Studio degli enzimi, introduzione e caratteristiche - seconda parte.pptx

Seconda parte dello studio degli enzimi, introduzione e caratteristich

1. Corso di Biochimica 6 cfu Lezione 6 Gli enzimi Prof. Serena Castelli

2. Corso di biochimica: Gli enzimi Gli enzimi La formazione di legami deboli tra l’enzima e il suo substrato porta anche ad una desolvatazione del substrato, ossia l’interazione enzima-substrato sostituisce molti dei legami idrogeno che esistevano tra il substrato e l’acqua circostante.

3. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica Uno dei fattori chiave che modificano la velocità di una reazione è la concentrazione del substrato . Per questo motivo, quando si studia la cinetica enzimatica si considera la velocità iniziale , ossia V quando la concentrazione di substrato è molto più grande della concentrazione dell’enzima. A concentrazioni di substrato relativamente basse V aumenta in modo lineare all’aumentare di [S]. [S]

4. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica A concentrazioni di substrato più elevate V aumenta in misura sempre minore fino a quando le variazioni della velocità in funzione di variazioni del substrato non diventano estremamente piccole. In questa regione più piatta della curva la velocità si avvicina alla velocità massima , V max

5. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica Dall’andamento cinetico degli enzimi nasce la teoria di Michaelis e Menten secondo cui l’enzima per prima cosa si combina in modo reversibile con il suo substrato, formando il complesso enzima-substrato in una tappa relativamente veloce e reversibile. Il complesso ES si decompone poi in una tappa più lenta che produce l’enzima libero e il prodotto della reazione.

6. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica La seconda reazione è la più lenta e quindi limita la velocità della reazione complessiva. Durante la reazione l’enzima sarà sempre presente in due forme, quella libera E e quella combinata con i substrato, ES. Quando la concentrazione del substrato è bassa la maggior parte dell’enzima è nella forma libera, man mano che il substrato aumenta è favorita la formazione del complesso enzima-substrato. La V max si osserva quando tutto l’enzima è impegnato nel complesso ES e l’enzima si dice SATURATO .

7. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica La curva che esprime la relazione tra [S] e la V ha lo stesso andamento nella maggior parte degli enzimi ed è espressa algebricamente dall’ equazione di Michaelis e Menten . Concentrazione di substrato alla quale V è uguale alla metà della V max .

8. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica Concentrazione di substrato alla quale V è uguale alla metà della V max . Relazione di tipo iperbolico tra [S] e velocità di reazione.

9. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica Si definisce “ Numero di turnover” ( Kcat ) il numero di molecole di substrato convertite in prodotto per molecola di enzima per unità di tempo quando l’enzima è saturato con il substrato; questo valore rappresenta l’efficienza catalitica . Enzima k cat catalasi 40 000 000 anidrasi carbonica 1 000 000 acetilcolinesterasi 14 000 lattato deidrogenasi 1 000 chimotripsina 100 DNA polimerasi 15 lisozima 0,5

10. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica All’aumentare del valore di Km diminuisce l’affinità dell’enzima per il substrato. All’aumentare della Kcat aumenta l’efficienza catalitica.

11. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica In molte reazione enzimatiche due o più molecole di diversi substrati interagiscono con l’enzima, partecipando alla reazione. Ecco un esempio:

12. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica: gli inibitori enzimatici Gli inibitori enzimatici sono molecole che interferiscono con la catalisi, rallentando o bloccando le reazioni enzimatiche. Ci sono due tipi di inibizioni: Reversibile Irreversibile Competitiva Incompetitiva Un inibitore è una sostanza che interferisce con l’attività di un enzima e rallenta la velocità della reazione catalizzata.

13. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica: gli inibitori enzimatici Un inibitore competitivo compete con il substrato per il sito attivo dell’enzima. Quando l’inibitore occupa il sito attivo dell’enzima impedisce al substrato di legarsi. Molti inibitori competitivi sono strutturalmente simili al substrato e si combinano con l’enzima senza dar luogo alla catalisi.

14. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica: gli inibitori enzimatici Un inibitore incompetitivo si lega a un sito diverso da quello del substrato e solo al complesso enzima-substrato. L’inibitore incompetitivo diminuisce la V max .

15. Corso di biochimica: Gli enzimi Cinetica enzimatica: gli inibitori enzimatici Un inibitore irreversibile si lega covalentemente, eliminando gruppi funzionali essenziali per l’attività dell’enzima.