pH mõju põhjendused, graafilised sõltuvused. 1) pH
Rõhuv enamus allosteerilisi ensüüme ilmutavad substraadi sidumisel positiivset kooperatiivsust. Võrreldes sarnase mitte-allosteerilise ensüümidega on nende aktiivsus madalatel substraadi kontsentratsioonidel madalam. S-kujuline substraatsõltuvus on erinevate ensüümide korral erinev - võib toimuda järsk tõus väga kitsas kontsentratsioonivahemikus. 5) Ensümaatiliste reaktsioonide kineetika: Michaelis-Menteni võrrand ja kineetilised parameetrid. MM pakkusid välja reaktsiooni skeemi: k1 kcat E + S <===> ES ===> P + E k-1 , mille tähtsaimaks eripäraks on mittekovalentse ensüüm-substraat kompleksi, (ES), teke. k1 on ESi moodustumise kiiruskonstant (v = k1[E][S]) k-1 on ESi dissotsiatsiooni kiiruskonstant (v = k-1[ES]) Reaktsiooni kiirus on: 2 peamist lihtsustust:
4. Mille toimel lisaks invertaasile võib aset leida sahharoosi hüdrolüüs? (Meenutage töös 1.2 läbiviidud reaktsioone!) Sahharoosi hüdrolüüsi kontroll Fehlingi lahustega 5. Mis on invertsuhkur? Sahharoosi hüdrolüüsi protsessi nimetatakse inversiooniks ja tekkivat glükoosi ja fruktoosi ekvimolaarset (moolide suhe 1:1) segu tuntakse invertsuhkru nime all 21 6. Joonistage Michaelis-Menten'i kineetikaga kirjeldatavale ensüümireaktsioonile graafiline sõltuvus v versus [S]. Näidake, millises graafiku piirkonnas toimus invertaasi aktiivsuse (reaktsiooni kiiruse) mõõtmine meie töös, kui on teada, et [S]>> Km . Millist kiirust me mõõtsime? 7. Kirjutage Cu(II)-triloon B kompleksi struktuur. Nimetage kaks põhjust selle, tugevalt aluselise reaktsiooniga lahuse kasutamiseks invertaasi aktiivsuse määramisel.
Lähteaineid, mille reaktsiooni kiirust ensüüm mõjutab, nimetatakse substraatideks. Reaktsioonis võib esineda rohkem kui üks substraat. Ensüümid on polümeersed ained, mis koosnevad aminohapete jääkidest, millel omakorda on palju funktsionaalseid rühmi. Osa ensüüme sisaldab metallioone, mis võivad asuda ensüümi struktuuris või ensüümist väljaspool. Metallioon polariseerib ensüümi teatud osa ning sellega ta suurendab ensüümi aktiivsust. Michaelis-Menteni mehhanism. S - substraat, E - ensüüm, P - produkt, ES - ensüümsubstraatkompleks Kõige aeglasemaks staadiumiks on teine staadium (k3 on kõige väikseim), seega reaktsiooni kiirus avaldub kujul: ! ! ! ! ! Kuna [ES]-i kontsentratsioon on raskesti määratav, teisendati selle võrrandi: ! !
Jens Anker Larsen (1874-1957)- uusmüstilise suuna algataja taani kirjanduses, omandas nime teosoofilise romaaniga ,,Tarkadekivi" 1923, millele on järgnenud hiljem teosed ,,Marta ja Maria", ,,Taevasse kasvav kogudus" ja ,,Joovastus" (1930). Naiskirjanikud: Kultuurilooliste romaanide kirjutaja Gyrthe Lemche (5-köiteline romaanisari taani kaubandusringkondade elsut ,,Edward-kink". Südamlik jutustaja Ingeborg Maria Sick, naishinge avaja Karin Michaelis-Stangeland ja Marie Bergendahl. Ühe erineva rühma moodustavad kitsamalt kodumaa rahvaelu kujutavad, kodukunsti edutavad kirjanikud, nagu Knud Rasmussen, Jeppe Aakjaer- ,,Talupoja poeg", ,,Takurõivais rahvas", ,,Viha lapsed" jt ja tema Jyllandi-ainelised luuletused. Lisaks ka Jyllandi vaimuliku Jakob Knudsen'i (1858-1917) kodukohaga seotud looming ,,Vana pastor" 1899 jt. tema muudest töödest triloogia Käärimine, Selgumine (mõlemad 1902) ja Juurdunud (1911) ja kas hilisemat
-glükosidaas katalüüsib reaktsioone glükoosi derviaatidega, galaktoosi derivaate aga ei aktsepteeri. Galaktosidaas aga tunneb ära galaktoosi derivaate. Ensüüm on nagu lukk ja substraat on nagu võti, sellest ka kõrge spetsiifilisus. Luku-võrme teooria: seletus ensüümide kõrgest spetsiifilisusest. Üks lukk ja teine võti, mis sobituvad ideaalselt. Ei seleta katalüüsi siiski! Henri pani paika ES kompleksi idee keemiliselt ja matemaatiliselt korrektsetel alustel. Michaelis-Menten-(Henry) (MM) 10 Kaasaegse ensümoloogia rajajad. Just katselise poole pealt, sest mõõtsid algkiiruse kohta! Mõõtsid algkiirusi erinevatel substraatide kontsidel. Küsimuseks oli, et kuidas sõltub ensüüm-katalüüsitava reaktsiooni kiirus substraadi kontsist. v=f([S]) [S]0
· hüdrolaasid keemiliste sidemete katkestamine hüdrolüüsi teel · lüaasid kaksiksidemete teke rühmade kõrvaldamise teel või liitumisreaktsioonid kaksiksidemele · isomeraasid rühmade ülakanne molekuli piires, isomeersete vormide teke · ligaasid uute kovalentsete sidemete moodustamine kondensatsiooni teel ATP energia arvel Mittekatalüütiline ja katalüütiline reaktsioon Michaelis-Menten'i võrrand E +S ES EP E + P Vmax on teoreetiline maksimaalne reaktsioonikiirus [ M /s ] Ensüümreaktsioonide kiirust mõjutavad tegurid pH, temperatuur (kõrgetel temperatuuridel hakkab valk denatureeruma), inhibiitorite olemasolu Inhibiitorid Pöördumatud inhibiitorid inaktiveerivad ensüüme läbi kovalantsete sidemete, pöörduvad läbi mittekovalentsete sidemete Konkurentne inhibeerimine inhibiitor seondub ainult E'ga
Ensüümreaktsiooni sõltuvus pH-st: Inimkeha ensüümreaktsioone iseloomustab tavaliselt kellukesekujuline sõltuvus pH-st. Optimum 6-8 vahel ja siis reaktsioonid ka kõige kiiremad. Erinevate kudede isoensüümid erinevad tihti pH optimumi poolest. Kui palju trenni teha nihkub lihaste pH, sest piimhape seal. 17. I järku ensüümreaktsiooni kineetika, Michaelise konstant Reaktsioonikiirust väljendavad kas muundunud S hulk või tekkinud P hulk ajaühikus. Michaelis konstant = Km , määrates Km saab välja selgitada parima substraadi. Manipulatsioon, mis vähendaks Km, suurendaks kogu raja kiirust. Km = (k-1+k2)/k1 Reaktsioonikiirust mõjutavad: Ensüümi ja subs konts Keskkonna pH Kofaktori olemasolust ja konts Aktivaatori ja inhibiitori olemasolust ja konts Kk ioontugevus 18. Ensüümide inhibiitorid ja aktivaatorid, ensüümide lokalisatisoon rakus
Ensüümreaktsiooni sõltuvus pH-st: Inimkeha ensüümreaktsioone iseloomustab tavaliselt kellukesekujuline sõltuvus pH-st. Optimum 6-8 vahel ja siis reaktsioonid ka kõige kiiremad. Erinevate kudede isoensüümid erinevad tihti pH optimumi poolest. Kui palju trenni teha nihkub lihaste pH, sest piimhape seal. 17. I järku ensüümreaktsiooni kineetika, Michaelise konstant Reaktsioonikiirust väljendavad kas muundunud S hulk või tekkinud P hulk ajaühikus. Michaelis konstant = Km , määrates Km saab välja selgitada parima substraadi. Manipulatsioon, mis vähendaks Km, suurendaks kogu raja kiirust. Km = (k-1+k2)/k1 Reaktsioonikiirust mõjutavad: Ensüümi ja subs konts Keskkonna pH Kofaktori olemasolust ja konts Aktivaatori ja inhibiitori olemasolust ja konts. KK ioontugevus 18. Ensüümide inhibiitorid ja aktivaatorid, ensüümide lokalisatisoon rakus
aastal kogudusele tagastatud.Kogudus on olnud läbi aegade eestluse kasvataja ning hoidja. Linna võõrkeelses kultuurimiljöös anti siin noorsoole esmakordselt eestikeelset haridust. Nõukogude ajal oli kirik tugipunktiks protestimeeleavaldusest osavõtnud koolinoortele nende kogunemistel Vabadussõja kangelase J.Kuperjanovi hauale kiriklikel ja rahvuslikel tähtpäevadel. Kogudus on olnud mitmelaadse välisabi vahendajaks. Välja on kujunenud stabiilsed sõprussidemed Mihkli (St. Michaelis) kogudusega Lüneburgist,sealse praostkonnaga ja Gottsunda kogudusega Uppsalast. Sellest on tulnud toetust nii majanduseluks, noorte- ja muusikatööks kui oreli renoveerimiseks. 3.korruse värvilised kaaraknad renoveeriti põhjalikult 1990-ndate aastate algul Kanada väliseestlase, endise koguduseliikme Erica Bockfeldti kulul. Märkimisväärne on abi linnavalitsuselt: 1980ndate aastate lõpul fassaadide üldremont, 2000.aastal kogu elektrivarustussüsteemi
ja sealt edasi antipordis prootonitega vakuooli. 24. Kujutage graafiliselt õhulõhede Cl- väljumise kanalite avatuse sõltuvust membraanipotentsiaalist Õhulõhedes: Cl ioonid on vastasnimelisteks ioonideks kloori ioonidele ja aitavad vältida tsütoplasma muutumist aluselisemaks. 25. Nimetage kaks tegurit mis mõjutavad kanalivalkude avatust membraanipotensiaal ja teatud ühendid, mis seonduvad kanalivalkudega 26. Millise valemiga on avaldatav kandjavalkude transpordi kiirus? Michaelis-Menteni võrrandiga. Esineb analoogia kandjavalgu ja transporditava aine seondumine ja ensüüm-substraat kompleksi vahel Vmax maksimaalne transpordi kiirus (kõik kandjavalgud on seotud transporditava aine molekulidega) KM Michaelise konstant e aine kontsentratsioon, mille juures on transpordi kiirus pool maksimaalsest. 27. Selgitage mõisteid kotransport, sümport, antiport. Millised ained liiguvad rakkudesse kotranspordi vahendusel. Milline on tavaliselt taimedes kotranspordil
Mida see meile ütleb? a) ensüümsubstraat kompleksi kontsentratsioon ajas ei muutu b) ensüümil on antud substraadi jaoks väike KM c) ensüümkatalüüsitav reaktsioon on difusioonlimiteeritud 54. Kuidas leiaksite joonisel toodud graafikult ensüümkatalüüsitava reaktsiooni Vmax ja ensüümi KM substraadi jaoks? 55. Kirjeldage lineaarse regressioonanalüüsi põhimõtet. Oletame, et me tahame teada, kas meie poolt uuritava ensüümi kineetika allub Michaelis Menteni võrrandile ja kui, siis soovime leida ka parameetrite kcat ja KM arvulisi väärtusi. Selleks on meil vaja mõõta ensüümkatalüüsitava reaktsiooni kiirusi tuleb teostada rida katseid, kus igas katses mõõdame reaktsiooni algkiirust (NB! MichaelisMenteni võrrandisse lähevad algkiirused) mingil substraadi kontsentratsioonil. Lineaarne regressioon hõlmab katseandmete lähendamist sirge võrrandile. Selle sirge võrrandi
Nt=N0e t ( on kasvukiirus ja on liigispetsiifiline; sõltub temperatuurist, päikesekiirgusest ja toitainete olemasolust vesikeskkonnas). Nt/n0=2 (s.o algrakkude kahekordistumine)= e t t=log102/ või t=0,96/ Kui kasvukiirus on 0,69 siis päevas kordistub 2x. Juurdekasvu nt=n0e t puhul on populatsiooni kasv eksponentsiaalne sirgjoon. Looduses ei esine, sest toitained saavad enne otsa. Vetikarakke süüakse pidevalt ära, mis vähendab juurdekasvu. Toitainete mõju uurimiseks kasutatakse Michaelis-Menteni võrrandit (kui ümbritsevas keskkonnas on toitainete kontsentratsioon madal ja me lisame sinna toitaineid juurde, siis juurdekasv kiireneb märgatavalt. Kui aga toitainete kontsentratsioon on juba enne piisavalt kõrge, siis juurde lisades juurdekasvu kiirus ei kasva. Jõuame platooni, kus organismid ei suuda toitaineid ära kasutada kõht on täis). Kõik see on liigispetsiifiline. Väikesed organismid võtavad alati toitaineid kiiremini üles kui suured, tänu difusioonilisele
· Ensüümi pinnaosa, millega seostub regulaator (ioonid ja madalmolekulaarsed ühendid) · Paljud ravimid allosteerilised efektorid Allosteeriline inhibitsioon on pöörduv. Allosteerilised efektorid: · Muudab ensüümi konformatsiooni · Muutub aktiivtsentri ruumiline ehitus · Aktivatsiooni puhul muutuvad substraadi sidumine ja katalüüs efektiivsemaks · Inhibitsiooni puhul väheneb aktiivtsentri affinus substraadile. Ei allu Michaelis-Menteni kineetikale. Reatsiooni kiiruse ja substraadi kontsentratsiooni sõltuvus on S-kujuline. 19. Valkude klassifikatsiooni printsiibid, tähtsamad esindajad. Lihtvalgud koosnevad ainult aminohapete jääkidest. Jagunevad veel eraldi fibrillaarseteks (kollageenid, elastiinid, keratiinid, fibroiinid, müosiinid) ja globulaarseteks (albumiinid, globuliinid, histoonid, protamiinid, prolamiinid, gluteiinid) valkudeks.
Eesti vabadusvõitlejad Teises maailmasõjas. Toronto: Võitleja, 1987. Helme, R. 1812. aasta Eestis ja Lätis. Tallinn: Olion, 1990. Laar, M. Emajõgi 1944. Tallinn: Varrak, 2006. Laar, M. Metsavennad. Tallinn: Helmet Raja & Co, 1993. ! Laar, M. Sinimäed 1944. II maailmasõja lahingud Kirde-Eestis. Tallinn: Varrak, 2006. Limberg, F. Isamaa eest. Eesti Vabariigi sõjajõudude organisatsioon ja juhtkond. Boreas Publishing House, 1980. Michaelis, R. Eestlased Waffen-SS-is. 20. (1. Eesti) SS-relvagrenaderidiviis. Tallinn: Olion, 2001. Pajur, A. Eesti riigikaitsepoliitika aastail 19181934. Tartu: Eesti Ajalooarhiiv, 1999. Sõja ja rahu vahel. I kd. Eesti julgeolekupoliitika aastani 1940. Tallinn: S-keskus, 2004. Traksmaa, A. Lühike Vabadussõja ajalugu. Tallinn, 1992. Vahtre, S. Jüriöö. Tallinn: Eesti Raamat, 1980. Vahtre, S. Muinasaja loojang Eestis. Tallinn: Olion, 1990. Walter, H
annaabi.ee 
