Catalisi enzimatica e controllo metabolico 16 settembre 2005 Catalisi enzimatica e controllo metabolico Umberto Mura Dipartimento di Biologia Università di Pisa S.Miniato 2005
L'oggetto misterioso S.Miniato 2005
la marmitta catalitica NO2 CO CH N2 CO2 H2O la marmitta catalitica S.Miniato 2005
Una reazione chimica + + A A B equilibrio zero tempo S.Miniato 2005
Ci troviamo in una condizione di equilibrio Il tempo passa ma apparentemente nulla cambia ! Facciamo partire il cronometro ! 1° esperimento Ci troviamo in una condizione di equilibrio S.Miniato 2005
Facciamo partire il cronometro ! Dopo un po’ di tempo ! 2° esperimento S.Miniato 2005
Abbiamo raggiunto una condizione di equilibrio Ancora un po’ di tempo e nulla cambia piu’ 2° esperimento Abbiamo raggiunto una condizione di equilibrio S.Miniato 2005
Facciamo partire il cronometro ! 3° esperimento S.Miniato 2005
Dopo un po’ di tempo si raggiunge l’ equilibrio 3° esperimento Dopo un po’ di tempo si raggiunge l’ equilibrio S.Miniato 2005
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Coraggio ragazzi vi dò una mano S.Miniato 2005
Facciamo partire il cronometro ! 4° esperimento S.Miniato 2005
Dopo un po’ di tempo si raggiunge un equilibrio 4° esperimento ……di sicuro un tempo più breve di quello che abbiamo dovuto aspettare nell’esperimento precedente S.Miniato 2005
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Il catalizzatore interviene nel processo aumentandone la velocità Alcuni eventi possono realizzarsi solo se è presente un opportuno catalizzatore S.Miniato 2005
una via metabolica la glicolisi la glicolisi La glicolisi Mappa metabolica una via metabolica la glicolisi la glicolisi La glicolisi
I catalizzatori di tali reazioni prendono il nome di enzimi Mappa metabolica Tutte le reazioni che avvengono nelle cellule sono reazioni catalizzate I catalizzatori di tali reazioni prendono il nome di enzimi Gli enzimi sono grosse molecole chiamate proteine Le proteine vengono formate dentro la cellula unendo tra di loro molecole più piccole, gli amminoacidi
Anche le reazioni di sintesi e di degradazione delle proteine richiedono la presenza di enzimi S.Miniato 2005
la catalisi enzimatica + la catalisi enzimatica enzima
Modello della serratura e della chiave Modello dell’ adattamento indotto: enzima e substrato si modificano a vicenda. in alcune in reazioni a due substrati solo il cambiamento conformazionale indotto nell'enzima dal legame con il primo substrato permette al secondo substrato di legarsi.
gli enzimi sono catalizzatori modulabili Sintesi e degradazione della proteina Stimolazione o inibizione da parte di: piccole molecole (metaboliti, ioni) grosse molecole (proteine, acidi nucleici) Stimolazione o inibizione mediante modifiche covalenti reversibili
enzimi michaeliani Vmax [S] Vo = KM + [S] P S E Vmax velocità massima di reazione concentrazione di S S. Miniato 2005
velocità massima di reazione 2Vmax 1 2 [E] velocità massima di reazione Vmax 1 [E] vo concentrazione di S S. Miniato 2005
gli enzimi sono catalizzatori modulabili Sintesi e degradazione della proteina Stimolazione o inibizione da parte di: piccole molecole (metaboliti, ioni) grosse molecole (proteine, acidi nucleici) Stimolazione o inibizione mediante modifiche covalenti reversibili S. Miniato 2005
le dimensioni
Gli enzimi possono essere inibiti vo concentrazione di S Vmax + inibitore - inibitore S. Miniato 2005
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Non tutti gli enzimi sono di tipo michaeliano Vmax vo enzima allosterico concentrazione di S S. Miniato 2005
+ S. Miniato 2005
gli enzimi sono catalizzatori modulabili Sintesi e degradazione della proteina Stimolazione o inibizione da parte di: piccole molecole (metaboliti, ioni) grosse molecole (proteine, acidi nucleici) Stimolazione o inibizione mediante modifiche covalenti reversibili S. Miniato 2005
+ enzima inattivo enzima attivo substrato prodotto
Le cascate enzimatiche ATP ADP o-I m-I H2O Pi OH O P Ea Ra S. Miniato 2005
P2 P1 P4 P3 P5 S P6 d a b e c g h f i S. Miniato 2005
gli enzimi = sensori molecolari con attività catalitica in conclusione controllo metabolico = controllo cinetico controllo cinetico = controllo enzimatico gli enzimi = catalizzatori modulabili gli enzimi = sensori molecolari con attività catalitica
S.Miniato 2005 FINE