STEREOCHIMICA DELLE REAZIONI ENZIMATICHE

Presentazione sul tema: "STEREOCHIMICA DELLE REAZIONI ENZIMATICHE"— Transcript della presentazione:

1 STEREOCHIMICA DELLE REAZIONI ENZIMATICHE

2 GI ENZIMI SONO STEREOSPECIFICI

3 non sono sovrapponibili
Enantiomeri Due enantiomeri non sono sovrapponibili

4 simmetria ed è achirale Non possiede un piano di
2, cloropropano 2, clorobutano Possiede un piano di simmetria ed è achirale Non possiede un piano di simmetria ed è chirale

5 LA CONVENZIONE DI FISHER (notazione D L
Formule proiettive di Fisher

6 D-gliceraldeide D-amminoacido

7 IL SISTEMA CAHN-INGOLD-PRELOG (Notazione R S)

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9 Il sito attivo di enzima, essendo asimmetrico, può conferire
asimmetria alle reazioni di substrati simmetrici (prochiralici) in quanto li lega in modo asimmetrico.

10 L’etanolo è una molecola prochiralica

11 Ha è pro-R, mentre Hb è pro-S.

12 Le due facce di un composto contenenti un atomo di carbonio
trigonale sono definite “re” (rectus) e “si” (sinister) Un altro esempio di reazione asimmetrica di composti simmetrici legati ad un enzima si trova nelle reazioni dei composti carbonilici e di doppi legami carbonio-carbonio

13 Il riconoscimento di un carbonio chiralico da parte di un enzima
implica che almeno tre dei sostituenti interagiscano con l’enzima. Se interagiscono solo due gruppi, gli altri due possono essere interscambiati:

14 STEREOSPECIFICITA’ DEGLI ENZIMI
Gli enzimi sono altamente stereospecifici nelle reazioni che catalizzano Il caso dell’alcol deidrogenasi del lievito (YADH) :

15 NICOTINAMIDE ADENINA DINUCLEOTIDE
NADH NICOTINAMIDE ADENINA DINUCLEOTIDE

16 della YADH mediante la seguente serie di esperimenti:
Westheimer e Vennesland identificarono la natura stereospecifica della reazione della YADH mediante la seguente serie di esperimenti: 2) Se il NADD viene isolato ed usato nella reazione inversa, il deuterio viene trasferito quantitativamente all’etanolo 1) Usando etanolo deuterato si produce NADD 3) Se viene prodotto l’enantiomero dell’etanolo mostrato nel passaggio precedente, questo non è in grado di trasferire il deuterio al NAD+

17 Individuazione di intermedi dal mantenimento o dall’inversione
di configurazione nei centri chiralici: Stereochimica delle reazioni nucleofile. 1) La reazione di tipo SN2 porta all’inversione della configurazione

18 1) La reazione di tipo SN1 non porta all’inversione della configurazione

19 L’attesa inversione di configurazione a condotto a certi criteri per
L’individuazione di intermedi in reazioni enzimatiche. Un attacco diretto del nucleofilo porta ad inversione della configurazione, mentre la partecipazione dell’enzima come nucleofilo comporta il mantenimento della configurazione:

20 LE REAZIONI DEL FOSFATO CHIRALICO
Una reazione di trasferimento fosforilico quale: Può procedere secondo due tipi di meccanismi, analoghi ai meccanismi SN1 e SN2 della chimica del carbonio

21 Meccanismo dissociativo:
Procede attraverso l’eliminazione del gruppo dislocato per produrre un intermedio metafosfato instabile e poi la rapida addizione del nucleofilo

22 Meccanismo associativo:
Addizione del nucleofilo con formazione di un intermedio pentacovalente, seguita dall’eliminazione del gruppo dislocato. Meccanismo allineato: Meccanismo adiacente:

23 Il processo di pseudorotazione del meccanismo adiacente
(Gruppo uscente) (Gruppo uscente) (Gruppo entrante) (Gruppo entrante) bipiramide trigonale

24 Reazione associativa allineata (inversione) Reazione dissociativa (inversione) adiacente (mantenimento) Formazione di un intermedio covalente tra substrato ed enzima meccanismo allineato (mantenimento) meccanismo adiacente

25 Controllo stereoelettronico delle reazioni enzimatiche :
gli enzimi dipendenti dal piridossale 5’-fosfato

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33 1) Reactions proceeding through elimination of CO2 from Ca:
decarboxylation transaminating decarboxylation 2) Reactions proceeding through deprotonation of Ca: racemization transamination b-decarboxylation b-elimination b-replacement g-elimination g-replacement 3) Reactions proceeding through elimination of the side chain a-synthesis aldolic cleavage