ENZIMELE 1.ppt

8/8/2019 ENZIMELE 1.ppt

1/112

ENENZZIMELEIMELE


2/112

OBIECTIVELE:OBIECTIVELE: Natura chimică şi rolul biologic al enzimelor. DovezileNatura chimică şi rolul biologic al enzimelor. Dovezile

naturii proteice a enzimelor. Diferenţa dintre acţiuneanaturii proteice a enzimelor. Diferenţa dintre acţiuneaenzimelor şi catalizatorilor nebiologici.enzimelor şi catalizatorilor nebiologici. tructura enzimelor. !roenzimele "zimogenii#. Noţiunetructura enzimelor. !roenzimele "zimogenii#. Noţiune

de$pre centrul activ şi centrul alo$teric al enzimelor.de$pre centrul activ şi centrul alo$teric al enzimelor. Izoenzimele şi rolul lor.Izoenzimele şi rolul lor.

%ofactorii enzimelor. %oenzimele şi ionii metalici.%ofactorii enzimelor. %oenzimele şi ionii metalici.&uncţiile de coenzime a vitaminelor şi microelementelor.&uncţiile de coenzime a vitaminelor şi microelementelor. Natura chimică "$tructura# vitaminelor '() '*) '+) !! şiNatura chimică "$tructura# vitaminelor '() '*) '+) !! şi

rolul lor ca coenzime.rolul lor ca coenzime. Mecani$mul de acţiune al enzimelor. %entrul activ alMecani$mul de acţiune al enzimelor. %entrul activ al

enzimelor şi rolul lui ,n formarea şi tran$formareaenzimelor şi rolul lui ,n formarea şi tran$formarea

complecşilor intermediari dintre enzimă şi $ub$trat.complecşilor intermediari dintre enzimă şi $ub$trat.-olul modicărilor conformaţionale reciproce ale-olul modicărilor conformaţionale reciproce alemoleculei enzimei şi $ub$tratului la favorizarea catalizeimoleculei enzimei şi $ub$tratului la favorizarea catalizei"reacţiei#."reacţiei#.

Nomenclatura "denumirea# şi cla$icarea enzimelor.Nomenclatura "denumirea# şi cla$icarea enzimelor.%aracteri$tica generală a cla$elor şi $ubcla$elor%aracteri$tica generală a cla$elor şi $ubcla$elorprincipale de enzime. Numărul de cod al enzimei.principale de enzime. Numărul de cod al enzimei.


3/112

ENZIMĂ – de la grecENZIMĂ – de la grecesculescul“E “E N N ZYM ZYM E E ”-”- în drojdiîn drojdiii

Enzime – catalizatori biologici deEnzime – catalizatori biologici de

natură proteică, ce măresc vitezanatură proteică, ce măresc vitezarreaceacţiţiilorilor chimicechimice E- acţionează strict într-o anumităE- acţionează strict într-o anumită

consecutivitate şi cu o anumităconsecutivitate şi cu o anumităspecificitatespecificitate


4/112

Enzimologie-Enzimologie-

şştiinţa,tiinţa,

ce sece se ocupăocupă

cu studiereacu studierea EE

EnzimodiagnosticaEnzimodiagnostica

--este determinareaeste determinarea

activitătii E,activitătii E,

care se pot modifica încare se pot modifica în

diferite patologii cudiferite patologii cu

scop de diagnoză.scop de diagnoză.

EnzimoterapiaEnzimoterapia

--este utilizarea E,este utilizarea E,

extrase şi purificate sauextrase şi purificate sau

sintetizate în laborator,sintetizate în laborator,

în tratamentul în tratamentul

diferitor patologii.diferitor patologii.


5/112

Natura chiic! a ENatura chiic! a E

E- sunt proteineE- sunt proteine şi po$edă toateşi po$edă toateproprietăţile zico/chimice $peciceproprietăţile zico/chimice $peciceace$tor molecule "$olubilitate) proprietăţiace$tor molecule "$olubilitate) proprietăţio$motice) $arcină electrică netă)o$motice) $arcină electrică netă)denaturare termică#denaturare termică#

Dovezile e0perimentale1Dovezile e0perimentale1(.(. unt alcătuite din 22 unt alcătuite din 22 *.*. !rezintă macromolecule!rezintă macromolecule3.3.

4n apă formează $ol. coloidale cu propriet.4n apă formează $ol. coloidale cu propriet.$ale $pecice$ale $pecice

5.5. !rezintă electroliţi amfoliţi!rezintă electroliţi amfoliţi6.6. e $upun denaturăriie $upun denaturării+.+.

2u fo$t $intetizate ,n condiţii de laborator 2u fo$t $intetizate ,n condiţii de laboratordin 22 "ribonucleaza) lizozima#din 22 "ribonucleaza) lizozima#


6/112

"se!n!rile E cu "se!n!rile E cucatali#atorii neorganicicatali#atorii neorganici

1.1. catalizează numai reacţiile posibilecatalizează numai reacţiile posibiledin punct de vedere energeticdin punct de vedere energetic

..

nu modifică echilibrul reacţiilornu modifică echilibrul reacţiilorreversibilereversibile!.!. nu modifică direcţia reacţieinu modifică direcţia reacţiei

".". nu se consumă în procesulnu se consumă în procesulreacţiilor.reacţiilor.


7/112

$eose%irile E de$eose%irile E decatali#atorii neorganicicatali#atorii neorganici

1.1. #iteza catalizei enzimatice este cu mult mai#iteza catalizei enzimatice este cu mult maimare dec$t a celei nebiologice %1 mg de &e înmare dec$t a celei nebiologice %1 mg de &e încomponenţa catalazei poate înlocui o tonă de &ecomponenţa catalazei poate înlocui o tonă de &emetalic'.metalic'.

.. E posedă specificitate înaltă.E posedă specificitate înaltă.!.!. E catalizează reacţiile chimice în condiţii bl$ndeE catalizează reacţiile chimice în condiţii bl$nde

%presiunea obişnuită, temperatura !(), p*%presiunea obişnuită, temperatura !(), p*aproape neutru'.aproape neutru'.

".". E catalizează reacţiile fără formarea produselorE catalizează reacţiile fără formarea produselorintermediare – randamentul este de 1++intermediare – randamentul este de 1++.. ctivitatea E, de aici şi reacţiile enzimatice sectivitatea E, de aici şi reacţiile enzimatice se

reglează.reglează././. #iteza reacţiilor este direct proporţională cu#iteza reacţiilor este direct proporţională cu

cantitatea E.cantitatea E.


8/112

&tructura en#ielor &tructura en#ielor

Ma$a moleculară a E e de mii de ori maiMa$a moleculară a E e de mii de ori maimare dec7t ma$a moleculară amare dec7t ma$a moleculară a$ub$tratului "#$ub$tratului "#

&& / $ub$tanţa a$upra căreia acţionează E/ $ub$tanţa a$upra căreia acţionează E E acţionează nu cu toată molecula dar cuE acţionează nu cu toată molecula dar cu

un anumit $ector 8 denumitun anumit $ector 8 denumit centrulcentrulacti' (C")acti' (C")

C" C" / locul care a$igură interacţiunea E cu/ locul care a$igură interacţiunea E cu şi tran$formarea ulterioară a ace$tuia. şi tran$formarea ulterioară a ace$tuia.


9/112

*articularit!+ile C" *articularit!+ile C"

,- este o structur!tridiensional! unical!.

/orat! din radicali aiainoaci#ilor distan+a+i încatena 0riar! 0roteic!10roteic!1

2-*osed! gru0!ri /unc+ionaleacti'e (3O4. 3&4. 3N42.3COO4. etc-)


10/112

CENT56L "CTIV:CENT56L "CTIV:

!. re formă de ad$ncitură sau cavitate,!. re formă de ad$ncitură sau cavitate,căptuşită cu hidrofobi,unde nu-i accescăptuşită cu hidrofobi,unde nu-i accesde apă %e0. c$nd apa este un reagent alde apă %e0. c$nd apa este un reagent alreacţiei'. ) conţine polari.reacţiei'. ) conţine polari.

". cupă o parte relativ mică din volumul E". cupă o parte relativ mică din volumul Eşi ma2oritatea resturilor de înşi ma2oritatea resturilor de înmolecula E nu contactează cu 3molecula E nu contactează cu 3

. 3 relativ slab se leagă cu E. 3 relativ slab se leagă cu E/./. ) e) este alcătuit din sectoare4ste alcătuit din sectoare4 3ectorul de contact %de legare'3ectorul de contact %de legare'

3ectorul catalitic3ectorul catalitic


11/112


12/112

9rganizarea funcţională aenzimelor

Centrul alosteric,- Este centrul reglator

2- 7i8ea#! odulatorul alosteric9- "di+ionarea odulatorului

odic! con/ora+ia en#iei

;i secundar acti'itatea ei


13/112

Reglarea alosterică a activităţii

enzimatice


14/112


15/112

En#ie alostericeEn#ie alosterice

5oleculele enzimelor alosterice sunt mai5oleculele enzimelor alosterice sunt maimari, mai comple0e şi sunt oligomeremari, mai comple0e şi sunt oligomereparepare

u cinetica lor – viteza reacţiilor înu cinetica lor – viteza reacţiilor îndependenţă de c 3 are formădependenţă de c 3 are formăsigmoidală, dar nu hiperbolică, cauzată desigmoidală, dar nu hiperbolică, cauzată deurmările interacţiunii între protomerii ceurmările interacţiunii între protomerii celeagă 3 în mod cooperativleagă 3 în mod cooperativ

3unt tipuri de E alosterice3unt tipuri de E alosterice

1.1. *omotrope - modulatorul şi 3 constituie aceeaşi*omotrope - modulatorul şi 3 constituie aceeaşisubstanţă cumularea 3 activează v reacţieisubstanţă cumularea 3 activează v reacţieicatalizate de această E %e04 alcoolul activeazăcatalizate de această E %e04 alcoolul activeazăalcool6*, E ce îl scindează'alcool6*, E ce îl scindează'

.. *eterotrope - modulatorul se deosebeşte după*eterotrope - modulatorul se deosebeşte după

structură de 3.structură de 3.


16/112

&tructura en#ielor

6eosebim46eosebim41.1. E simple – alcătuite numai din E simple – alcătuite numai din .. E con2ugate -E con2ugate - formate dinformate din44a.a. partea proteicăpartea proteică -- apoenzimapoenzimăă

b.b. partea neproteicăpartea neproteică -- cocofactorfactor.. )ofactori)ofactori – molecule %sau ioni' mici, mai stabili la– molecule %sau ioni' mici, mai stabili laacţiune dec$t apoacţiune dec$t apoEE %%gr prosteticgr prostetică, )o7 ioniă, )o7 ionimetalici'metalici'

)ofactorul str$ns legat în structura E –)ofactorul str$ns legat în structura E – gruparegrupareprostetică %&587 &6'prostetică %&587 &6'

)ofactorul slab legat, uşor disociabil –)ofactorul slab legat, uşor disociabil – coenzimăcoenzimă%867 869'%867 869'

:n calitate de cofactori apar frecvent:n calitate de cofactori apar frecvent cationiicationii

unor metaleunor metale şi, foarte rar, unii anionişi, foarte rar, unii anioni


17/112

Coenzimele (CoE)Coenzimele (CoE)

1.1. Sunt parte componentă a centruluiSunt parte componentă a centrului

activactiv

2.2. Contribuie la stabilizareaContribuie la stabilizarea

conformaţieiconformaţiei enzimeienzimei

3.3. Contribuie la fixarea substratuluiContribuie la fixarea substratului

4.4. Participă nemijlocit la actul cataliticParticipă nemijlocit la actul catalitic


18/112

Clasicarea CoEClasicarea CoE

)oE vitaminice)oE vitaminice1.1. ;iaminice;iaminice.. &lavinice&lavinice!.!. 8icotinamidice8icotinamidice

".". 9irido0inice9irido0inice.. &olice&olice/./. )obamidice)obamidice(.(.


19/112


20/112

Coen#iele tiainiceCoen#iele tiainice

6erivaţii6erivaţiivitaminei olul41.1. 6ecarbo0ilarea6ecarbo0ilarea

o0idativă ao0idativă apiruvatuluipiruvatului

.. 6ecarbo0ilarea6ecarbo0ilareao0idativă ao0idativă a ?? cetoglutaratuluicetoglutaratului

!.!. >eacţii de>eacţii detranscetolaretranscetolare


21/112

Reacţia sumară a decarboxilării

oxidative a piruvatului cu participarea TPP (deriv. Vit. !)


22/112

Coen#iele >a'iniceCoen#iele >a'inice 6erivaţi ai vitaminei6erivaţi ai vitaminei

olul41.1. 9articipă în reacţiile9articipă în reacţiile

de o0ido-reducere4de o0ido-reducere4.. 6ezaminarea 6ezaminarea !.!. 6egradarea6egradarea

aldehideloraldehidelor%aldehid6*'%aldehid6*'

".". 6egradarea6egradarea

purinelorpurinelor%0antino0idaza'%0antino0idaza'.. )iclul @rebs)iclul @rebs

%succinat6*'%succinat6*'/./. 0idarea A0idarea A

(.(. 6969%dihidrolipoil6*'%dihidrolipoil6*'


23/112


24/112


25/112

Reacţia de de"idrogenare aReacţia de de"idrogenare a

succinatului cu participareasuccinatului cu participarea #$%#$% & &derivatul vit. derivatul vit. ''


26/112

Coen#ieleCoen#ielenicotinaidicenicotinaidice

3unt derivaţi ai3unt derivaţi aivitaminei 99 –niacina,vitaminei 99 –niacina,niacinamida, olul 9articipă în reacţiile9articipă în reacţiile

de o0ido-reducerede o0ido-reducere

%dehidrogenarea 3 –%dehidrogenarea 3 –transferul unui hibridtransferul unui hibridion %*B şi e'. ltion %*B şi e'. ltproton răm$ne înproton răm$ne în

soluţie *Bsoluţie *B


27/112

Coen#ieleCoen#ielenicotinaidicenicotinaidice


28/112

Reacţia de de"idrogenare a malatuluiReacţia de de"idrogenare a malatului

cu participareacu participarea $% $% & derivatul vit. PP & derivatul vit. PP


29/112

Coen#iele 0irido8iniceCoen#iele 0irido8inice

6erivaţi a6erivaţi avitaminei olul4

1.1. ;ransaminarea ;ransaminarea .. 6ecarbo0ilarea 6ecarbo0ilarea !.!. ;ranssulfurarea;ranssulfurarea

- ţi d t i- ţi d t i


30/112

-eacţia de tran$aminare a-eacţia de tran$aminare aaminoacizilor cuaminoacizilor cu

participareaparticiparea !2L!!2L! şişi !2M!!2M! 8 derivaţii vit. '8 derivaţii vit. '++


31/112

Ionii de etale –co/actoriIonii de etale –co/actoriai Eai E 6upă modul de legare şi rolul ionului meta6upă modul de legare şi rolul ionului metallic Eic E

sunt4sunt4 MetaloenzimeMetaloenzime care conţin în calitate decare conţin în calitate de

cofactori ioni de metale, str$ns legaţi de apoEcofactori ioni de metale, str$ns legaţi de apoE E0emple4E0emple41.1. )itocromi, pero0idaza, catalaza %&e')itocromi, pero0idaza, catalaza %&e'.. )itocromo0idaza %)u')itocromo0idaza %)u'!.!. alcool6*7 carbo0ipeptidaza %Cn'alcool6*7 carbo0ipeptidaza %Cn' E metaloactiveE metaloactive – a căror activitate creşte în– a căror activitate creşte în

prezenţa ionului metalic, care leagă metalul slabprezenţa ionului metalic, care leagă metalul slab5etalele sunt fi0ate de apoenzimă prin legături5etalele sunt fi0ate de apoenzimă prin legăturielectrostatice la care participă resturile de electrostatice la care participă resturile de acizi %sp, Alu' sau bazici %rg, Dz, *is'acizi %sp, Alu' sau bazici %rg, Dz, *is'


32/112

Ionii metalici ce intră ,nIonii metalici ce intră ,ncomponenţa metaloenzimelorcomponenţa metaloenzimelor,ndepline$c următoarele funcţii1,ndepline$c următoarele funcţii1

(.(. tabilizează $tructura Etabilizează $tructura E*.*. !articipă la legarea !articipă la legarea

3.3. !articipă nemi:locit la cataliză!articipă nemi:locit la cataliză5.5. &i0area cofactorului la apoE "e01 Zn&i0area cofactorului la apoE "e01 Znleagă N2D la alcoolD;#leagă N2D la alcoolD;#


33/112

Co 0antotenice (B9)3 4&3Co 0antotenice (B9)3 4&3Co" Co"

1.1. biosinteza Abiosinteza A.. biosinteza )olbiosinteza )ol!.!. sinteza corpilor cetonicisinteza corpilor cetonici

".". 0idarea A0idarea A.. )iclul @rebs)iclul @rebs/./. 3inteza aminolevulinatului3inteza aminolevulinatului

(.(. 6969=.=. 6 a alfa cetoglutaratului6 a alfa cetoglutaratului;ransferul grupelor acil;ransferul grupelor acil


34/112

Co %iotinice – 'itaina 4Co %iotinice – 'itaina 4


35/112

Co co%aidice – B,2Co co%aidice – B,23cianco%alaina3cianco%alaina

>itamină antipernicioa$ă pentru om şi >itamină antipernicioa$ă pentru om şifactor de creştere pentru microorgani$mefactor de creştere pentru microorgani$me

4n cat $unt 3 compuşi cobalaminici14n cat $unt 3 compuşi cobalaminici1

meti/? hidro0o/ şi deo0iadenozil/meti/? hidro0o/ şi deo0iadenozil/cobalaminăcobalamină -olul1-olul1(.(. %o pentru unele tran$metilaze%o pentru unele tran$metilaze

"homoci$teină 8 metionină#"homoci$teină 8 metionină#*.*. %o pentru anumite mutaze "izomeraze#/%o pentru anumite mutaze "izomeraze#/

metilmalonil %o 2//// $uccinil %o2 metilmalonil %o 2//// $uccinil %o2


36/112


37/112

Co /olice sau 0teridiniceCo /olice sau 0teridinice

'c/acidul folic'c/acidul folic &orma activă/ acidul tetrahidrofolic&orma activă/ acidul tetrahidrofolic

-ol1 tran$ferul grupărilor cu un %1-ol1 tran$ferul grupărilor cu un %1metil "%;3#) metilen"/%;*#) formilmetil "%;3#) metilen"/%;*#) formil"%9;#) formimino "%;@N;#"%9;#) formimino "%;@N;#


38/112

Mecanisul de ac+iuneMecanisul de ac+iuneal Eal E

9entru decurgerea unei reacţii este necesar ca9entru decurgerea unei reacţii este necesar camolecula de 3 şi E să contacteze între ele, pentrumolecula de 3 şi E să contacteze între ele, pentruaceasta e necesar de conştientizarea unei noţiuniaceasta e necesar de conştientizarea unei noţiunica4ca4

Energia de activareEnergia de activare – este energia necesară– este energia necesarătuturor moleculelor unui mol de 3, care la otuturor moleculelor unui mol de 3, care la oanumită t pot să atingă starea de tranziţieanumită t pot să atingă starea de tranziţie%corespunzătoare api0ului barierii energetice '%corespunzătoare api0ului barierii energetice '%@FGmol7 HcalGmol'%@FGmol7 HcalGmol'

E -E - micşorează energia de activare ale reacţiilormicşorează energia de activare ale reacţiilorchimice.chimice.

)u cît mai mult scade energie de activare, cu atît)u cît mai mult scade energie de activare, cu atîtmai eficient acţionează catalizatorul, şi cu atît maimai eficient acţionează catalizatorul, şi cu atît mai

mult se accelerează reacţia.mult se accelerează reacţia.


39/112


40/112

E


41/112

Enzmes

*o+er a

Reaction,s

$ctivation

Energ


42/112

Etapele acţiunii enzimaticeEtapele acţiunii enzimatice

E ? & @AA E& @AA E& @AA E* @AA E ? *E ? & @AA E& @AA E& @AA E* @AA E ? *

I et-I et- III et-III et-

II et-II et-

I et- – /orarea co0le8ului en#i!3su%strat (E3I et- – /orarea co0le8ului en#i!3su%strat (E3&)&)

II et- – catali#a – trans/orarea & în 0rodusulII et- – catali#a – trans/orarea & în 0rodusulreac+ieireac+iei (*)(*) de c!tre en#i!de c!tre en#i!

III et- 3 eli%erarea * de la EIII et- 3 eli%erarea * de la E


43/112

Mecanismul de acţiune al enzimelor. Mecanismul de acţiune al enzimelor.

9rocesul catalizei enzimatice poate fi divizat9rocesul catalizei enzimatice poate fi divizatconvenţional în trei stadii4convenţional în trei stadii4

1.1. 6ifuzia 3 spre E6ifuzia 3 spre E şi legarea cu ) al E -şi legarea cu ) al E -formarea comple0ului E3.formarea comple0ului E3. 9rima etapă de9rima etapă de

scurtă durată depinde de concentraţiascurtă durată depinde de concentraţiasubstratului şi de viteza lui de difuzie spresubstratului şi de viteza lui de difuzie sprecentrul activ al enzimei.centrul activ al enzimei.

M i l d iM i l d +i


44/112

Mecanisul de ac+iuneMecanisul de ac+iuneal Eal E

*.*. ;ransformarea comple0ului primar E3 în unul sau;ransformarea comple0ului primar E3 în unul saucîteva comple0e activate - E3I, E3IIcîteva comple0e activate - E3I, E3II %este cea%este ceamai lentă'. re loc dereglarea legăturilor 3,mai lentă'. re loc dereglarea legăturilor 3,ruperea lor sau formarea noilor legături în urmaruperea lor sau formarea noilor legături în urma

interacţiunii grupelor catalitice ale E.interacţiunii grupelor catalitice ale E.!. 6espărţirea produselor reacţiei de ) al E şi!. 6espărţirea produselor reacţiei de ) al E şi

difuzia lor în mediul ambiant %difuzia lor în mediul ambiant %comple0ul E9comple0ul E9disociază în E şi 9disociază în E şi 9'.'.


45/112

Ipoteza “lacăt-cheie” (Fischer) şiIpoteza “lacăt-cheie” (Fischer) şi“coincidenţa forţată” (Koshland)“coincidenţa forţată” (Koshland)

Modelul clasic (Emil FischerModelul clasic (Emil Fischer''consideră că potrivirea 3 cu ) al Econsideră că potrivirea 3 cu ) al Eeste analog cu potrivirea Jlacăt-cheieK.este analog cu potrivirea Jlacăt-cheieK.cest model presupune o rigiditate acest model presupune o rigiditate a

structurii enzimei în zona ).structurii enzimei în zona ). modelul Koshland, numit “centrulmodelul Koshland, numit “centrulactiv indus”- potrivire indusăactiv indus”- potrivire indusă ,, presupune că ) nu este rigid, căpresupune că ) nu este rigid, căforma acestuia se modifică înforma acestuia se modifică în

momentul legării 3.momentul legării 3.


46/112

Teoria -c"eielacăt/ #is"er Teoria -c"eielacăt/ #is"er


47/112

Teoria -coincidenţei induse/ Teoria -coincidenţei induse/

0os"land0os"land

ConceptConceptulul clasicclasic "lacăt-"lacăt-


48/112

ConceptConceptulul clasicclasic lacăt-lacăt-

cheiecheie

E+S-- ES- E+PE+S-- ES- E+P


49/112

ConceptConceptulul coencidenţei inductivecoencidenţei inductive

“coincidenţa forţată” (Kochland)“coincidenţa forţată” (Kochland)

M i l d +iM i l d +i


50/112

Mecanisul de ac+iuneMecanisul de ac+iuneal Eal E Da nivel molecular acţiunea E poate fi lămurită prinDa nivel molecular acţiunea E poate fi lămurită prin

următoarele efecte4următoarele efecte41.1. Eectul de orientare a su!stratelorEectul de orientare a su!stratelor %) al E fi0ează%) al E fi0ează

3 şi le orientează într-un mod convenabil pentru3 şi le orientează într-un mod convenabil pentruacţiunea gr. catalitice'acţiunea gr. catalitice'

".". Eectul de deormare a #Eectul de deormare a # %după unirea în )%după unirea în )molecula 3 se întinde, se deformează –favoriz$ndmolecula 3 se întinde, se deformează –favoriz$ndscindarea ei'scindarea ei'

$.$. %ataliza acido-!azică%ataliza acido-!azică %în procesul fi0ării 3 în )%în procesul fi0ării 3 în )asupra lui acţionează grupele electrofile ale sectoruluiasupra lui acţionează grupele electrofile ale sectorului

catalitic, are loc redistribuirea densităţii electronice încatalitic, are loc redistribuirea densităţii electronice în3 şi ruperea legăturilor din 33 şi ruperea legăturilor din 3&.&. %ataliza covalentă%ataliza covalentă – formarea legăturilor covalente– formarea legăturilor covalente

între ) şi 3, comple0ul E3 e foarte instabil, uşor între ) şi 3, comple0ul E3 e foarte instabil, uşordisociază eliber$nd 9 reacţieidisociază eliber$nd 9 reacţiei

Cl if t lăCl i

f t lă


51/112

Clasifcarea actuală aClasi fcarea actuală a

enzimelor.enzimelor.

;oate;oate EE se împart înse împart în 'ase clase'ase clase,, clasele în subclase,clasele în subclase, subclasele în subsubclase, isubclasele în subsubclase, i numărul său de ordin.numărul său de ordin. E04 D6* - 1.1.1.(E04 D6* - 1.1.1.( )lasa)lasa reprezintăreprezintă tipul de reacţie, catalizat detipul de reacţie, catalizat de

enzimeenzime 3ubclasa3ubclasa – precizează acţiunea E - indică– precizează acţiunea E - indică

gruparea sau legătura chimică interesată îngruparea sau legătura chimică interesată înreacţiereacţie

3ubsubclasa3ubsubclasa – precizează natura acceptorului– precizează natura acceptoruluicare participă la reacţiicare participă la reacţii

enumirea Eenumirea E ) denumirea # *tipul) denumirea # *tipulreac+iei catalizate *azareac+iei catalizate *aza

Cl if t lăCl i

f t lă


52/112

Clasifcarea actuală aClasi fcarea actuală a

enzimelor enzimelor 1.1. 0idoreductaze, catalizează reacţiii de o0ido-0idoreductaze, catalizează reacţiii de o0ido-reducere7reducere7.. ;ransferaze, catalizează transferuri grupe;ransferaze, catalizează transferuri grupelorlor

funcţionale de la un 3 la altul %metil, amino,funcţionale de la un 3 la altul %metil, amino,acil,'acil,'77

!.!. *idrolaze*idrolaze catalizeazăcatalizează scindări de legăturiscindări de legăturicovalentecovalente cu adiţionarea apeicu adiţionarea apei 77".". Diaze, catalizează ruperDiaze, catalizează rupereaea legleg.. )-), )-3 şi )-87)-), )-3 şi )-87

fără adiţionarea apei, adiţia la legături duble şifără adiţionarea apei, adiţia la legături duble şireacţiile inverse.reacţiile inverse.

..

Lzomeraze, catalizează toate tipurile deLzomeraze, catalizează toate tipurile detransformări în cadrul uneia şi aceleaşitransformări în cadrul uneia şi aceleaşimoleculămoleculă 77

/./. Digaze %sintetaze', catalizează formarea deDigaze %sintetaze', catalizează formarea delegături între carbon şi , 3, 8, cuplate culegături între carbon şi , 3, 8, cuplate cuhidroliza legăturilor macroergicehidroliza legăturilor macroergice %utilizarea ;9'%utilizarea ;9'..

Clasificarea enzimelorClasificarea enzimelor


53/112

Clasificarea enzimelor Clasificarea enzimelor ..

-- catalizează formarea de legăturicatalizează formarea de legături

între carbon şi O, , !, cuplate cu între carbon şi O, , !, cuplate cu

"idroliza legăturilor macroergice"idroliza legăturilor macroergice #utilizarea $%&'#utilizarea $%&'..

-- catalizează reacţiii de oxido-catalizează reacţiii de oxido-

reducere(reducere(-catalizează transferuricatalizează transferuri

grupegrupelor funcţionale de la un lor funcţionale de la un

la altul #metil, amino, acil,'la altul #metil, amino, acil,'((

-catalizeazăcatalizează scindări descindări de

legături covalentelegături covalente cucuadiţionarea apeiadiţionarea apei ((

-catalizează ruper catalizează ruper eaea legleg.. C-C,C-C,

C- şi C-!(C- şi C-!( fără adiţionareafără adiţionarea apei, adiţia la legături dubleapei, adiţia la legături duble

şi reacţiile inverse.şi reacţiile inverse.

-catalizează toate tipurile decatalizează toate tipurile de

transformări în cadrul uneiatransformări în cadrul uneia

şi aceleaşi moleculăşi aceleaşi moleculă ((


54/112


55/112

Izoenzimele/ izoEIzoenzimele/ izoE forme moleculare multiple ale E, ceforme moleculare multiple ale E, ce catalizeazăcatalizează

aceeaşi reacţie chimicăaceeaşi reacţie chimică, dar, dar diferdiferă prin structură,ă prin structură,proprietăţi fizice, chimice şi cineticeproprietăţi fizice, chimice şi cinetice 6iferite forme de izoE se pot găsi46iferite forme de izoE se pot găsi41.1. împreună %D6* din ficat'7 împreună %D6* din ficat'7.. în ţesuturi diferite %fosfotaza acidă în prostată şi în ţesuturi diferite %fosfotaza acidă în prostată şi

hematii'7hematii'7!.!. sau în diferite părţi ale aceleiaşi celule %56* 5) şisau în diferite părţi ale aceleiaşi celule %56* 5) şi

)it')it' LzoE diferă între ele prin4LzoE diferă între ele prin41.1.

sarcina electrică %ce permite separarea lor prinsarcina electrică %ce permite separarea lor prinelectroforeză'7electroforeză'7

.. # ma0 de cataliză,# ma0 de cataliză,!.!. sensibilitatea faţă de modulatorii allos7sensibilitatea faţă de modulatorii allos7".". p*-optim de acţiune7p*-optim de acţiune7

.. termolabilitate,termolabilitate, au afinitate diferitau afinitate diferităă fafaţăţă de 3.de 3.


56/112

unt E cu $tructură cuaternară) alcătuiteunt E cu $tructură cuaternară) alcătuitedin cel puţin * protomeri diferiţidin cel puţin * protomeri diferiţi

E0. LD; "lactat 8 piruvat#E0. LD; "lactat 8 piruvat# !rezintă un tetramer) alcătuit din *!rezintă un tetramer) alcătuit din *tipuri de $ubunităţi "; 8 inimă? M/tipuri de $ubunităţi "; 8 inimă? M/

muşchi# ,n diferite raporturi? codicatemuşchi# ,n diferite raporturi? codicatede gene diferite.de gene diferite.

;;;; 8 inimă? ;;;M?;;MM?;;;; 8 inimă? ;;;M?;;MM?;MMM? MMMM 8 muşchi;MMM? MMMM 8 muşchi


57/112

>ol>ol44


58/112

1.1. în controlul metabolic % în controlul metabolic % faciliteaza adaptareafaciliteaza adaptareametabolismului in diferitemetabolismului in diferite ţţesuturi.esuturi.'' E04 inE04 inmiocard predomina *miocard predomina *",", inhibata de cinhibata de căătretre

piruvat deacepiruvat deaceeea orienteaza orienteazăă o0idareao0idareapiruvatului pe cale aeroba. 5" este activatpiruvatului pe cale aeroba. 5" este activatăă de catre piruvatde catre piruvat şşi orienteazi orienteazăă transformareatransformareapiruvatului pe cale anaerobpiruvatului pe cale anaerobăă spre lactat.spre lactat.

..

:n diagnosticul unelor stări patologice:n diagnosticul unelor stări patologice%variaţia diferitor forme de izoE'%variaţia diferitor forme de izoE' E0emple de izoenzime4E0emple de izoenzime41.1. creatinHinaza % tipuri de monomeri4 5-creatinHinaza % tipuri de monomeri4 5-

5uscle şi < –brain5uscle şi < –brain.. 56*56*!.!. ldolazaldolaza".". &osfataza alcalină&osfataza alcalină..

&osfataza acidă&osfataza acidă


59/112

Creatin1os1o2inaza (CP0)Creatin1os1o2inaza (CP0)

CP% & 'CP% & '22'uci'uciscelticsceltic

'io!istrofii'io!istrofii

CP% & ')CP% & ')'uci'ucicar!iaccar!iac

'iocar!iopa'iocar!iopatiitii

CP% & )CP% & )22 CreierCreier*scemii*scemiicerebralecerebrale


60/112

*ro0riet!+ile generale*ro0riet!+ile generaleale en#ielor ale en#ielor


61/112

O%iecti'ele:O%iecti'ele:((.. !roprietăţile generale ale E "termolabilitatea) $pecicitatea#)!roprietăţile generale ale E "termolabilitatea) $pecicitatea#)

acţiunea p;/ului a$upra activităţii enzimatice.acţiunea p;/ului a$upra activităţii enzimatice.*.*. 2ctivarea şi inhibarea enzimelor1 2ctivarea şi inhibarea enzimelor1 a# mecani$mele de activare "proteoliza parţială) activareaa# mecani$mele de activare "proteoliza parţială) activarea

alo$terică) auto$tructurarea cuaternară) fo$forilarea şialo$terică) auto$tructurarea cuaternară) fo$forilarea şidefo$forilarea) reactivarea#.defo$forilarea) reactivarea#.

b# mecani$mele de inhibiţie "$pecică şi ne$pecică)b# mecani$mele de inhibiţie "$pecică şi ne$pecică)

rever$ibilă şi irever$ibilă) alo$terică şi competitivă#.rever$ibilă şi irever$ibilă) alo$terică şi competitivă#.3.3. 9rganizarea enzimelor ,n celulă "an$amblurile enzimatice)9rganizarea enzimelor ,n celulă "an$amblurile enzimatice)compartimentalizarea#. -eglarea activităţii enzimatice ,ncompartimentalizarea#. -eglarea activităţii enzimatice ,ncelulă A importanţa principiului de retroinhibitie.celulă A importanţa principiului de retroinhibitie.

5.5. Deo$ebirea privind componenţa enzimatică a organelor şiDeo$ebirea privind componenţa enzimatică a organelor şiţe$uturilor. Enzimele organo$pecice. Modicareaţe$uturilor. Enzimele organo$pecice. Modicareaactivităţii enzimatice ,n diferite afecţiuniactivităţii enzimatice ,n diferite afecţiuni"enzimodiagno$ticul#."enzimodiagno$ticul#.

6.6. Metodele de obţinere şi puricare ale enzimelor.Metodele de obţinere şi puricare ale enzimelor.%romatograa de anitate.%romatograa de anitate.

+.+. Btilizarea enzimelor ,n practica medicală. 4ntrebuinţareaBtilizarea enzimelor ,n practica medicală. 4ntrebuinţareaenzimelor imobilizate ,n medicină.enzimelor imobilizate ,n medicină.

C.C. Bnităţile de activitate ale enzimelor.Bnităţile de activitate ale enzimelor... Metodele de determinare a activităţii enzimelor.Metodele de determinare a activităţii enzimelor.

7actorii7actorii care in>uien+ia#!care in>uien+ia#!


62/112

7actorii7actorii care in>uien+ia#!care in>uien+ia#!acti'itatea Eacti'itatea E

=emperatura=emperatura !;!;

%oncentraţia %oncentraţia %oncentraţia E%oncentraţia E electroliţiielectroliţii

Terola%ilitatea (tD)Terola%ilitatea (tD)


63/112

Terola%ilitatea (t )Terola%ilitatea (t ) E – sunt termolabileE – sunt termolabile t optimă a E din organism înt optimă a E din organism în

limitele !(limitele !( MM - "+- "+MM )) odată cu creştereaodată cu creşterea t cu 1+Mt cu 1+M))%d%dacă luăm punctacă luăm punctuul de plecarel de plecare+M+M '' - # reacţiei enzimatice- # reacţiei enzimaticesporeşte de 1, ori, ating$ndsporeşte de 1, ori, ating$nd

ma0 la t "+ma0 la t "+MM).). 5a2orarea de mai departe5a2orarea de mai departeduce la micşorarea activităţiiduce la micşorarea activităţii enzimatice ceea ceenzimatice ceea cemărturiseşte despremărturiseşte despredenaturarea proteineidenaturarea proteinei..

Nnele E a microorganismelorNnele E a microorganismelortermofile sunt active latermofile sunt active la t det de =+M=+M))

Da t 2oase E sDa t 2oase E se inactiveazăe inactivează%e0cepţii4 catalaza4 activitate%e0cepţii4 catalaza4 activitatema0 la tO+ma0 la tO+ MM)')'

Terola%ilitatea (tD)Terola%ilitatea (tD)


64/112

Terola%ilitatea (t )Terola%ilitatea (t ) ↑↑vv reacţiei odată cureacţiei odată cu ↑↑ tMtM

este înterpretată prineste înterpretată prin

prisma Penergiei deprisma Penergiei deactivareP.activareP. 9entru fiecare9entru fiecare EE se poatese poate

stabili o tM optimă la carestabili o tM optimă la care ## aatingetinge valoarea ma0, maivaloarea ma0, mai

departedeparte ## scade din cauzascade din cauzadenaturdenaturăriiării..

2c 2cţţiunea p; a$upra activitiunea p; a$upra activităţiiăţii


65/112

ţţ p pp p ţţenzimaticeenzimatice

&iecare&iecare EE are p; optimare p; optimpropriu "propriu "manife$tămanife$tăactivitate ma0activitate ma0##..

Ma:oritateaMa:oritatea EE celularecelulareau p;/ul optimau p;/ul optim// +/+/""CC)5#)5# ""e0cepţiie0cepţii11hidrolazele acidehidrolazele acide

lizozomalelizozomale p;@p;@ 66?? M29M29 din membranadin membrana M%M% e0ternae0terna p;@p;@ ((##..

LaLa EE dige$tive p;dige$tive p;optim e$te cel aloptim e$te cel al$ediului lor de ac$ediului lor de acţţiune1iune1

(.(. !ep$ina 8!ep$ina 8 p;p; ()6 8 *)()6 8 *)*.*. 2milaza pancreatică / 2milaza pancreatică /

p;p; +)5/C)*+)5/C)*))3.3. =rip$ina /=rip$ina / p;p; C)C)/)/) 5.5. 2rginaza/ 2rginaza/ p;p; F)6/(F)6/(

etc.etc.

p*p* optimoptim e dependent dee dependent de44


66/112

p*p* optimoptim e dependent dee dependent de44 1.1. gradul de ionizare a grupelorgradul de ionizare a grupelor

funcfuncţţionale,ionale,

.. afinităţiiafinităţii EE faţă defaţă de 33,,!.!. stabilităţiistabilităţii EE.. Ln ) al E se află grupăriLn ) al E se află grupări

ionizabile, acide sau baziceionizabile, acide sau bazice..

cestea interacţioneazăcestea interacţioneazădirect cu ionii *B si *-,direct cu ionii *B si *-,rezultatul fiind creşterea saurezultatul fiind creşterea sauscăderea gradului lor descăderea gradului lor dedisocieredisociere,, acţionînd caacţionînd ca

adevăraţi inhibitori aiadevăraţi inhibitori ai EE %amilaza în sucul gastric'.%amilaza în sucul gastric'.Lonii *B si *- au un efectLonii *B si *- au un efectdenaturant asupradenaturant asupra EE - rup- ruplegăturile, ce determinălegăturile, ce determină

structura terţiară.structura terţiară.


67/112

Deci mărind $auDeci mărind $aumicşormicşor77nd p;/ulnd p;/ulmediului) $e poatemediului) $e poate

regla activitatearegla activitateacataliticcataliticăă aa EE.. DependenţaDependenţa

activităţiiactivităţii EE dede

variaţia p;/ului variaţia p;/ului //curbă ,n forma decurbă ,n forma declopot.clopot.


68/112

EEFF

,n condiţii $tandard * mol de E ,ntr/o,n condiţii $tandard * mol de E ,ntr/oanumită perioadă de timp voranumită perioadă de timp vortran$forma de * ori mai multetran$forma de * ori mai multe

molecule de dec7t ( mol de Emolecule de dec7t ( mol de E"relaţie direct proporţională#."relaţie direct proporţională#.


69/112

&&FF Arafic se reprezintă subArafic se reprezintă sub

formă de o curbă de tipformă de o curbă de tiphiperbolic.hiperbolic. în perioada iniţială a în perioada iniţială a

reacţiei # creşte pereacţiei # creşte pe

măsură ce creşte Q3R. Damăsură ce creşte Q3R. Daun moment dat cînd ) alun moment dat cînd ) alE se ocupă de 3 – # nuE se ocupă de 3 – # numai creşte. Ea rămînemai creşte. Ea rămîneconstantă şi corespunde #constantă şi corespunde #

ma0 a reacţiei.ma0 a reacţiei. :n cazul E alosterice –:n cazul E alosterice –curba reprezintă uncurba reprezintă unaspect sigmoidaspect sigmoid


70/112

2naliza curbei 2naliza curbeihiperbolice aratăhiperbolice aratăcă ea reprezintă 3că ea reprezintă 3zone1zone1

a. > de reacţiea. > de reacţiecreştecreşteproporţional cu cproporţional cu c

G G b. %reşterea e$teb. %reşterea e$temai ,ncetămai ,ncetă

c. > de reacţie nuc. > de reacţie nu

mai creştemai creşte

2cea$tă curbă e$te numită curba lui2cea$tă curbă e$te numită curba lui


71/112

2cea$tă curbă e$te numită curba lui 2cea$tă curbă e$te numită curba luiMichaeli$/MentenMichaeli$/Menten şi $e e0primă prinşi $e e0primă prinecuaţia1ecuaţia1

HH >@>ma0 0 JJJJJJJJJ >@>ma0 0 JJJJJJJJJ

Km HKm H

unde4 #-# reacţiei la un moment datunde4 #-# reacţiei la un moment dat#ma0- viteza ma0#ma0- viteza ma0@m-constanta lui 5ichaelis 5enten@m-constanta lui 5ichaelis 5enten

Q3R –) molară a 3Q3R –) molară a 3@m- este acea concentraţie de 3 pentru care v de@m- este acea concentraţie de 3 pentru care v de

reacţie este 2umătate din #ma0. @m reflectăreacţie este 2umătate din #ma0. @m reflectăafinitatea E pentru 3 şi anume cu c$t @m este maiafinitatea E pentru 3 şi anume cu c$t @m este mai

mică cu atît afinitatea este mai mare şi invers.mică cu atît afinitatea este mai mare şi invers.

&0ecicitatea&0ecicitatea


72/112

&0ecicitatea&0ecicitatea

E S1

S2

S4

-este condiţionateste condiţionatăă de complimentaritateade complimentaritateaconformaţională şi electrostatică între )conformaţională şi electrostatică între )

al E şi 3.al E şi 3.

- este capacitatea unei enzime de aeste capacitatea unei enzime de a

selecta dintr-un numărselecta dintr-un număr maremare dede 3 unul3 unul particularparticular,,

$eci ecare E catali#ea#! un anuit ti0$eci ecare E catali#ea#! un anuit ti0


73/112

00de reactii sau trans/orarea unuide reactii sau trans/orarea unui

anuit &-anuit &-

&0ecicitatea&0ecicitatea::


74/112

&0ecicitatea&0ecicitatea::

,-,- &0ecicitatea de&0ecicitatea dereac+iereac+ie11 E-catalizează un anumit tipE-catalizează un anumit tipde reacţie ce stă la baza clasificăriide reacţie ce stă la baza clasificăriienzimelor4 o hidroliza, o reacţie redo0,enzimelor4 o hidroliza, o reacţie redo0,formarea unei legături, etc.formarea unei legături, etc.


75/112

3peci1icitatea3peci1icitatea de substratde substrat aa enenzzimelor imelor

*.*. Specificitatea absolută !e substratSpecificitatea absolută !e substrat & &

enzima catalizează transformareaenzima catalizează transformarea

!oar a unui sin+ur substrat!oar a unui sin+ur substrat


76/112


****. Specificitatea relativă !e substrat. Specificitatea relativă !e substrat & &

enzima catalizează transformareaenzima catalizează transformarea

unei +rup numeros !e substanţe cuunei +rup numeros !e substanţe cu

!iferită structură cimică ,n acelai!iferită structură cimică ,n acelai

mo!mo!-x. citocromul P-x. citocromul P4/4/ & i!rolizează & i!rolizează

c0teva mii !e substanţec0teva mii !e substanţe


77/112


speciicitatespeciicitate relativa derelativa desu!stratsu!strat - asigura transformarea- asigura transformareaunui grupunui grup de substante inruditede substante inrudite

chimic şi se intîlneşte în diferitechimic şi se intîlneşte în diferiteipostazeipostaze44


78/112


***. Specificitatea absolută !e +rup***. Specificitatea absolută !e +rup & &

-- catalizează transformarea unui +rup !e substratecatalizează transformarea unui +rup !e substrateanalo+ice structuralanalo+ice structural (( - unui grup de alcooli- unui grup de alcoolimonohidro0ilici, recunoscind gruparea *monohidro0ilici, recunoscind gruparea *


79/112


*. Specificitatea relativă !e +rup*. Specificitatea relativă !e +rup & & enzima catalizează transformarea uneienzima catalizează transformarea unei

anumite +rupe sau le+ături cimice !inanumite +rupe sau le+ături cimice !in

!iverse substanţe cimice!iverse substanţe cimice-x. pepsina-x. pepsina i!rolizează le+ăturile pepti!icei!rolizează le+ăturile pepti!ice

formate !e +rupările carboxilice aleformate !e +rupările carboxilice ale

aminoacizilor aromatici & Pe5 6ir i trpaminoacizilor aromatici & Pe5 6ir i trp

Specificitatea relativă !eSpecificitatea relativă !e


80/112

Specificitatea relativă !eSpecificitatea relativă !e

+rupă+rupă


81/112


- transformă mai puţine substrate4 -- transformă mai puţine substrate4 -lipazele digestive specific recunosclipazele digestive specific recunoscpozitia legaturii esterice intrepozitia legaturii esterice intre

glicerina şi acizi graşi4glicerina şi acizi graşi4

>> pecicitatepecicitate


82/112

>. >.pecicitatepecicitate$$tereotereochimicăchimică

// E catalizează transformarea numai aE catalizează transformarea numai aunuia din stereoizomerii posibili %6unuia din stereoizomerii posibili %6sau D7 sau numai a izomerului cis-sau D7 sau numai a izomerului cis-

sau trans-'.sau trans-'. E04 milaza scindeazăE04 milaza scindeazălegăturilelegăturile ?? 1-" glucozidice din1-" glucozidice dinamidon sau glicogen şi nuamidon sau glicogen şi nu

influentează asupra legăturilorinfluentează asupra legăturilor SS dindinceluloza.celuloza.

Mecanismele de activare aMecanismele de activare aEE


83/112

EE

unt 1 (.unt 1 (. nes0ecicenes0ecice1 temperatura )1 temperatura )iradiereairadierea

*.*. s0ecices0ecice/

e activează lae activează la

11

(.(. ma:orarea concentraţiei c,nd e$tema:orarea concentraţiei c,nd e$tein$ucientin$ucient

*.*. ma:orarea cantităţii Ema:orarea cantităţii E3.3. introducerea %o c,nd $untintroducerea %o c,nd $unt

in$ucientein$uciente

5.5. Introducerea ionilor metalelor &e %uIntroducerea ionilor metalelor &e %u


84/112

/ e cuno$c următoarele tipuri dee cuno$c următoarele tipuri dereglare a activităţii enzimatice1reglare a activităţii enzimatice1

,-,- 5eglare co'alent! 35eglare co'alent! 3 0roteoli#a0roteoli#a

liitataliitata2-2- 5eglare co'alent! – /os/orilareG5eglare co'alent! – /os/orilareG

de/os/orilarede/os/orilare

9-9- "utostructurarea cuaternar! "utostructurarea cuaternar!


85/112

*ro*rotteoli#! liitat!eoli#! liitat! Bnele enzime "proteine# $e $intetizeazBnele enzime "proteine# $e $intetizeazăă ,,nn

forma neactivforma neactivăă de precur$orde precur$or 8 proenzime8 proenzime"zimogeni#"zimogeni#E0emplu1E0emplu1(# enzimele dige$tiei1 pep$inogenul)(# enzimele dige$tiei1 pep$inogenul)

cchimotrip$inogenul) trip$inogenul)himotrip$inogenul) trip$inogenul)proela$taza) procarbo0ipeptidaza /proela$taza) procarbo0ipeptidaza /$cindeaza proteinele in $tomac$cindeaza proteinele in $tomac şşi duoden.i duoden.

*# coagularea $ingelui e determinat*# coagularea $ingelui e determinatăă dedeca$cada de reacca$cada de reacţţii cu activitateii cu activitateproteoliticproteoliticăă??

3# hormonii proteici "in$ulina#?3# hormonii proteici "in$ulina#?

5# proteinele brilare "colagenul#5# proteinele brilare "colagenul#


86/112

MMecani$mele de activare aecani$mele de activare aproenzimelor e$teproenzimelor e$te 0roteoli#a0roteoli#aliitataliitata // e$te $cindarea unuie$te $cindarea unui

$ector al catenei$ector al catenei ,,n rezultatn rezultat EE $e$ere$tructureazre$tructureazăă şşi $e formeazi $e formeazăă %2.%2.

;;

!ep$inogen //////!ep$inogen //////pep$inăpep$ină /5*22 /5*22

I0ortanla %iologicI0ortanla %iologic!! aa


87/112

0 g0 g0re#en0re#en++ei /orelorei /orelor

neneaacti'e -cti'e -(. !rote:az(. !rote:azăă de proteolizde proteolizăă proteineleproteinele

celulelor produccelulelor producăătoare de E.toare de E.

*. E$te o forma de rezerv*. E$te o forma de rezervăă a E) carea E) carerapid pot activaterapid pot activate şişi intervinterviinn ,,nnreacreacţţie.ie.

5eglarea co'alent!5eglarea co'alent!(/ / il d / / il )(/ / il d / / il )


88/112

(/os/orilare3de/os/orilare)(/os/orilare3de/os/orilare)

ctivitatea unor E se modificăctivitatea unor E se modificăprin fosforilare. >eacţiile deprin fosforilare. >eacţiile defosforilare sunt catalizate defosforilare sunt catalizate deHinaze specifice.Hinaze specifice.

E-* B ;9 --------E-* B ;9 -------- E--9→ E--9→B69B69

6efosforilarea are loc sub6efosforilarea are loc subacţiunea fosfotazei specificeacţiunea fosfotazei specificeE-9 B*E-9 B*-------------- E-*→ E-*→

B*!9"B*!9"

unele E sunt active în formaunele E sunt active în formafosforilată, iar altele în formafosforilată, iar altele în formadefosforilată.defosforilată.E0.4 glicogen fosforilaza –E0.4 glicogen fosforilaza –activă în forma fosforilată7activă în forma fosforilată7glicogen sintaza – este activăglicogen sintaza – este activă în forma defosforilată în forma defosforilată

"utostructurarea "utostructurarea


89/112

"utostructurareacuaternar!cuaternar!

E$te caracteri$tică E ce po$edă $tructurăE$te caracteri$tică E ce po$edă $tructurăcuaternarăcuaternară

&iecare protomer ,n parte nu po$edă&iecare protomer ,n parte nu po$edă

activitate enzimaticăactivitate enzimatică La a$amblarea lor 8 $e modicăLa a$amblarea lor 8 $e modică

conformaţia ecărui protomer şiconformaţia ecărui protomer şicore$punzător $e modică şi conformaţiacore$punzător $e modică şi conformaţia

%2) devenind a$tfel favorabil pentru%2) devenind a$tfel favorabil pentru0area şi tran$formarea 0area şi tran$formarea


90/112

EE

CA A l losS MCA

Inhi%iInhi%i++ia acti'it!+iiia acti'it!+iien#ieloren#ielor


91/112

en#ielor en#ielor 6eosebim6eosebim441.1. inhibiţieinhibiţie nespecifică %;, p*, agennespecifică %;, p*, agenţţii denaturării 'ii denaturării '

.. inhibiţie specificăinhibiţie specifică Lnhibiţia poate fiLnhibiţia poate fi reversi!ilă 'i ireversi!ilă.reversi!ilă 'i ireversi!ilă. a inhi!ii+ia ireversi!ilăa inhi!ii+ia ireversi!ilă covalent se fi0ează decovalent se fi0ează de

EE cu formareacu formarea E nedisocia!ilE nedisocia!il..

E8e0le:E8e0le: Diizopropilfluorfosfatul (toxinaDiizopropilfluorfosfatul (toxinaneuroparalitica) se fixează de OH-serinei în CA aneuroparalitica) se fixează de OH-serinei în CA aacetilholinesterazei (scindează acetilcolina) cuacetilholinesterazei (scindează acetilcolina) cuformareaformarea EE neactive. În rezultat se menţ ine efectulneactive. În rezultat se menţ ine efectulacetilcolinei în permanenţă ce duce la paraliciacetilcolinei în permanenţă ce duce la paralicimuscular şi moarte.muscular şi moarte.

// ionii metalelor grele %*g, 9b' inhibă gruparea 3* aionii metalelor grele %*g, 9b' inhibă gruparea 3* amultor E7 acidul iodacetic- inhibă ribonucleazamultor E7 acidul iodacetic- inhibă ribonucleaza

a o inhi!ii+ie reversi!ilăa o inhi!ii+ie reversi!ilă - inhibitori se fi0eaza- inhibitori se fi0eaza

slab, necovalent deslab, necovalent de EE


92/112

Deo$ebim1Deo$ebim1(.(. Inhibiţie competitivăInhibiţie competitivă

*.*. Inhibiţie necompetitivăInhibiţie necompetitivă

3.3. Inhibiţie prin e0ce$ de Inhibiţie prin e0ce$ de

5.5. Inhibiţie alo$tericăInhibiţie alo$terică

Inhi%i+ia co0etiti'!Inhi%i+ia co0etiti'!


93/112

+ 0 LL se aseamănă după structură cu 3.se aseamănă după structură cu 3. pare o competiţie dintre L şi 3 pentru ).pare o competiţie dintre L şi 3 pentru ).

8u e posibil simultan fi0area 3 şi a L.8u e posibil simultan fi0area 3 şi a L. EE va fi0a pe acel competitor care se aflva fi0a pe acel competitor care se aflăă intr-ointr-o

concentraconcentraţţie mai mare.ie mai mare. EBL ---- ELEBL ---- EL LnhibiLnhibiţţia competitivă dia competitivă diiminueazăminuează vv catalizeicatalizei %nu%nu

modifică # ma0, dar creşte mult @mmodifică # ma0, dar creşte mult @m, micşor, micşor$$ndndafinitatea E pentru 3'afinitatea E pentru 3'.. E0emplu4 inhibiE0emplu4 inhibiţţiaia 36*36* cu malonatcu malonat %%36*36* --o0ideazao0ideaza

succinatul in fumarat'succinatul in fumarat'.. 5alonatul inhib5alonatul inhibăă aceasta Eaceasta Edatoritdatorităă asemasemăănnăării cu 3.rii cu 3.

3ulfamidele –substituie acidul p-amino-benzoic din3ulfamidele –substituie acidul p-amino-benzoic dina. folic, indispensabil pentru creştereaa. folic, indispensabil pentru creştereamicroorganismelor, împedic$nd dezvoltarea lormicroorganismelor, împedic$nd dezvoltarea lor%antibacteriană'.%antibacteriană'.

inhibiţia enzimeiinhibiţia enzimei (SDH)(SDH)cu malona SDHcu malona SDH o"i#eazao"i#eaza


94/112

inhibiţia enzimeiinhibiţia enzimei (SDH)(SDH)cu malona! SDHcu malona! SDH o"i#eazao"i#eazasuccinaul in $uma%a)succinaul in $uma%a) Malonaul inhiba aceasa E #ao%ia asemana%ii cu S!Malonaul inhiba aceasa E #ao%ia asemana%ii cu S!Pa%icula%iaea &%inci&alPa%icula%iaea &%inci&al'' a acesui i& #e inhibia acesui i& #e inhibiţţie ese cie ese c'' &oae &oae

nlnl''u%au%a'' cucu a#a#''u*a%eau*a%ea n e"es an e"es a SS(succina)(succina)!!


95/112

Inhi%i+ia neco0etiti'!Inhi%i+ia neco0etiti'!


96/112

Inhi%i+ia neco0etiti'!Inhi%i+ia neco0etiti'! inhibitorul nu se aseamănă ca structura cu 3inhibitorul nu se aseamănă ca structura cu 3 L şi 3 se leagă simultan cu E dar locusurile sintL şi 3 se leagă simultan cu E dar locusurile sint

diferitediferite EB3BLEB3BL------------------ →→E3LE3L

cest tip de inhibiţie nu se înlătură prin e0cescest tip de inhibiţie nu se înlătură prin e0cesde substrat.de substrat. L necompetitivi scad # ma0 dar nu afecteazăL necompetitivi scad # ma0 dar nu afectează

@m@m E04E04 ciacianurile, ) se fi0ează cu &e !B dinnurile, ) se fi0ează cu &e !B dincitocromo0idază ---se întrerupe D>citocromo0idază ---se întrerupe D> L poate fi înlăturat de substanţe care îl leagă –L poate fi înlăturat de substanţe care îl leagă –

numite reactivatorinumite reactivatori


97/112

,i S se lea*' simulan cu E ,i S se lea*' simulan cu E n n locusu%ilocusu%i #i$e%ie#i$e%ie

MM''%i%ea concen%aţiei #e S nu mic,o%eaza inhibiţia!%i%ea concen%aţiei #e S nu mic,o%eaza inhibiţia!

Cei mai #e azCei mai #e az'' inhibio%i #e aces i& n celulele ii sin &%o#useleinhibio%i #e aces i& n celulele ii sin &%o#useleine%me#ia%eine%me#ia%e

ale meabolismului. ca%e %ee%sibil se "eazale meabolismului. ca%e %ee%sibil se "eaz'' lala ununeleele EE %e*laoa%e ,i%e*laoa%e ,imo#ic' aciiaea lo%!mo#ic' aciiaea lo%!


98/112

ă hi!i i i ă L


99/112

nhi!i+ia noncompetetivănhi!i+ia noncompetetivă – L se– L seleagă la comple0ul E3, inhibăleagă la comple0ul E3, inhibă

activitatea Eactivitatea E EB3----E3 BL-----E3LEB3----E3 BL-----E3L inhi!i+ia prin modiicareainhi!i+ia prin modiicarea

covalentăcovalentă a moleculei E - prina moleculei E - prin

fosforilare pe baza ;9-ului. Nnele Efosforilare pe baza ;9-ului. Nnele Efosforilate pierd activitatea defosforilate pierd activitatea dee0emplu enzima glicogensintazae0emplu enzima glicogensintaza

nhi!i+ia prin e/ces de #nhi!i+ia prin e/ces de # – în )– în )se fi0ează simultan surplus de 3 – cese fi0ează simultan surplus de 3 – ce

nu poate fi transformat. Este onu poate fi transformat. Este oinhibiţie reversibilă – înlăturarea 3.inhibiţie reversibilă – înlăturarea 3.


100/112


101/112

MEE A l losCACAS

nhibiţie alose%ic' - inhibio%ul (e$eco%ul) se lea*' n cen%ulnhibiţie alose%ic' - inhibio%ul (e$eco%ul) se lea*' n cen%ulalose%ic al enzimei. mo#ic/n# con$o%maţia moleculeialose%ic al enzimei. mo#ic/n# con$o%maţia moleculei(s%ucu%a e%ţia%')(s%ucu%a e%ţia%')ce a%e ca consecinţ' #e$o%ma%ea cen%ului aci!ce a%e ca consecinţ' #e$o%ma%ea cen%ului aci!

5etroinhi%i+ie5etroinhi%i+ie


102/112

5etroinhi%i+ie5etroinhi%i+ie

i$temele polienzimaticei$temele polienzimatice==ipuriipurilele de organizare ade organizare a


103/112

==ipuriipurilele de organizare ade organizare a$i$temelor polienzimatice$i$temelor polienzimatice

&iecare celulă a organismului conţine setul său&iecare celulă a organismului conţine setul săuspecific despecific de EE. Nnele se găsesc în toate celulele,. Nnele se găsesc în toate celulele,altele sunt prezente doar în anumite celule saualtele sunt prezente doar în anumite celule sauanumite compartimente celulare. &uncţiaanumite compartimente celulare. &uncţiafiecăreifiecărei EE, nu este izolată, ci strins legată de, nu este izolată, ci strins legată de

funcţia altor enzime. stiel dinfuncţia altor enzime. stiel din EE aparte seaparte seformeaza sisteme polienzimatice sauformeaza sisteme polienzimatice sauconveiere.conveiere.

3e cunosc urmatoarele tipuri de organizare a3e cunosc urmatoarele tipuri de organizare asistemelor polienzimatice4sistemelor polienzimatice4

1.1. - funcţională,- funcţională,.. - structural-funcţională- structural-funcţională!.!. - mi0tă.- mi0tă.

9rganizarea funcţională9rganizarea funcţională


104/112

9rganizarea funcţională9rganizarea funcţională

enzimele $unt a$ociate ,n $i$temulenzimele $unt a$ociate ,n $i$temulpolienzimatic cu a:utorul metaboliţilor)polienzimatic cu a:utorul metaboliţilor)care difuzează de la o enzimă la alta.care difuzează de la o enzimă la alta.

produ$ul reacţiei primei E $erveşteprodu$ul reacţiei primei E $erveştedrept pentru E următoare etc.drept pentru E următoare etc. E0.1 glicoliza. =oate enzimeleE0.1 glicoliza. =oate enzimele

participante la glicoliza $unt ,n $tareparticipante la glicoliza $unt ,n $tare

$olubilă) legătura $e face doar prin$olubilă) legătura $e face doar prinintermediarii metabolici.intermediarii metabolici. E( E* E3 E5E( E* E3 E5 2//////////////// 2//////////////// '///////////'/////////////// %//////////%////////// D//////////D////////// !!

9rganizarea $tructural/9rganizarea $tructural/funcfuncţţionalionalăă


105/112

funcfuncţţionalionalăă E $unt 0ate prin legături $labe pe o proteinăE $unt 0ate prin legături $labe pe o proteină

OcentralăP) care poate chiar una din E.OcentralăP) care poate chiar una din E. !roteina centrală di$pune de un ObraţP care 0ează!roteina centrală di$pune de un ObraţP care 0ează

şi ,l duce la E() care ,l tran$formă ,n !(? şi ,l duce la E() care ,l tran$formă ,n !(? !(devine * ) braţul ,l preia şi ,l duce la E*) care ,l!(devine * ) braţul ,l preia şi ,l duce la E*) care ,l

tran$formă ,n !*.tran$formă ,n !*. 2vanta:ul e$te că braţul duce de ecare dată la E 2vanta:ul e$te că braţul duce de ecare dată la Ecore$punzătoare) potrivindu/l cu mare e0actitate pecore$punzătoare) potrivindu/l cu mare e0actitate pe

%2) ceea ce a$igură ,n an$amblu o viteză mai mare%2) ceea ce a$igură ,n an$amblu o viteză mai maredec,t cea core$punzătoare acţiunii E nea$ociate.dec,t cea core$punzătoare acţiunii E nea$ociate.

E0./E0./ co0le8ul 0olien#iaticco0le8ul 0olien#iatic0iru'atdehidrogena#ic0iru'atdehidrogena#ic

) con$tituit din) con$tituit din

3 E şi 6 %o3 E şi 6 %o

sinteta#a aci#ilor gra;isinteta#a aci#ilor gra;i con$tituită dincon$tituită din C EC E legatelegate$tructural$tructural de !!2 de !!2 ) care ,n an$amblu ,ndepline$c) care ,n an$amblu ,ndepline$cfuncţia de $inteza afuncţia de $inteza a 2


106/112

4nităţile de măsurare a activităţii E


107/112

4nităţile de măsurare a activităţii E

1. 1 7* & cantitatea de E carecantitatea de E care catalizeazătransormarea unui TTmolmol de # 0ntr-un minut 0n condi+ii standard

2. 1 Cat (catal" & cantitatea de E carecantitatea de E carecatalizează transormarea unui molmolde 3de 3 0ntr-o secundă 0n condi+iistandard%1N.L.O1/,/( nHat'%1N.L.O1/,/( nHat'

Con!iţiile stan!ar! 8 pul 9 :5/; t < 2=C;

p < 1 atm;

C substratelor & 1 '.

5etodele de separare 6i puri1icare ale


108/112

E

1.1. ializăializă

2.2. SalifiereSalifiere

3.3. Cromato+rafieCromato+rafie4.4. >el8filtrare>el8filtrare

.. -lectroforeză-lectroforeză

Cea mai eficientă &

cromato+rafia !e afinitate

5etodele de determinare a activităţii E


109/112

5etodele de determinare a activităţii E

iteza reacţiei este proporţională cu

1.iteza consumului substratului

2.iteza formării pro!usului3.iteza transformării coenzimei

Cantitatea substanţei respective se

!etermină colorimetric.

eose!irea privind componen+a enzimatică a organelor 'ieose!irea privind componen+a enzimatică a organelor 'i+esuturilor. Enzimele organospeciice. Modiicarea+esuturilor. Enzimele organospeciice. Modiicarea


110/112

activită+ii enzimatice 0n dierite aec+iuniactivită+ii enzimatice 0n dierite aec+iuni(enzimodiagnosticul.(enzimodiagnosticul.

Enzimele indicatoriiEnzimele indicatorii – sunt localizate– sunt localizate intracelular4intracelular4 în citoplasmă %D6*, aldolaza', în citoplasmă %D6*, aldolaza',

în 5) I glutamatdehidrogenaza', în 5) I glutamatdehidrogenaza',

în lizosomi % în lizosomi %ββ-glucoronidaza, fosfataza-glucoronidaza, fosfatazaalcalină'.alcalină'.cestea E în normă în plasmă se găsesc în ccestea E în normă în plasmă se găsesc în c

foarte mici. foarte mici.

Da afecţiunile celulare activitatea acestor E înDa afecţiunile celulare activitatea acestor E înplasmă este brusc mărită.plasmă este brusc mărită.

=erapia cu enzime=erapia cu enzime


111/112

=erapia cu enzime=erapia cu enzime

Enzimele $unt agenţi terapeutici unici ce produc efecteEnzimele $unt agenţi terapeutici unici ce produc efecteimportante şi $pecice.importante şi $pecice. Motivele care au limitat folo$irea largă a enzimelor caMotivele care au limitat folo$irea largă a enzimelor ca

medicaţie e natura prot%1I%+1legată de natura proteică1medicaţie e natura prot%1I%+1legată de natura proteică1 / di$tribuţie redu$ă ,n organi$m/ di$tribuţie redu$ă ,n organi$m)) dependenţa dedependenţa de

dimen$iuni) $arcina şi de fenomenele de glicozilare "prindimen$iuni) $arcina şi de fenomenele de glicozilare "pringlicozilare proteinele $unt recuno$cute de receptori şiglicozilare proteinele $unt recuno$cute de receptori şi0ate ,n anumite locuri0ate ,n anumite locuri

/ po$ibilitate mică de diri:are e0trahepatică) catul/ po$ibilitate mică de diri:are e0trahepatică) catulav,nd tendinţă de a cav,nd tendinţă de a captaapta şi reţine proteinele $trăine?şi reţine proteinele $trăine?

/ inactivarea lor $ub acţiunea proteazelor dige$tive ,n/ inactivarea lor $ub acţiunea proteazelor dige$tive ,n

cazul admini$trarii orale) iar proteazele ti$ulare lecazul admini$trarii orale) iar proteazele ti$ulare le$curteaza de a$emeni actiunea?$curteaza de a$emeni actiunea? / potentialul lor antigenic) anticorpii formati pot genera/ potentialul lor antigenic) anticorpii formati pot genera

reacţii de hiper$en$ibilizare ade$ea grave şi pot inactivareacţii de hiper$en$ibilizare ade$ea grave şi pot inactivaenzima.enzima.

Tehnici 0ro0use 0entruTehnici 0ro0use 0entruo0tii#area 0ro0riet!+iloro0tii#area 0ro0riet!+ilor


112/112

o0tii#area 0ro0riet!+iloro0tii#area 0ro0riet!+ilortera0eutice ale en#ielor-tera0eutice ale en#ielor-

// prinprin N/acilareN/acilare a fo$t cre$cută $emiviata a$paraginazei) folo$ită ,na fo$t cre$cută $emiviata a$paraginazei) folo$ită ,nleucemieleucemie/ /au incercat de a$emeni metode de obţinere a/ /au incercat de a$emeni metode de obţinere a enzimelor imobilizateenzimelor imobilizate.. De e0. prin reticularea enzimei) ce conduce la agregate in$olubile) prinDe e0. prin reticularea enzimei) ce conduce la agregate in$olubile) prin

ad$orbţie pe polimeri $intetici ori prin ataşare covalentă) $au prinad$orbţie pe polimeri $intetici ori prin ataşare covalentă) $au prinincorporare ,ntr/un gel in cur$ul polimerizarii.incorporare ,ntr/un gel in cur$ul polimerizarii.

2ce$te preparate caştiga rezi$tenţa la enzimele proteolitice şi $unt mai 2ce$te preparate caştiga rezi$tenţa la enzimele proteolitice şi $unt mai

putin imunoactive dar pot alterate proprietai$ile farmacocinetice.putin imunoactive dar pot alterate proprietai$ile farmacocinetice. 2$emenea avanta:e au dovedit con:ugatii cu polietilenglicol "!E

Documents

ENZIMELE 1.ppt