Cel tot molecuul Thema 4 Metabolisme en enzymologie

Thema 4 Metabolisme en enzymologie
HC11 Ligand-eiwit binding en enzymologie

Eiwitbindingen in onze cellen
- Eiwitten binden aan andere moleculen
 Soms kortdurend en zwak
 Soms sterk

Ligand-eiwit binding
- Non-covalente interactie
 Waterstofbruggen
 Elektrostatische aantrekkingskrachten
 VdWaals aantrekkingskrachten




- Soms komen moleculen samen kunnen ze één of twee non-covalente bindingen maken maar
vallen meteen weer uit elkaar door thermal motions
- Sommige perfecte match dus heel veel non-covalente binding
 Als eiwit perfect past dan bindt het aan ligand

Leerdoelen
- Receptor ligand interactie
 Receptor ligand kinetiek
- Enzym substraat interactie (substraat is andere naam voor een ligand van een enzym)
 Michaelis Menten kinetiek
 Enzym remmers




Cellulaire communicatie
- Receptoren -> afstand communiceren ->
stofjes uitscheiden

, - Pancreas beta cel -> insuline binden aan receptor spiercel -> glucose transporters naar het
membraan en glucose opnemen
 Als concentratie insuline toeneemt
 Meer receptoren gebonden met insuline
 Alle receptoren gebonden -> maximale hoeveelheid gebonden ligand -> saturatie
bereikt
 Verzadigingscurve
 Wiskundig gezien -> plaatje
 Afhankleijk bindingsterkte (meer rechts),
zwakker makkelijk uiteenvallen dan meer
rechts
 Affiniteit -> dissociatie constante
 KL-> concentratie ligand waarbij 50%
receptoren bezet -> makkelijk te zien in curve
- Ook wel dissociatie constante genoemd

Enzymen
- Biologische katalysator
 Stof die biochemische reactie
kan versnellen (maken of
breken covalente bindingen)
- Ligand enzym -> substraat
- Zetten substraten op im producten
- Naam eindigd meestal op -ase
- Ongeveer 5000 verschillende enzymen

Voorbeeld enzym orotidine 5’-phosfaat decarboxylase
- Katalyseert reactie in pyrimidine biosynthese -> DNA, RNA synthese
- Mét enzym 1 reactie per milliseconde
- Zonder enyzm 1 reactie per miljoen jaar

Enzymen verlagen de activatie energie van een reactie
- Hierdoor kan reactie starten
- Verlagen activatieenergie door substraat in actieve centrum binden
 Zo kan bijv twee substraten in juiste positie brengen voor reactie
 Optimale omgeving reactie creeren (pH, polariteit)
 Substraat ombuigen zodat een binding makkleijk verbreekt




Twee modellen van enzym substraat interactie
- Sleutel-slot model
- Induced-fit model
 Als binding begint niet meteen heel sterk
 Maar vormverandering plaats en binding steeds beter

,  Door vormverandering activeringsenergie al gelijk verlaagd

Michaelis-menten
- Simpel model om enzym
kinetiek te beschrijven

Enzymen ook bindingsreactie
(evenwicht)
- Aan de andere kant katalyse

Reactiesnelheid -> eigenlijk hoeveel product wordt er gevormd per
tijdseenheid door enzym
- Als concentraat toeneemt enzymen binden tot saturatie ->
maximale snelheid

Vmax bepaald door hoeveelheid enzym (meer enzym kan meer
substraat binden)
Kcat -> turnovergetal van enzym -> aantal reacties per seconde
- Eigenlijk eigenschap per enzym (hoeveel reacties kan hij per minuut/seconde/etc uitvoeren)
- Carboxic anhydrase 600.000 bijv, en lysozyme 0.5 (ter illustratie
Km -> Mihaelis constante
- Concentratie substraat waarbij V is ½ max
 Maar omdat katalyse reactie erachter bij uiteenvallen Kcat
- Maat affiniteit: lage Km -> hoge affiniteit

Enzym remmers
- Remmers kunnen aan enzymen binden
- Remmers van enzym die schadelijk zijn voor de cel (proteases,
breken eiwitten af, en nuclease)
 Bijv. ribonuclease inhibitor -> eiwit dat ribonuclease bindt)
- Downstram producten uit een metabole pathway remmen een
enzym -> feedback inhibitie
 Om te voorkomen dat D ophoopt! Remt D ook enzym 1
- Van buiten het lichaam
 Gif
 Persitciden
 Medicijnen
 Medicijnen voor jicht -> bij afbraak purines
(DNA, RNA) wordt urinezuur gevormd, slecht oplosbaar, als niet goed afgevoerd
door nieren op plekken slecht doorbloed naalden door kristallen vormen
 Allopurinol -> enzymremmer -> remt xantineoxidase zodat minder
urinezuurvorming
Bekende medicijnen die werken als
enzymremmers -> zie plaatje

Soorten enzym remmers
- Irreversibele remmers