XXXVII
Hoorcollege 14 & 15: Enzymen, Lipiden en Membranen
Kenmerken enzymen
• Enzymen blijven onveranderd, ze nemen deel aan een reactie maar veranderen niet.
• Substraat ondergaat verandering i.c.m. het enzym (katalyseert de reactie) waardoor het
product gevormd wordt
• Enzymen verhogen de efficiëntie van een reactie (Verlagen de activeringsenergie)
o De snelheid van een reactie wordt bepaald door de overgangsenergie
o Het evenwicht van een reactie is bepaald door de wetten van thermodynamica
o Enzymen hebben geen invloed op het evenwicht, maar beïnvloeden alleen de
snelheid van de reactie
o Enzymen zijn specifiek – substraatspecifiek – en zorgen voor één product.
▪ Ook als het substraat meerdere reacties aan kan gaan, kan het enzym slechts
1 van deze processen katalyseren.
Drie hoofdprincipes van katalyse
1. Een enzym bindt aan twee substraat-moleculen en oriënteert beide zo dat er een reactie
plaats vindt tussen de twee substraten.
2. Een enzym bindt aan een substraat en past de elektronen zo aan, dat er een deels negatieve
en positieve lading ontstaat dat een reactie bevordert.
3. Een enzym zet druk op het gebonden substraat en forceert het tot een staat van transitie dat
een reactie bevordert.
Lysozym lyseert bacteriën
• Werd ontdekt in 1922 door Flemming
• Het enzym knipt een polysaccharideketen in de bacteriële celwand
• Lysozym is een glycosidase (Het knipt suikers)
• Het substraat: Nag – Nam – Nag – Nam – Nag – Nam
Het is een compact eiwit, met 129 residuen (aminozuren). Er vormen zwavelbruggen, waardoor het
enzym dichtvouwt. Glutamaat en Aspartaat hebben een functie binnen de actieve site.
• Het lysozym knipt de polysaccharideketens tussen suikers D en E. De groeve bevat 6 suiker-
residuen.
• Residue 4 op D positie wordt vervormd door glu 35 en asp 52
• Zure zijgroep van asp 52 vormt covalente binding met C1 van suiker D
• Glu 25 doneert H+ aan -O- tussen suiker D en E
• Hydrolyse verbreekt de suikerbinding met ASP 52 en de twee aminozuren zijn weer in
oorspronkelijke staat terug.
Biomedische wetenschappen – Cellen
, XXXVIII
Enzymactiviteit regulatie
De meeste enzymen hebben 2 functionele domeinen:
1. Substraatbinding, actieve site
2. Ligandbinding, klein regulatiemolecuul
Binding van substraat en ligand beïnvloed de conformatie van het enzym:
• De meeste enzymen zijn allosterische eiwitten
o Ze komen voor in 2 conformaties (Actieve conformatie, Niet-actieve conformatie)
• De activiteit van een enzym kan worden gereguleerd door conformatieveranderingen.
Ligandbinding
• Ligandbindend domein ligt tegen actieve site van het substraatbindingsdomein
• Doormiddel van een regelmolecuul, verandert de ligandbindingsdomein van vorm
• Door deze verandering maskeert dit domein de actieve site niet meer, waardoor er een
substraat gebonden kan worden
Fosforylering – Regulatie
• Serine
• Threonine
• Tyrosine
Fosforylering kan een eiwit uitzetten of aanzetten (In sommige gevallen zorgt fosforylering voor een
inactief enzym, in andere gevallen een actief enzym)
Regulatie door modificatie
Ras proto-oncogen
GDP-GTP schakelaar
Door GTP hydrolyse ontstaat er een GDP in de plaats, waardoor het enzym inactief wordt.
(Relevant voor P T&M)
Feedback-inhibitie/stimulatie
Celmembranen
• Dubbele laag lipiden (bi-laag)
• Kopje is Hydrofiel
• Staart is Hydrofoob
• Een cel is een georganiseerde, dynamische eenheid, vol met membranen.
• Amfipathische moleculen vormen de basis van biologische membranen
• Doorsnede membraan is 5-10 nm = 50 – 100 Angstrom
Impermeabel: Vormt een barrière mbv fosfolipiden tussen:
• Binnen/buiten de cel
• Compartimenten van de cel
Selectief permeabel:
• Er zijn transportsystemen via membraaneiwitten voor:
• Importeren en exporteren van specifieke moleculen
• Doorgeven van signalen tussen buiten/binnen de cel
Biomedische wetenschappen – Cellen
Hoorcollege 14 & 15: Enzymen, Lipiden en Membranen
Kenmerken enzymen
• Enzymen blijven onveranderd, ze nemen deel aan een reactie maar veranderen niet.
• Substraat ondergaat verandering i.c.m. het enzym (katalyseert de reactie) waardoor het
product gevormd wordt
• Enzymen verhogen de efficiëntie van een reactie (Verlagen de activeringsenergie)
o De snelheid van een reactie wordt bepaald door de overgangsenergie
o Het evenwicht van een reactie is bepaald door de wetten van thermodynamica
o Enzymen hebben geen invloed op het evenwicht, maar beïnvloeden alleen de
snelheid van de reactie
o Enzymen zijn specifiek – substraatspecifiek – en zorgen voor één product.
▪ Ook als het substraat meerdere reacties aan kan gaan, kan het enzym slechts
1 van deze processen katalyseren.
Drie hoofdprincipes van katalyse
1. Een enzym bindt aan twee substraat-moleculen en oriënteert beide zo dat er een reactie
plaats vindt tussen de twee substraten.
2. Een enzym bindt aan een substraat en past de elektronen zo aan, dat er een deels negatieve
en positieve lading ontstaat dat een reactie bevordert.
3. Een enzym zet druk op het gebonden substraat en forceert het tot een staat van transitie dat
een reactie bevordert.
Lysozym lyseert bacteriën
• Werd ontdekt in 1922 door Flemming
• Het enzym knipt een polysaccharideketen in de bacteriële celwand
• Lysozym is een glycosidase (Het knipt suikers)
• Het substraat: Nag – Nam – Nag – Nam – Nag – Nam
Het is een compact eiwit, met 129 residuen (aminozuren). Er vormen zwavelbruggen, waardoor het
enzym dichtvouwt. Glutamaat en Aspartaat hebben een functie binnen de actieve site.
• Het lysozym knipt de polysaccharideketens tussen suikers D en E. De groeve bevat 6 suiker-
residuen.
• Residue 4 op D positie wordt vervormd door glu 35 en asp 52
• Zure zijgroep van asp 52 vormt covalente binding met C1 van suiker D
• Glu 25 doneert H+ aan -O- tussen suiker D en E
• Hydrolyse verbreekt de suikerbinding met ASP 52 en de twee aminozuren zijn weer in
oorspronkelijke staat terug.
Biomedische wetenschappen – Cellen
, XXXVIII
Enzymactiviteit regulatie
De meeste enzymen hebben 2 functionele domeinen:
1. Substraatbinding, actieve site
2. Ligandbinding, klein regulatiemolecuul
Binding van substraat en ligand beïnvloed de conformatie van het enzym:
• De meeste enzymen zijn allosterische eiwitten
o Ze komen voor in 2 conformaties (Actieve conformatie, Niet-actieve conformatie)
• De activiteit van een enzym kan worden gereguleerd door conformatieveranderingen.
Ligandbinding
• Ligandbindend domein ligt tegen actieve site van het substraatbindingsdomein
• Doormiddel van een regelmolecuul, verandert de ligandbindingsdomein van vorm
• Door deze verandering maskeert dit domein de actieve site niet meer, waardoor er een
substraat gebonden kan worden
Fosforylering – Regulatie
• Serine
• Threonine
• Tyrosine
Fosforylering kan een eiwit uitzetten of aanzetten (In sommige gevallen zorgt fosforylering voor een
inactief enzym, in andere gevallen een actief enzym)
Regulatie door modificatie
Ras proto-oncogen
GDP-GTP schakelaar
Door GTP hydrolyse ontstaat er een GDP in de plaats, waardoor het enzym inactief wordt.
(Relevant voor P T&M)
Feedback-inhibitie/stimulatie
Celmembranen
• Dubbele laag lipiden (bi-laag)
• Kopje is Hydrofiel
• Staart is Hydrofoob
• Een cel is een georganiseerde, dynamische eenheid, vol met membranen.
• Amfipathische moleculen vormen de basis van biologische membranen
• Doorsnede membraan is 5-10 nm = 50 – 100 Angstrom
Impermeabel: Vormt een barrière mbv fosfolipiden tussen:
• Binnen/buiten de cel
• Compartimenten van de cel
Selectief permeabel:
• Er zijn transportsystemen via membraaneiwitten voor:
• Importeren en exporteren van specifieke moleculen
• Doorgeven van signalen tussen buiten/binnen de cel
Biomedische wetenschappen – Cellen
