seostumiskohad on ülekattuvad, esineb modifitseeritud-ensüüm (E*) vaheühend Ensüümide inhibitsioon Inhibiitorid on ained, mis alandavad ensüümkatalüüsitavate reaktsioonide kiirust mõjuvad ensüümile kui katalüsaatorile Ensüüm-inhibiitor kompleks on katalüütiliselt inaktiivne 1. Pöörduv inhibitsioon inhibiitor moodustab ensüümiga mittekovalentse kompleksi · Konkurentne · Ebakonkurentne · Mittekonkurentne · Sega tüüpi 2. Pöördumatu inhibitsioon inhibiitor moodustab ensüümiga kovalentse kompleksi Pöörduva inhibitsiooni tüübid Tulenevalt inhibiitori mõjust ensüümkineetika parameetritele, kcat ja KM eristatakse: 1. Konkurentne (competitive) inhibiitor suurendab KM, kcat jääb samaks 2. Ebakonkurentne (uncompetitive) inhibiitor alandab nii kcat kui KM, kcat / KM jääb samaks 3
Ensüümide inhibiitorid, inhibeermise tüübid, nende analüüs. Ensüümide inhibiitorid on vahendid, mis madaldavad reaktsooni kiirust (võimaldades neid paremini kontrollida). Nad moodustavad ensüümiga kovalentse sideme (pöördumatud) või mittekovalentse sideme (pöörduvad). Pöörduva inhibeerimise tüübid: - konkurentne: inhibiitor seondub ainult E, mitte ES kompleksiga ehk I ja S konkureerivad sama sidumistsentri pärast aktiivtsentris - mittekonkurentne: inhibiitor seondub mõlemaga nii E kui ka ES kompleksiga (I sidumine ensüümile ei mõjuta S sidumist, kuna neil on erinevad sidumistsentrid. Inhibiitor ei mõjuta Km- i, kuid vähendab Vmax väärtust) - ebakonkurentne: inhib. seondub ainult ES kompleksiga (hüpoteetiline) Esineb ka segatüüpi mittekonkurentne inhibeerimine ehk inhibiitori sidumine ensüümile mõjutab aine sidumist ensüümi poolt (muutuvad nii Km kui Vmax väärtused)
INHIBIITORITE RÜHMITAMINE Inhibiitorid on võimalik rühmitada mitmete omaduste põhjal: Päritolu alusel- looduslikud või sünteetilised. Seostumisel tekkiva sideme iseloomu alusel- pöörduvad ja pöördumatud. Seostumisel kineetilise mehhanismi alusel- konkurentsed, eba- või mittekonkuretsed. PÖÖRDUVAD INHIBIITORID Konkurentne inhibiitor- sarnaneb normaalsele substraadile ja konkureerib sellega samasse trsentrisse sidumise pärast. PÖÖRDUVAD INHIBIITORID Mittekonkurentne inhibiitor- seonduvad mitte aktiivtsentrisse vaid kuhugi mujale, aga mõjutavad sellega ensümaatilist aktiivsust. PÖÖRDUVAD INHIBIITORID Ebakonkurentne inhibiitor- sarnanevad mittekonkurentse inhibiitoriga, ent seonduvad ainult ES kompleksiga. ENSÜÜMREAKTSIOONIDE INHIBIITORITEST Konkurentne inhibiitor- konkureerib substraadiga ensüümile sidumises. Mõju avaldub aktiivse substraadi seondumises osaleva ensüümi kontsentratsiooni alanemises.
interaktsiooni. Samas see suhe kirjeldab ensüümi katalüütilist aktiivsust. 6. Kirjeldage ensüümkatalüüsi pöörduva inhibitsiooni variante. Pöörduv inhibitsioon Ensüüm-sübstraadi (ES) kompleks Konkurentne inhibitsioon Mittekonkurentne inhibitsioon Inhibiitor konkureerib tõus tõrjub
Phe, Ser, Lys katalüütiline triaad, toimub kabonüülse hapniku taandamine hüdroksüülrühmaks. Ensüümide regulatsioon Konkurentne pöörduv inhibeerimine - ravim seondub paremini kui substraat ning seetõttu ei ole substraadil enam võimalik seostuda. Reaktsioon on blokeeritud Konkureeriv inhibeerimine - etanooli ja etüleenglükooli koos esinedes eelistab keha etüleenglükooli, kui etanooli hulga suurenedes eelistab jälle etanooli. Mittekonkurentne pöördumatu inhibeerimine - aspiriin atsetüleerib tsüklooksügenaasi pöördumatult. Mittekonkurentne pöörduv inhibeerimine - inhibiitori seondudes muutub ensüümi aktsiivtsentri konformatsioon ning substraat enam sinna ei mahu. Nt merkaptopuriin, leukeemiaravim, mis inhibeerib puriinide biosünteesiahela esimese ensüümi ja sellega ka DNA sünteesi. Ensüümide inhibiitorid ravimitena Sildenafil - viagra toimeaine, kaitseb cGMP-d lagunemise eest, tagades NO
metaboolse raja võtmeensüümi tööd; negatiivne tasasisidestus). Konkurentne inhibitsioon on pöörduv. Afiinsus langeb. o Mittekonkurentne ühineb inhibiitor ensüümimolekuliga väljaspool aktiivtsentrit (tekivad kompleksid EI ja EIS). Võib reaktsioon blokeeruda osaliselt või täielikult. Peale inhibiitori liitumist muutub ensüümi konformatsioon, mistõttu substraat ei saa sinna pärast enam siduda. Afiinsus tõuseb. o Ebakonkurentne reagerib inhibiitor eelnevalt tekkinud ES-ga, mitte aga vaba ensüümiga.
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 ensüümiga, mõjutades nii Km-i kui ka Vmax-i. Esialgu ei konkureerib ensüümi külge ja kui substraat saab ensüümi külge, siis takistab ikka katalüüsi. Ebakonkurentne inhibiitor – seondub ainult ensüüm-substraat (ES) kompleksiga. Vabale ensüümile ei seondu. Ei takista substraadi sidumist. Kuid pidurdab katalüüsi kiirust. Pöördumatu inhibiitor – seondub ensüümiga pöördumatult (kovalentselt)
Pöördumatud inhibiitorid interakteeruvad ensüümiga läbi kovalentsete sidemete E + I EI Pöörduvad inhibiitorid interakteeruvad ensüümiga läbi mittekovalentsete sidemete E + I EI Pöörduva inhibeerimise tüübid: Konkurentne inhibeerimine inhibiitor (I) seondub ainult E, mitte ES kompleksiga I ja S kokureerivad sama sidumistsentri pärast aktiivtsentris. Kui [S] on lõpmatult suur (1 / [S] = 0) siis inhibiitori lisamine reaktsiooni Vmax ei mõjuta. Mittekonkurentne inhibeerimine inhibiitor (I) seondub kas E või ES kompleksiks ,,puhas" mittekonkurentne inhibeerimine I sidumine ensüümile ei mõjuta S sidumist, kuna nendel on erinevad sidumistsentrid. (üsna
Inhibiitorid pidurdavad ensümaatilisi reaktsioone seostudes ensüümiga muutes selle inaktiivseks. Pöördumatud inhibiitorid interakteeruvad ensüümiga läbi kovalentsete sidemete. Pöörduvad inhibiitorid interakteeruvad ensüümiga läbi mittekovalentsete sidemete. Pöörduvad jagunevad kolmeks: Konkurentne I seondub ainult E, mitte ES kompleksiga. (kui *S+ on lõpmatult suur, siis inhibiitori lisamine reaktsiooni Vmax ei mõjuta. Mittekonkurentne I seondub kas E või ES kompleksiga. (,,puhtas" (I sidumine E'le ei mõjuta S sidumist, kuna sidumistsentrid erinevad) inhibiitor ei mõjuta Km, kuid vähendab Vmax väärtust. Segatüübis (I sidumine E'le mõjutab S sidumist E poolt) muutuvad nii Km kui Vmax väärtused). Ebakonkurentne (hüpoteetiline) I seondub ainult ES, mitte E'ga. 5. Vaadata slaididelt: loeng 7/slaidid alates 28.
Pöörduvad inhibiitorid on nõrga mittekovalentse sidemega ja on võimelised kompleksist dissotseeruma. Ensüüm on inaktiivne ainult siis, kui me lahusest inhibiitorit ei eemalda. Pöörduva inhibitsiooni variandid: · Ensüüm-substraadi kompleks · Konkurentne inhibitsioon o Inhibiitor konkureerib substraadiga ensüümi aktiivtsentrisse seostumisel o Substraadi kontsentratsiooni tõus tõrjub aktiivtsentris seostunud inhibiitori välja · Mittekonkurentne inhibitsioon o Inhibiitor seostub ensüümmolekuliga väljaspool aktiivtsentrit o Substraadi kontsentratsiooni tõus ei mõjuta Konkurentne inhibiitor ei muuda reaktsiooni maksimaalset kiirust, mõjutab Km väärtust poole maksimaalse kiiruseks on vaja tõsta substraadi kontsentratsioon. Mittekonkurentne inhibiitor vähendab maksimaalset kiirust, kuid ei muuda Km väärtust toimib aktiivtsentri väliselt.
kontsist hüperboolselt. Pöörduva inhibitsiooni puhul moodustab ensüüm inhibiitoriga dünaamilise, mittekovalentse kompleksi pidev formeerumise ja lagunemise prosess. Inhibiitori efektiivsust sõltub sellest, kui tugev on seostumine K i väärtus oluline. Mida väiksem Ki, seda tugevam on inhibiitor. E+IEI Konkurentne ehk spetsiifiline inhibitsioon Ebakonkurentne ehk katalüütiline inhibitsioon Sega tüüpi inhibitsioon Mittekonkurentne inhibitsioon segatüüpi inhibitsiooni üks erijuhtudest. Need tüübid on defineeritud selle järgi, kuidas nad mõjutavad Vmax ja KM. Pöördumatu inhibitsiooni puhul moodustatakse pöördumatu kompleks aktiivset ensüümi enam tagasi ei teki. Seda nim ka inaktivatsiooniks. Inhibiitoreid, mis toimivad pöördumatult, neid nim katalüsaatorite mürkideks, sest toimivad väga väikestel kontsidel väga efektiivselt. Näilised ensüümkineetika parameetrid
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 Mittekonkurentne inhibeerimine inhibiitor seondub kas E või ES'ga Ebakonkurentne inhibeerimine inhibiitor seostub ainult ES'ga (hüpoteetiline) Ensüümkatalüüsi keemilised mehhanismid · kovalentne katalüüs ensüüm ja substraat moodustavad kovalentseid sidemeid ühes või mitmes reaktsiooniahela punktis, kovalentse sideme moodustamine taga reaktsioonikiiruse kasvu, võib olla nukleofiiline või elektrofiilne katalüüs
ensüümi ehituskomponent. Anorgaanilised ja orgaanilised ühendid – toimivad allostreiilsete aktivaatoritena Inhibiitorid on ensüümreaktsiooni spetsiifiliselt või mittespetsiifiliselt pidurvadad faktorid. Pöörduv inhibitsioon võib olla: Konkurentne – kokureerib esüümi aktiivtsentri pärast substraadiga. Aiatb S konts tõstmine. Mittekonkurentne – inhibiitor ühineb ensüümiga väljaspool aktiivtsentrit, võib blokeerida reaktsiooni osaliselt või täielikult. Ei aita S konts tõstmine. Ebakonkurentne – inhibiitor reageerib eelnevalt tekkinud ES kompleksiga, mitte vaba ensüümiga. Oluline multisubstraatsete enüümreaktsioonide puhul. Pöördumatu inhibitsiooni korral ei taastu ensüüm, inhibiitorit pole võimalik eemaldada ensüümvalku lõhkumata
Inhibiitorid on ensüümreaktsiooni spetsiifiliselt või mittespetsiifiliselt pidurvadad faktorid. Pöörduvad inhibiitorid moodustavad nõrga mittekovalentse sideme ja on võimelised kompleksist dissotseeruma. Ensüüm on aktiivne siis, kui lahusest inhibiitorit ei eemalda. Pöörduv inhibitsioon võib olla: Konkurentne kokureerib esüümi aktiivtsentri pärast substraadiga. Aiatb S konts tõstmine. Mittekonkurentne inhibiitor ühineb ensüümiga väljaspool aktiivtsentrit, võib blokeerida reaktsiooni osaliselt või täielikult. Ei aita S konts tõstmine. Ebakonkurentne inhibiitor reageerib eelnevalt tekkinud ES kompleksiga, mitte vaba ensüümiga. Oluline multisubstraatsete enüümreaktsioonide puhul. Pöördumatu inhibitsiooni korral ei taastu ensüüm, inhibiitorit pole võimalik eemaldada ensüümvalku lõhkumata
G - reaktsiooni aktivatsioonienergia muut, mis sõltub reaktsiooni kiiruskonstandist k Pöördumatud inhibiitorid seostuvad ensüümiga kovalentsete sidemete abil: E + I EI Pöörduvad inhibiitorid interakteeruvad ensüümiga mitte-kovalentsete sidemete abil: E + I <-> EI Pöörduva inhibeerimise alaliigid: Konkurentne - inhibiitor (I) seondub ainult E, mitte ES kompleksiga. Mittekonkurentne I seondub kas E või ES kompleksiga. Ebakonkurentne - I seondub ainult ES, mitte E. Vitamiinid on heterogeensed, bioaktiivsed, madalmolekulaarsed, eksogeensed orgaanilised ained. Nad on liitensüümide ehituslik-funktsionaalsete osadena hädavajalikud ensüümkatalüüsis ja seetõttu eriti vajalikud organismi normaalses elutegevuses. Inimesele on vitamiinid asendamatud mikrotoitained.
pool maksimaalsest. Mida väiksem on Km, seda madalama kontsentratsiooni juures ensüüm efektiivselt töötab. 18. Ensüümide inhibiitorid ja aktivaatorid. Ensüümide lokalisatsioon rakus. Inhibiitorid jagunevad Pöörduvateks (konkurentsed, mittekonkurentsed, ebakonkurentsed ) ja pöördumatuteks. Konkurentne inhibiitor sarnaneb normaalsele substraadile ja konkureerib sellega samasse tsentrisse sidumise pärast. Mittekonkurentne inhibiitor seonduvad mitte aktiivtsentrisse vaid kuhugi mujale, aga mõjutavad sellega ensümaatilist aktiivsust. Ebakonkurentne inhibiitor sarnanevad mittekonkurentse inhibiitoriga, ent seonduvad ainult ES kompleksiga. Pöördumatu inhibatsiooni puhul seostub inhibiitor kovalentselt aktiivtsentrisse või mujale. Teda pole võimalik eraldada ensüümvalku lõhkumata. Ensüümide aktivaatorid tõstavad ensüümreaktsiooni kiirust. 19. Isoensüümid
annaabi.ee 
