Samenvatting enzymkinetiek
1. Eénsubstraatsreacties
Steady-state = de fase van een enzymatische reactie waarin de concentratie
enzym-substraatcomplex (ES) stabiel blijft
➔ De snelheid van de vorming van het ES-complex is gelijk aan de snelheid van de afbraak ervan
➔ Bv. het aantal werknemers in een bedrijf is steady-state als het aantal arbeiders dat jaarlijks
ontslagen wordt, spontaan weggaat en op pensioen gaat gelijk is aan het aantal nieuw
aangeworven werknemers
➔ Als een enzym gemengd wordt met een overmaat substraat dan is er een korte periode, de
presteady-state, waarin de concentraties van de tussenproducten (ES) opgebouwd wordt tot
het steady-state niveau
➔
➔ Equilibrium = evenwicht
➔ A (absorbance) = E (extinctie)
De Michaëlis-Menten vergelijking:
➔ Maximal velocity = maximale snelheid (vmax)
➔ KM = de Michaëlis-Menten constante
➔ Voor de meeste enzymen verandert de
katalysesnelheid met de substraatconcentratie
volgens de MM-curve
➔ Bij een constante [E] + een lage [S] is de snelheid
rechtevenredig met de [S]
→ Bij een hoge [S] is de reactiesnelheid
onafhankelijk van de [S]
➔ Het substraat (S) bindt op het enzym (E) met vorming van een enzym-substraatcomplex (ES)
→ Dit gebeurt met een snelheidsconstante k1
→ Het ES-complex kan verdwijnen door:
Dissociatie met een snelheidsconstante k2
EN/OF
Door reactie waarbij een reactieproduct (P) gevormd wordt met een
snelheidsconstante k3
, De michaëlis-Menten vergelijking:
→ [Et] = totale enzymconcentratie
Als [S] heel hoog is, zijn alle enzymen verzadigd
→ [Et] ≈ [ES]
→ v = k3 . [Et] = vmax ---> DUS:
De Michaëlis-Menten constante (KM):
▪ = Een maat voor de affiniteit van een enzym voor zijn substraat
→ Een kleine KM betekent sterke binding met substraat of een grote affiniteit
→ Een grote KM betekent zwakke binding met substraat of een kleine affiniteit
▪ Geeft de [S] weer waarbij de reactiesnelheid de helft van de maximale snelheid (vmax) bereikt
→ M.a.w. de helft van de actieve centra is gebonden met substraat
→
▪ Voor de meeste enzymen ligt de KM-waarde tussen 10-1 en 10-6M
▪ Is afhankelijk van:
Het enzym → de KM-waarde van enzymen kan sterk variëren
De aard van het substraat
De pH
De temperatuur
De ionsterkte
De maximale snelheid (vmax):
▪ = De reactiesnelheid waarbij alle actieve centra verzadigd zijn met substraat
▪ Als de concentratie aan actieve centra gekend is, kan uit vmax het turnover number berekend
worden
→ Het turnover number (k3 of kcat) = het maximum aantal substraatmoleculen dat per actief
centrum (dus per enzym) en per tijdseenheid omgezet
wordt in product
= een maat voor het katalytisch vermogen van het enzym
voor een welbepaald substraat
→ De turnover numbers van de meeste enzymen voor hun natuurlijke substraten liggen
tussen 1 tot 104 per seconde
, → Hoe het turnover number (k3) bepalen:
➢ Bepaal voor een reeks [E] de reactiesnelheden (v) in mol/L.min
→ Deze reactiesnelheden zet je vervolgens grafisch uit t.o.v. de overeenkomstige
enzymconcentraties (in U/L)
→ Als je werkt bij een hoge [S] is v gelijk aan vmax
➢ De richtingscoëfficiënt van de rechte = k3 (in mol/min.U)
➢ Om k3 om te zetten in s-1 moet je rekening houden met de specifieke activiteit (SA)
van het enzym (het aantal Units per mg eiwit)
Vaak wordt de Michaëlis-Menten vergelijking getransformeerd naar een lineaire vorm om zo vrij snel
de kinetische parameters (KM en vmax) te kunnen bepalen + eventuele afwijkingen van de Michaëlis-
Menten kinetiek te kunnen opsporen
➔ Er zijn verschillende transformaties mogelijk:
1. De Lineweaver-Burk transformatie
→
➔ Slope = richtingscoëfficiënt (rico)
➔
→ Vergelijking van de rechte: y = a.x + b
1 1
---> met y = en x = [S]
v
2. De Hanes-Woolf transformatie
→
➔
➔ Is statistisch de beste methode
want mooiere spreiding van punten
2. Inhibitie
Inhibitie = het verlagen van de reactiesnelheid van een chemische reactie
➔ Enzymen kunnen zowel irreversibel als reversibel geïnactiveerd/geïnhibeerd worden
→ Irreversibele inhibitie ontstaat door hitte of chemische reacties
→ Reversibele inhibitie ontstaat door een niet-covalente binding aan een inhibitor
, ➔ Mechanismen:
De binding met de actieve site blokkeren
De activiteit van de actieve site verlagen
Chemische reacties → bij covalente bindingen is inhibitie moeilijk of niet mogelijk
Omgevingsfactoren veranderen → bv. pH, temperatuur, …
Reversibele inhibitie:
= Een vorm van remming waarbij de binding tussen het enzym en de inhibitor tijdelijk en
omkeerbaar is
Is van groot belang:
➢ Als controle mechanisme in biologische systemen
➢ Voor inzicht te verkrijgen in het werkingsmechanisme van het enzym
➢ In de farmaceutische industrie om de affiniteit van de verschillende inhibitoren voor
een bepaald enzym te kennen
Wordt gekenmerkt door een evenwichtsinstelling tussen enzym en inhibitor
→ Enzym en inhibitor binden en ontbinden constant
→ M.a.w. de oorspronkelijke toestand van het enzym kan worden hersteld als men de
inhibitor verwijdert, wat leidt tot een evenwichtstoestand
Er zijn verschillende vormen binnen reversibele inhibitie:
1) Competitieve inhibitie
➢ De inhibitor bindt op dezelfde plaats als het substraat
→ De reactiesnelheid daalt doordat er minder substraat
op het enzym kan binden
➢ Inhibitor en substraat lijken chemisch sterk op elkaar
➢ KM wordt groter
→ De [S] moet hoger zijn om dezelfde snelheid te behouden
→ De inhibitie kan opgeheven worden door bij een zeer hoge [S] te
werken ( [I] << [S] )
→ Bij een zeer hoge inhibitorconcentratie kan de reactie volledig stilgelegd
worden ( [I] >> [S] )
➢
, ➢ Hoe verandert de Lineweaver-Burk en Hanes curve met inhibitor?
→ De Lineweaver-Burk curve:
➔ Beide rechten snijden in hetzelfde
punt op de 1/v-as
→ De Hanes-Woolf curve:
➔ Beide rechten zijn evenwijdig aan
elkaar
→ De rico’s zijn gelijk!
2) Niet-competitieve inhibitie
➢ De inhibitor bindt op een andere plaats dan het substraat (= allosterische
inhibitie)
→ De inhibitor bindt dus NIET op het actief centrum!
➢ Binding van de inhibitor aan het enzym leidt tot structurele veranderingen van
het enzym
→ Dit zorgt voor vermindering/verlies van de functionaliteit
➢ De inhibitor lijkt (meestal) niet op het substraat
→ Er is dus ook geen competitie met het substraat
➢ De katalyse wordt vaak volledig tegengehouden door binding van de inhibitor
(= simple non-competitief)
➢ KM blijft onveranderd → binding van de inhibitor op het enzym beïnvloedt
de binding van het substraat niet
➢ vmax daalt, ook bij hoge [S] → inhibitie kan niet ongedaan worden gemaakt
door het [S] te verhogen
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur nimarnatin. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €13,55. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
