PRIRODOSLOVNO-MATEMATIČKI FAKULTETKemijski odsjek

MEHANIZAM DJELOVANJA ALKOHOL DEHIDROGENAZE

Lucija Pavlak

Zagreb, 2018.

alkohol dehidrogenaza

kofaktor NAD+

klasifikacija ADH

aktivno mjesto ADH

razlike u DmADH i DlADH

mehanizam ADH

ADH iz konjske jetre

zaključak

Alkohol dehidrogenaza

oksidoreduktaza

biološke redox reakcije

DADH sadrži NAD+

alkohol + NAD+ acetaldehid + NADH + H+

acetaldehid + NAD+ acetat + NADH + H+

Slika 1: alkohol dehidrogenaza iz Drosophile melanogaster

Kofaktor NAD+

enzim + kofaktor holoenzim

DADH sadrži NAD+ kao kofaktor

NAD+ sudjeluje u redox reakcijama

Slika 2: NAD+ i NADH

Klasifikacija ADH

ADH široko rasprostranjene (arheje, bakterije, eukarioti)

3 homologne obitelji: tip Ⅰ, tip Ⅱ i tip Ⅲ

DADH pripadaju tipu Ⅱ

Aktivno mjesto DADH

aktivno mjesto DmADH sadrži Ser139, Tyr152 i Lys156

Tyr152-opća baza

Ser139-stabilizacija prijelaznog stanja i/ili orijentacija supstrata

Lys ostatak prenosi proton

Slika 3: aminokiselina Ser Slika 4: aminokiselina Tyr Slika 5: aminokiselina Lys

Slika 6: aktivno mjesto DADH

glavna uloga u deprotonaciji kod DlADH-O2’ ribozna hidroksilna skupina

Tyr ostatak pola u protoniranom obliku, pola u deprotoniranom obliku

bitna uloga Asn107-prenosi proton do Lysostatka

DADH kataliziraju oksidaciju alkohola do aldehida i daljnju oksidaciju do karboksilnekiseline

oksidacija aldehida do karb. kiseline je ireverzibilna reakcija

na enzim se prvo veže kofaktor

supstrat se veže na binarni kompleks enzim-kofaktor

Razlike DmADH i DlADH

velika sličnost

3 područja proteina koja se razlikuju

područje AK ostataka 15-85 (vezno mjesto za kofaktor)

područja 183-193 i 198-217 (područje aktivnog mjesta)

vezanje supstrata uzrokuje supstratno specifične konformacijske promjene

Mehanizam ADH

višesupstratna reakcija

uređeni mehanizam

enzim + NAD+ binarni kompleks tercijarni kompleks

tercijarni kompleks acetat + NADH + enzim

enzim + NAD+ binarni kompleks tercijarni kompleks

tercijarni kompleks acetat + NADH + enzim

vezanje metilne skupine??

+etanol

+acetaldehid

Slika 7: mehanizam djelovanja DADH

Aktivno mjesto u DmADH i DlADH

aminokiselinski ostaci 100% očuvani

razlika na pozicijama 14 i 192

razlike u primarnoj sekvenci enzima mogu utjecati na efekt vezanja koenzima

Konjska ADH

dimer

tip Ⅰ dehidrogenaza (srednjolančane)

potreban cinkov atom

nasumični mehanizam djelovanja

Zaključak

oksidoreduktaze

supstrati: alkoholi, steroidi, masne kiseline

3 homologne obitelji (tip Ⅰ, tip Ⅱ,tipⅢ )

DADH tip Ⅱ

kofaktor DADH je NAD+

uređeni mehanizam djelovanja

dehidrogenaze iz različitih organizama različiti mehanizam djelovanja

Literatura

• 1. J. Siveri, Optimiranje procesa proizvodnje enzima EVOP metodom, Diplomski rad, Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Sveučilište u Zagrebu, 2006., str. 10

• 2. https://www.rcsb.org/structure/1mg5 (4. 5. 2018.)• 3. J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer, Biokemija, Školska

knjiga, Zagreb, 2013.• 4. https://www.google.com/search?q=NADH (4. 5. 2018.)• 5. J. Benach, J. O. Winberg, J. S. Svendsen, S. Atrian, R. G.

Duarte, R. Ladenstein, J. Mol. Biol. 345 (2005) 579-598• 6. G. Pettersson, Critical Reviews in Biochemistry and

Molecular Biology 21 (1987) 349-389

Hvala na pažnji!