11 MZB I - Schuler
MZB I
MZB I
Kartei Details
| Karten | 144 |
|---|---|
| Lernende | 16 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Medizin |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 28.03.2016 / 05.05.2020 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/mzb_i
|
| Einbinden |
<iframe src="https://card2brain.ch/box/mzb_i/embed" width="780" height="150" scrolling="no" frameborder="0"></iframe>
|
Lambert-Beer Gesetz
Wie lässt sich dadurch (mit hilfe gemessener Werte einer Absorbtionsveränderung) die Enzymaktivität berechnen?
Lambert-Beer Gleichung (Beziehung für die Absorption von monochromatischem Licht):
\(-log {I \over I_0} = A = \varepsilon \times c \times d \)
Io und I Intensität des eintretenden resp. des austretenden Lichts; c, Konzentration der Licht absorbierenden Moleküle (mol L^-1); d, Schichtdicke (cm); ε, molarer Absorptionskoeffizient (L mol^-1 cm^-1)
Kann man umformen zu:
\( {{\Delta c} \over {\Delta t}} = {{ \Delta A } \over { \Delta t \times \varepsilon \times d }}\)
Michaelis-Menten Gleichung:
Vier Randbedingungen
verbreitetes und einfaches kinetisches Modell
Man betrachtet nur die Anfangsgeschwindigkeit
[S] ist viel grösser als [E]
Einsubstratreaktion; Es wird nur die Abhängigkeit von einem Substrat berücksichtigt
Die Konzentration des Enzym-Substratkomplexes ist konstant: d[ES]/dt=0, so dass d[P]/dt= d[S]/dt=konstant
Michaelis-Menten Gleichung
Grafisch
\( v = {{ V_{max} [S] } \over { K_m + [S] }}\)
Michelis Menten:
bei sehr niederiger [S]
bei seh Hoher [S]
s.B.
Lineweaver-Burk Gleichung:
was ist das?
eine linearisierte Form der Michaelis-Menton Gleichung
reversible Inhibitoren:
Kompettive vs nicht kompetitive Inhibitoren:
kinetische Unterscheidung
Kompetitive und nicht-kompetitive Inhibitoren lassen sich kinetisch unterscheiden: Vmax kann bei hoher Substratkonzentration in Gegenwart eines kompetitiven Inhibitors nach wie vor erreicht werden; bei der nicht-kompetitiven Hemmung kann Vmax nicht mehr erreicht werden.
Kooperativität
positive und negative
-> Kinetik
Kooperativität ist, wenn die Bindung des Substrats eine andere Bindungsstelle hemmt (negative Kooperativität) oder aktiviert (positive Kooperativität). Kooperativität wirkt über eine Änderung der Proteinkonformation.
Die Enzymkinetik mit Kooperativität gehorcht nicht der Michaelis-Menten Gleichung. Bei positiver Kooperativität beschreibt die Änderung von v mit [S] eine Sigmoide, bei negativer Kooperativität ist der Anstieg von v mit [S] zuerst sehr steil und flacht dann schnell ab
-> Die biologische Bedeutung der Kooperativität liegt darin, dass sich in engen Bereiche von [S] die Geschwindigkeit stärker oder schwächer ändert als bei einer hyperbolischen Kinetik.
Kooperativität:
Hill Koeffizient
s.B.
Kooperativität:
T und R form
Beispiel Hämoglobin
-> Die T-Form entspricht der weniger aktiven Konformation des Enzyms, die R-Form der aktiveren Konformation
Der Hill-Koeffizient für die Bindung von 4 O2 an Hb beträgt 2.6. Hb hat zwei konformationelle Zustände: T-Form (bindet O2 schlecht) und R-Form (bindet O2 gut). Je mehr O2 ein Hb gebunden hat, desto grösser wird die Wahrscheinlichkeit, dass die T-Form in die R-Form wechselt. Die O2 Sättigung von Hb entspricht deshalb einer sigmoiden Kurve.
Allosterische Regulation
homotrope und heterotrope allosterische Regulation
Bei einem allosterischen Protein, beeinflusst de Bindung eines Liganden (an einer bestimmten Stelle) die Bindungseigenschaften des Proteins an einer anderen Stelle. Allosterische Enzyme besitzen, zusätzlich zur Substratbindungsstelle, noch mindestens eine Effektorbinsungsstelle.
Der Allosterische Effektor kann das Substrat selbst (homotrope allosterische Regulation) oder ein anderes Molekül (heterotrope allosterische Regulation) sein. Allosterische Effektoren können aktivierend oder hemmend wirken. Die kooperative Bindung eines Liganden ist eine Art von Allosterie; die Kinetik von allosterisch Regulierten Enzymen ist Analog zu derjenigen der kooperativen Regulation.
Unterscheidung von allosterischem und nicht-kompetitiven Inhibitor
Die Unterscheidung zwischen einem allosterischen Inhibitors und einem nicht-kompetitiven Inhibitor ist nicht immer eindeutig. Ein nicht-kompetitiven Inhibitor verändert den kinetischen Mechanismus der Reaktion nicht (es gilt die Michaelis-Menten Gleichung); bei einem allosterisch regulierten Enzym hingegen verändert sich der kinetische Mechanismus (es gilt die HillGleichung).
Rückkopplungshemmung
Die Rückkopplungshemmung (engl. feedback inhibition) beruht auf allosterischer Regulation. Ist das Endprodukt einer Stoffwechselkette in genügender Menge vorhanden, "bremst" es ein Enzym "stromaufwärts" durch allosterische Hemmung
limitierte Proteolyse
Von limitierter Proteolyse spricht man bei Enzymen, die als inaktive Vorläuferproteine (Proproteine, Zymogen) gebildet werden und bei bedarf aktiviert werden (durch Spaltung von Peptidketten und eventuell dem entfernen eines Stückes Peptidkette).
Wirkungsmechanismus von Enzymen:
Welche/ was für AS sind oft an der eigentlichen Katalyse beteiligt?
Am aktiven Zentrum des Enzyms sind gewisse funktionelle Gruppen an der Katalyse beteiligt. Meist sind es AS-Seitenketten die Protonen aufnehmen/abgeben können, H-Brücken ausbilden können, nukleophil oder redoxaktiv sind (u.a. Imidazolgruppe von His, Thiolgruppe von Cys, Hydroxylgruppe von Ser/Thr, ε-Amingruppe von Lys, Carboxylgruppe von Asp/Glu). Zusätzlich ist oft ein Cofaktor beteiligt.
Häufig beteiligte Seitenketten
His,Cys,Ser,Thr,Lys,Asp,Glu
+ Cofaktoren
Serinproteasen
Prinzip
Katalysierte Reaktion
Serinproteasen spalten Peptidbindungen über ein kovalentes Zwischenprodukt
Die Gruppe der Serinproteasen besitzen ein sehr reaktionsfähiges Serin an der aktiven Stelle. Dieser Rest bildet ein kovalentes Zwischenprodukt mit der einen Hälfte des Substratmoleküls. Die Reaktion hat zwei Teilschritte
Chymotrypsin, Trypsin und Elastase
-> Erklärung der Substratspezifität
Am Beispiel der drei Serinporteasen Chymotrypsin, Trypsin und Elastase kann man zeigen, wie Grösse und Struktur der Substratbindungsstelle die Substratspezifität beeinflussen.
Die Substratspezifität von drei Serinproteasen wird durch Grösse und Struktur der Substratbindungsstelle bestimmt. Chymotrypsin spaltet bevorzugt nach Trp,Tyr und Phe. Trypsin spaltet nach Arg und Lys. Elastase spaltet am besten nach Ala
Carboanhydrase
Das Abfallprodukt CO2 ist im Blut schlecht löslich, weshalb es in der Lunge aus löslichem Hydrogencarbonat gebildet wird.
\( CO_2 + H_2 O ⇌ H_2 CO_3 ⇌ HCO_3^- + H^+\)
Die Reaktion wird durch das Enzym Carboanhydrase katalysiert; Das Enzym stell ein OH- Anion bereit, das CO2 angreift. Dazu benutzt es ein Zn2+ Ion.
AS mit speziellen pKa in der Seitenkette:
Tyrosin
9-11
AS mit speziellen pKa in der Seitenkette:
Cystein
7-10
AS mit speziellen pKa in der Seitenkette:
Asparaginsäure
3-5
AS mit speziellen pKa in der Seitenkette:
GLutaminsäure
3-5
AS mit speziellen pKa in der Seitenkette:
Histidin
5-8
AS mit speziellen pKa in der Seitenkette:
Lysin
9-11
AS mit speziellen pKa in der Seitenkette:
Arginin
11-13
