Cinetica enzimatica Prof. Giorgio Sartor

Presentazione sul tema: "Cinetica enzimatica Prof. Giorgio Sartor"— Transcript della presentazione:

1 Cinetica enzimatica Prof. Giorgio Sartor
Copyright © by Giorgio Sartor. All rights reserved. Versione – apr 2011

2 Spontaneità Una qualunque reazione chimica avviene spontaneamente se e solo se la variazione di energia libera (G) è negativa: GT,p < 0 GT = H – TS A T e p costanti v © gsartor Cinetica enzimatica

3 Gfinale < Giniziale
Spontaneità Quindi, data una qualunque reazione chimica A  B Essa avviene spontaneamente se le energie libere molari GB < GA Più in generale qualunque trasformazione avviene se e solo se: Gfinale < Giniziale v © gsartor Cinetica enzimatica

4 Spontaneità ed equilibrio
Quando GB = GA Quindi G = 0 La reazione è all’equilibrio v © gsartor Cinetica enzimatica

5 Spontaneità e realtà ATP + H2O  ADP + Pi
Questo non significa che una reazione chimica (un processo) esoergonica (G < 0) avvenga con velocità apprezzabile. G°’ = -7.3 kcal·mole-1 (-30.6 kJ·mole-1) a pH 7 ATP + H2O  ADP + Pi v © gsartor Cinetica enzimatica

6 Energia di attivazione
In soluzione l’ATP è stabile perché esiste l’energia di attivazione. v © gsartor Cinetica enzimatica

7 Catalisi In assenza di catalizzatore: A + B  C + D
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8 Catalisi v © gsartor Cinetica enzimatica

9 Catalisi In presenza di catalizzatore: A + K  AK AK + B  ABK
ABK  C + D + K v © gsartor Cinetica enzimatica

10 Catalisi v © gsartor Cinetica enzimatica

11 Controllo termodinamica e controllo cinetico di una reazione
Ogni reazione può avvenire se e solo se è termodinamicamente favorita (G < 0), Avviene se e solo se vi è abbastanza energia per superare l’energia di attivazione: H202  H2O + ½ O2 Catalizzatore : Nessuno H* = 18 kcal·mole-1 Platino H* = kcal·mole-1 Catalasi H* = kcal·mole-1 (H* = energia di attivazione) v © gsartor Cinetica enzimatica

12 In una reazione chimica
A  B v = k · [A] v © gsartor Cinetica enzimatica

13 Una reazione enzimatica
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14 In una reazione enzimatica
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15 Enzimi … proteine Gli enzimi sono sistemi catalitici, in genere…
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16 Enzimi … proteine Gli enzimi sono sistemi catalitici, in genere…
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17 Specificità degli enzimi
Stereochimica Assoluta Di gruppo Di legame v © gsartor Cinetica enzimatica

18 Specificità degli enzimi
Specificità stereochimica v © gsartor Cinetica enzimatica

19 Specificità degli enzimi
Specificità assoluta v © gsartor Cinetica enzimatica

20 Specificità degli enzimi
Specificità di gruppo Proteasi …-Leu-Arg-Gly-Phe-… Taglia qui v © gsartor Cinetica enzimatica

21 Centro catalitico His57 Asp102 Ser195 v.1.9.1 © gsartor 2001-2011
Cinetica enzimatica

22 Meccanismo delle proteasi a serina
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23 Meccanismo delle proteasi a serina
ES v © gsartor Cinetica enzimatica

24 Meccanismo delle proteasi a serina
Intermedio tetraedrico v © gsartor Cinetica enzimatica

25 Meccanismo delle proteasi a serina
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26 Meccanismo delle proteasi a serina
Acilenzima v © gsartor Cinetica enzimatica

27 Meccanismo delle proteasi a serina
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28 Meccanismo delle proteasi a serina
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29 Meccanismo delle proteasi a serina
Intermedio tetraedrico v © gsartor Cinetica enzimatica

30 Meccanismo delle proteasi a serina
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31 Meccanismo delle proteasi a serina
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32 Meccanismo delle proteasi a serina
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33 Meccanismo delle proteasi a serina
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34 Proteasi a serina (1HAX)
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35 Proteasi a serina (1HAX)
Gly193 Ser195 His57 v © gsartor Cinetica enzimatica

36 Specificità degli enzimi
Specificità di legame Esterasi Estere  Acido + Alcool v © gsartor Cinetica enzimatica

37 Classificazione degli enzimi
Singolo enzima Ureasi Complesso enzimatico Complesso piruvato deidrogenasi v © gsartor Cinetica enzimatica

38 Classificazione gerarchica degli enzimi
Ogni enzima viene classificato a secondo della reazione che catalizza. Viene classificato con un numero: EC X.Y.Z.T X = classe Y = sottoclasse Z = sotto-sottoclasse T = numero dell’enzima nella sotto-sottoclasse v © gsartor Cinetica enzimatica

39 Classificazione gerarchica degli enzimi
1. Ossidoreduttasi Catalizzano una reazione redox. 2. Transferasi Catalizzano il trasferimento di un gruppo da una molecola ad un’altra: X-Y + Z  X-Z + Y le chinasi trasferiscono un gruppo fosfato. 3. Idrolasi Catalizzano la scissione idrolitica di legami C=O, C-N, C-C, P-O-P,… v © gsartor Cinetica enzimatica

40 Classificazione gerarchica degli enzimi
4. Liasi Catalizzano scissioni di legami con meccanismi diversi dalle Ossidoreduttasi e dalle Idrolasi. 5. Isomerasi Catalizzano modificazioni geometriche. 6. Ligasi (Sintetasi) Catalizzano l’unione di due molecole accoppiata al consumo di ATP o di un altro nucleotide trifosfato. v © gsartor Cinetica enzimatica

41 Classificazione gerarchica degli enzimi
Per esempio: Alcool + NAD+  Aldeide o chetone + NADH Nome comune: alcool deidrogenasi Nome sistematico: alcool:NAD+ ossidoreduttasi EC Numero dell’enzima nella sotto-sottoclasse La sotto-sottoclasse – con NAD+ o NADP+ come accettori La sottoclasse – Agiscono sul gruppo di donatori CH-OH La classe - Ossidoreduttasi v © gsartor Cinetica enzimatica

42 v © gsartor Cinetica enzimatica

43 v © gsartor Cinetica enzimatica

44 v © gsartor Cinetica enzimatica

45 v © gsartor Cinetica enzimatica

46 Isoenzimi Questa classificazione NON riguarda gli enzimi in quanto proteine ma in quanto CATALIZZATORI La classificazione riguarda quindi gli enziomi che catalizzano una reazione. Proteine diverse (con diversa struttura primaria) che catalizzano la stessa reazione, sono ISOENZIMI v © gsartor Cinetica enzimatica

47 Isoenzimi Sono le forme multiple dovute a differenze, determinate geneticamente, di struttura primaria Sono anche isoenzimi quelle proteine che svolgono la stessa funzione ma sono geneticamente indipendenti, per esempio: EC malato deidrogenasi Citosolica (codificata dal DNA nucleare) Mitocondriale (codificata dal DNA mitocondriale) v © gsartor Cinetica enzimatica

48 Cenni di cinetica chimica
All’equilibrio v1 = v-1 v © gsartor Cinetica enzimatica

49 Cenni di cinetica chimica
Ordine di reazione I ordine v1 = k1[A] II ordine v1 = k1[A]2 oppure v1 = k1[A][B] I ordine rispetto ad A I ordine rispetto a B II ordine globale Ordine 0 v1 = k1 indipendente dalla concentrazione dei reagenti v © gsartor Cinetica enzimatica

50 Dipendenza dalla temperatura
La velocità di una reazione dipende dalla temperatura attraverso la costante di velocità k All’equilibrio v © gsartor Cinetica enzimatica

51 Dipendenza dalla temperatura
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52 Dipendenza dalla temperatura
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53 Dipendenza dalla temperatura
All’equilibrio v © gsartor Cinetica enzimatica

54 E + S  ES [E]>>[S]
Enzima e substrato In una reazione tra enzima (E) e substrato (S), possiamo distinguere tre fasi: Legame tra E e S per formare il complesso ES E + S  ES [E]>>[S] Stato prestazionario Stato stazionario Scompare il substrato, [ES] diminuisce, v diminuisce v © gsartor Cinetica enzimatica

55 Enzima e substrato [P] [S] Concentrazione [ES] [E] Tempo D[ES]/Dt ≈ 0
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56 Enzima e substrato [P] [S] Concentrazione [ES] [E] Tempo ms  ms
1a fase Stato Pre-stazionario 2a fase Stato stazionario 3a fase Fine [P] [S] Concentrazione d[P]/dt  cost. [ES] D[ES]/Dt ≈ 0 [E] ms  ms s  m  h Tempo v © gsartor Cinetica enzimatica

57 Enzima e substrato [P] [S] Concentrazione [ES] [E] Tempo ms  ms
1a fase Stato Pre-stazionario 2a fase Stato stazionario 3a fase Fine [P] [S] Concentrazione d[P]/dt  cost. [ES] D[ES]/Dt ≈ 0 [E] ms  ms s  m  h Tempo v © gsartor Cinetica enzimatica

58 Enzima e substrato Concentrazione d[ES]/dt = 0 d[E]/dt =0 Tempo
1a fase Stato Pre-stazionario 2a fase Stato stazionario 3a fase Fine d[S]/dt =cost Concentrazione d[P]/dt  cost. d[P]/dt =cost d[ES]/dt = 0 d[E]/dt =0 ms  ms s  m  h Tempo v © gsartor Cinetica enzimatica

59 Enzima e substrato In una reazione enzimatica l’ordine di reazione è variabile v © gsartor Cinetica enzimatica

60 Enzima e substrato In una reazione enzimatica l’ordine di reazione è variabile Ordine 1 Ordine 0 Velocità Velocità [S] [S] v © gsartor Cinetica enzimatica

61 Trattamento secondo Michaelis e Menten
In una reazione enzimatica: Per l’equilibrio veloce (1) INDETERMINABILE INDETERMINABILE v © gsartor Cinetica enzimatica

62 Trattamento secondo Michaelis e Menten
Per l’equilibrio veloce (1) [Etot] misurabile [Etot] = [E] + [ES] INDETERMINABILE v © gsartor Cinetica enzimatica

63 Trattamento secondo Michaelis e Menten
Da cui Costante di dissociazione del complesso ES Costante di Michaelis e Menten v © gsartor Cinetica enzimatica

64 Trattamento secondo Michaelis e Menten
La concentrazione del complesso ES Poiché: vdiretta = k2[ES] v © gsartor Cinetica enzimatica

65 Trattamento secondo Michaelis e Menten
Quando tutto Etot diventa ES allora la velocità sarà massima. Vmax = k2[Etot] Quando il substrato satura l’enzima allora la velocità sarà massima v © gsartor Cinetica enzimatica

66 Equazione di Michaelis e Menten
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67 Michaelis e Menten Leonor Michaelis (1875-1949)
Maud Menten ( ) v © gsartor Cinetica enzimatica

68 Efficienza catalitica o numero di turnover
k2 è detta anche kcat e si ottiene: k2 è detto anche numero di turnover (Moli di substrato consumate per secondo per moli di enzima) si esprime in s-1. ~1 s-1 < k2 < 106 s-1 v © gsartor Cinetica enzimatica

69 Trattamento secondo Michaelis e Menten
Bassa concentrazione (relativamente) di substrato: [S]<<KM (Ordine 1) Alta concentrazione di substrato: [S]>>KM (Ordine 0) v © gsartor Cinetica enzimatica

70 Trattamento secondo Briggs-Haldane
Da un punto di vista formale il trattamento è lo stesso di M.M., cambia il significato cinetico di KM Allo stato stazionario: v © gsartor Cinetica enzimatica

71 Significato di KM KM descrive l’interazione substrato-enzima a livello del sito di legame. KM è, dimensionalmente, una concentrazione: È la concentrazione di substrato al quale la velocità della reazione è metà della Vmax v © gsartor Cinetica enzimatica

72 Significato di Vmax Vmax è legata a k2 Vmax = k2[Etot]
Dipende dalla concentrazione dell’enzima (induzione). v © gsartor Cinetica enzimatica

73 Vmax/[Etot] = k2 (moli·l-1·s-1)/(moli·l-1)
Significato di k2 k2 è una frequenza Vmax/[Etot] = k2 (moli·l-1·s-1)/(moli·l-1) k2 = s-1 Numero di eventi per unità di tempo (numero di turnover). Proprietà cinetica dell’enzima. v © gsartor Cinetica enzimatica

74 Significato di KM e Vmax
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75 Enzima Sorgente Substrato Km (mM) n° di turnover (1/s) Acetil-CoA sintasi Cuore di bue Acetato 1.4 ATP-asi Muscolo di coniglio ATP 0.014 Alcool deidrogenasi Fegato di cavallo Etanolo 0.5 Anidrasi carbonica Eritrociti Anidride carbonica 7.5 Aspartato aminotransferasi Cuore di maiale Acido aspartico 0.9 Acido a-chetoglutarico 0.1 Acido ossalacetico 0.04 acido glutammico 4 Butirril-CoA deidrogenasi Fegato di bue Butirril-CoA Chimotripsina Pancreas bovino N-benziltirosinamide 2.5 N-formiltirosinamide 12 N-acetiltirosinamide 32 gliciltirosinamide 122 Creatina fosfochinasi Creatina 19 Esochinasi Lievito Glucosio 0.15 Cervello 0.008 Fosfatasi acida Prostata a-glicerofosfato 3 Fosfogliceraldeide deidrogenasi Gliceraldeide-3-fosfato 0.05 Glutamato deidrogenasi Fegato bovino Acido glutammico 0.12 2 Ione ammonio 57 NAD+ 0.025 NADH 0.018 Xantina ossidasi Latte Xantina 0.03 Acetaldeide 1000 v © gsartor Cinetica enzimatica

76 Enzima Sorgente Substrato Km (mM) n° di turnover (1/s) Acetil-CoA sintasi Cuore di bue Acetato 1.4 ATP-asi Muscolo di coniglio ATP 0.014 Alcool deidrogenasi Fegato di cavallo Etanolo 0.5 Anidrasi carbonica Eritrociti Anidride carbonica 7.5 Aspartato aminotransferasi Cuore di maiale Acido aspartico 0.9 Acido a-chetoglutarico 0.1 Acido ossalacetico 0.04 acido glutammico 4 Butirril-CoA deidrogenasi Fegato di bue Butirril-CoA Chimotripsina Pancreas bovino N-benziltirosinamide 2.5 N-formiltirosinamide 12 N-acetiltirosinamide 32 gliciltirosinamide 122 Creatina fosfochinasi Creatina 19 Esochinasi Lievito Glucosio 0.15 Cervello 0.008 Fosfatasi acida Prostata a-glicerofosfato 3 Fosfogliceraldeide deidrogenasi Gliceraldeide-3-fosfato 0.05 Glutamato deidrogenasi Fegato bovino Acido glutammico 0.12 2 Ione ammonio 57 NAD+ 0.025 NADH 0.018 Xantina ossidasi Latte Xantina 0.03 Acetaldeide 1000 v © gsartor Cinetica enzimatica

77 Enzima Sorgente Substrato Km (mM) n° di turnover (1/s) Acetil-CoA sintasi Cuore di bue Acetato 1.4 ATP-asi Muscolo di coniglio ATP 0.014 Alcool deidrogenasi Fegato di cavallo Etanolo 0.5 Anidrasi carbonica Eritrociti Anidride carbonica 7.5 Aspartato aminotransferasi Cuore di maiale Acido aspartico 0.9 Acido a-chetoglutarico 0.1 Acido ossalacetico 0.04 acido glutammico 4 Butirril-CoA deidrogenasi Fegato di bue Butirril-CoA Chimotripsina Pancreas bovino N-benziltirosinamide 2.5 N-formiltirosinamide 12 N-acetiltirosinamide 32 gliciltirosinamide 122 Creatina fosfochinasi Creatina 19 Esochinasi Lievito Glucosio 0.15 Cervello 0.008 Fosfatasi acida Prostata a-glicerofosfato 3 Fosfogliceraldeide deidrogenasi Gliceraldeide-3-fosfato 0.05 Glutamato deidrogenasi Fegato bovino Acido glutammico 0.12 2 Ione ammonio 57 NAD+ 0.025 NADH 0.018 Xantina ossidasi Latte Xantina 0.03 Acetaldeide 1000 v © gsartor Cinetica enzimatica

78 Linearizzazione dell’equazione di Michaelis e Menten
v © gsartor Cinetica enzimatica

79 Lineweaver-Burk Inversione v.1.9.1 © gsartor 2001-2011
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80 Lineweaver-Burk 1/v 1/Vmax Pendenza = KM/Vmax -1/KM 1/[S]
1/[S] v © gsartor Cinetica enzimatica

81 Eadie-Hofstee Trasformazione v/[s] v Vmax/KM Pendenza = - 1/KM Vmax
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82 Eadie-Hofstee (oppure)
Trasformazione Vmax v Pendenza = - KM Vmax/KM v/[s] v © gsartor Cinetica enzimatica

83 Reazioni enzimatiche con più substrati
Meccanismo sequenziale: i substrati si legano in modo sequenziale: Prima uno poi l’altro in ordine preciso: Meccanismo sequenziale ordinato Senza un ordine preciso: Meccanismo sequenziale casuale Meccanismo a ping-pong v © gsartor Cinetica enzimatica

84 Meccanismo sequenziale ordinato
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85 Meccanismo sequenziale casuale
DNA POLIMERASI DIIDROFOLATO REDUTTASI v © gsartor Cinetica enzimatica

86 Meccanismo a ping-pong
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87 Centro catalitico His57 Asp102 Ser195 v.1.9.1 © gsartor 2001-2011
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88 Meccanismo delle proteasi a serina
v © gsartor Cinetica enzimatica

89 Meccanismo delle proteasi a serina
v © gsartor Cinetica enzimatica

90 Meccanismo delle proteasi a serina
E’A  E’P v © gsartor Cinetica enzimatica

91 Meccanismo delle proteasi a serina
Acilenzima E’P + B v © gsartor Cinetica enzimatica

92 Reazioni enzimatiche con più substrati
Il trattamento è complesso, occorre fare lo studio cinetico tenendo fissa la concentrazione di uno dei substrati (B) variando l’altro (A), così, di grafici di Lineweaver-Burk si può avere una descrizione del meccanismo: 1/[A] 1/v [B] Sequenziale casuale Ping-pong v © gsartor Cinetica enzimatica

93 Regolazione dell’attività enzimatica
I fattori che regolano l’attività enzimatica sono: Temperatura Enzimi solubili o di membrana pH Effettori Inibitori (inattivatori) Attivatori Effetti allosterici Concentrazione di substrati e prodotti Vie metaboliche Repressione o induzione genica v © gsartor Cinetica enzimatica

94 Temperatura La velocità delle reazioni chimiche dipende dalla temperatura. La stabilità di una proteina dipende dalla temperatura. Denaturazione Aumento cinetico optimum Velocità Temperatura v © gsartor Cinetica enzimatica

95 Temperatura La temperatura influenza la fluidità di membrana
Enzima solubile Enzima di membrana Temperatura di transizione della fase lipidica Ln v Ln v Temperatura alta 1/T Temperatura bassa Temperatura alta 1/T Temperatura bassa v © gsartor Cinetica enzimatica

96 pH La stabilità di una proteina dipende dal pH.
Alcuni processi coinvolgono valori estremi di pH Aceticolinesterasi Pepsina Tripsina Velocità relativa 2 6 pH 10 v © gsartor Cinetica enzimatica

97 Effettori Attivatori Inibitori
La differenza non è netta, la stessa molecola può funzionare in entrambi i modi a seconda delle condizioni Carica Concentrazione Enzima legato ad altre molecole … v © gsartor Cinetica enzimatica

98 Inibitori Si definiscono inibitori quelle molecole che diminuiscono l’attività di un enzima, possono dare Inibizione reversibile Modificano in modo reversibile (in genere attraverso un legame non covalente) l’enzima Inibizione irreversibile Modificano in modo irreversibile l’enzima v © gsartor Cinetica enzimatica

99 Inibitori reversibili
A secondo delle loro caratteristiche si definiscono: Inibitori competitivi Inibitori non competitivi Inibitori acompetitivi v © gsartor Cinetica enzimatica

100 Inibitori competitivi
Agiscono competendo con il substrato per lo stesso sito di legame, agiscono quindi sulla formazione del complesso ES. L’inibizione è rimossa aumentando la concentrazione di S v © gsartor Cinetica enzimatica

101 Inibitori competitivi
Senza inibitore Con inibitore v © gsartor Cinetica enzimatica

102 Inibitori competitivi
Senza inibitore Con inibitore v © gsartor Cinetica enzimatica

103 Inibitori competitivi
SUBSTRATO INIBITORE Sono molecole simili al substrato Occupano lo stesso sito di legame SITO ATTIVO DELL’INZIMA SUBSTRATO ED INIBITORE SI LEGANO ALLO STESSO SITO PRODOTTI IL LEGAME DELL’INIBITORE PREVIENE IL LEGAME DEL SUBSTRATO v © gsartor Cinetica enzimatica

104 Biosintesi del colesterolo
Viene sintetizzato nelle cellule epatiche a partire da acetil-CoA per formare 3-R-mevalonato. v © gsartor Cinetica enzimatica

105 HMG reduttasi EC È una glicoproteina di membrana del reticolo endoplamatico, Il suo peso molecolare è di 97 kD, Il sito attivo è rivolto verso il citoplasma. È anch’essa regolata dal sistema protein chinasi. HMG CoA NADP v © gsartor Cinetica enzimatica

106 HMG reduttasi EC Viene inibita dalle statine, usate come farmaci per ridurre elevati livelli di colesterolo. Mevastatina v © gsartor Cinetica enzimatica

107 Inibitori competitivi
v © gsartor Cinetica enzimatica

108 Inibitori non competitivi
Agiscono legandosi in un sito diverso dal sito di legame del substrato il quale può comunque legarsi. L’inibizione NON è rimossa aumentando la concentrazione di S v © gsartor Cinetica enzimatica

109 Inibitori non competitivi
Senza inibitore Con inibitore v © gsartor Cinetica enzimatica

110 Inibitori non competitivi
Senza inibitore Con inibitore v © gsartor Cinetica enzimatica

111 Inibitori non competitivi
INIBITORE SITO ATTIVO DELL’INZIMA Sono molecole diverse dal substrato, si legano ad un proprio sito Ioni metallici (Cu++) Complessanti (EDTA) Modulatori SUBSTRATO SITO INIBITORIO (REGOLATORIO) SUBSTRATO ED INIBITORE SI LEGANO A SITI DIVERSI IN ASSENZA DI INBITORE SI FORMANO I PRODOTTI LA PRESENZA DELL’INIBITORE RIDUCE LA VELOCITÀ DI FORMAZIONE DEL PRODOTTO v © gsartor Cinetica enzimatica

112 Inibitori acompetitivi
Agiscono legandosi e bloccando il complesso enzima-substrato. v © gsartor Cinetica enzimatica

113 Inibitori acompetitivi
Senza inibitore Con inibitore v © gsartor Cinetica enzimatica

114 Inibitori acompetitivi
Senza inibitore Con inibitore v © gsartor Cinetica enzimatica

115 Riassumendo… Inibizione competitiva Inibizione non competitiva
Inibizione acompetitiva v © gsartor Cinetica enzimatica

116 …riassumendo Tipo di inibizione VMAXapp KMapp Nessuna VMAX KM
Competitiva aKM Non competitiva VMAX/a’ aKM /a’ Acompetitiva VMAX /a’ KM /a’ v © gsartor Cinetica enzimatica

117 Inibitori irreversibili
Inibitore Formula Origine Meccanismo Ione cianuro CN- Mandorle amare Complessa gli ioni metallici nelle proteine Diisopropil fluorofosfato (DFP) Sintetico Inibisce gli enzimi con serina nel sito attivo Sarin Come il DFP Fisostigmina Frutto del calabar v © gsartor Cinetica enzimatica

118 Inibitori irreversibili
Inibitore Formula Origine Meccanismo Parathion Sintetico Come il DFP (particolarmente attivo su acetilcolinesterasi di insetti) N-tosil-L-fenilalanina clorometil chetone (TPCK) Reagisce con l’His-57 della chimotripsina Penicillina Penicillum Notatum Inibisce gli enzimi della sintesi della parete batterica v © gsartor Cinetica enzimatica

119 Attivatori Sono molecole che aumentano (o permettono) l’attività enzimatica Protezione dell’enzima Glutatione Ioni metallici Attivazione per azione sulle subunità Azione proteolitica su proenzimi Enzima inattivo + cAMP  Subunità + Subunità catalitica regolatrice v © gsartor Cinetica enzimatica

120 Procarbossipeptidasi
Attivatori Azione proteolitica su proenzimi Tripsinogeno Chimotripsinogeno p-chimotripsina a-chimotripsina + + Enteropeptidasi Tripsina Proelastasi Elastasi + Procarbossipeptidasi Carbossipeptidasi + v © gsartor Cinetica enzimatica

121 Effetti allosterici Un enzima allosterico è, in genere, un oligomero con subunità correlate. Gli effetti allosterici consistono nel legame di un effettore ad un sito diverso da quello del substrato con conseguente variazione delle proprietà cinetiche dell’enzima. L’effettore può essere lo stesso substrato (effettori omotropici) o diverso (effettori eterotropici). Sito attivo Sito dell’effettore v © gsartor Cinetica enzimatica

122 Effetto allosterico Un enzima allosterico è un oligomero con subunità correlate la cui attività (Km) viene influenzate dal legame del substrato v © gsartor Cinetica enzimatica

123 Effetti allosterici Il legame con l’effettore modifica (modula) le proprietà di legame del substrato. La velocità dipende da [S] come una sigmoide. n = indice di cooperatività (costante di Hill) n = 1 nessuna cooperatività n > 1 cooperatività positiva n < 1 cooperatività negativa v © gsartor Cinetica enzimatica

124 Effetti allosterici Il legame con l’effettore modifica (modula) le proprietà di legame del substrato. La velocità dipende da [S] come una sigmoide. n = indice di cooperatività Emoglobina v © gsartor Cinetica enzimatica

125 Vie metaboliche Una via metabolica è data da un insieme di reazioni catalizzate da enzimi che si susseguono l’una all’altra. Le vie metaboliche sono regolate: Inibizione da prodotto Attivazione da substrato Attivazione compensatoria v © gsartor Cinetica enzimatica

126 Vie metaboliche ramificate
Inibizione multivalente Inibizione cooperativa v © gsartor Cinetica enzimatica

127 Vie metaboliche ramificate
Inibizione cumulativa Inibizione di enzimi multipli v © gsartor Cinetica enzimatica

128 Catabolismo e anabolismo
v © gsartor Cinetica enzimatica

129 Regolazione genica Un’altra via con la quale viene regolata l’attività di uno o più enzimi è attraverso l’induzione o la repressione genica della sintesi proteica di quella proteina con attività enzimatica. Anche per gli enzimi esiste una sorta di omeostasi. v © gsartor Cinetica enzimatica

130 Regolazione genica Un’altra via con la quale viene regolata l’attività di uno o più enzimi è attraverso l’induzione o la repressione genica della sintesi proteica di quella proteina con attività enzimatica. Anche per gli enzimi esiste una sorta di omeostasi. v © gsartor Cinetica enzimatica

131 Crediti e autorizzazioni all’utilizzo
Questo materiale è stato assemblato da informazioni raccolte dai seguenti testi di Biochimica: CHAMPE Pamela , HARVEY Richard , FERRIER Denise R. LE BASI DELLA BIOCHIMICA [ISBN ] – Zanichelli NELSON David L. , COX Michael M. I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER - Zanichelli GARRETT Reginald H., GRISHAM Charles M. BIOCHIMICA con aspetti molecolari della Biologia cellulare - Zanichelli VOET Donald , VOET Judith G , PRATT Charlotte W  FONDAMENTI DI BIOCHIMICA [ISBN ] - Zanichelli E dalla consultazione di svariate risorse in rete, tra le quali: Kegg: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes Brenda: Protein Data Bank: Rensselaer Polytechnic Institute: Il materiale è stato inoltre rivisto e corretto dalla Prof. Giancarla Orlandini dell’Università di Parma alla quale va il mio sentito ringraziamento. Questo ed altro materiale può essere reperito a partire da: oppure da gsartor.org/ Il materiale di questa presentazione è di libero uso per didattica e ricerca e può essere usato senza limitazione, purché venga riconosciuto l’autore usando questa frase: Materiale ottenuto dal Prof. Giorgio Sartor Università di Bologna a Ravenna Giorgio Sartor -