Volledige samenvatting van klinische chemie 3 over enzymen. De samenvatting bevat extra notities die genomen werden tijdens de les en relevante afbeeldingen
Klinsche chemie: Enzymologie
1 Inleiding
Enzymen = biologische eiwitten die specifieke biochemische reacties katalyseren, zonder zelf verbruikt te worden
tijdens de reactie
• Geen invloed op de richting van de reactie (de richting wordt bepaald door de verhouding substraat/product)
• Biologische oorsprong: enzymen worden geproduceerd door cellen (eukaryoot en prokaryoot)
• Specificiteit op twee niveaus:
o Reactie-specifiek (vb dehydrogenase)
o Substraat-specifiek (vb lactaatdehydrogenase)
OPM: er wordt steeds de enzymatische activiteit gemeten, NIET de concentratie aan enzymen
1.1 Structuur
APO-enzym = het eiwitgedeelte van het enzym dat nood heeft aan
een extra co-factor, verschillend van het substraat (APO-enzym +
extra co-factor dat GEEN eiwit is = Holoënzym)
Primaire structuur = AZ sequentie
Tertiaire structuur = structureel niveau van het enzym dat het
actief centrum ondersteunt (actief centrum = bindingsplaats voor
het substraat)
Allosterische bindingsplaats = bindingsplaats naast het actieve
centrum waar een regulator kan binden. Deze verandert de 3D
structuur van het eiwit (inhibitor/activator)
Zymogeen/proënzymen = een inactief eiwitproduct dat pas wordt geactiveerd na een hydrolyse van een specifieke
peptidebinding waardoor het actieve centrum vrijkomt
Co-factor = een essentiële niet-eiwit component van een enzym
• Anorganische co-factor: ionen
• Organische co-factor (= co-enzym): vb NADH
1.2 Activiteit
De katalysator beïnvloedt de snelheid waarmee het evenwicht
wordt bereikt onafhankelijk van de richting
Katalyse = reversibel
Verlaging van de activeringsenergie (Ea)
Ea = de energie die een systeem nodig heeft om een chemische
reactie te laten doorgaan
OPM: een reactie kan pas plaatsvinden als de moleculen op de
juiste manier met elkaar botsen en aan de juiste snelheid. Als
hieraan wordt voldaan, wordt een overganscomplex gevormd.
,Vergelijking van Arrhenius
−𝐸𝑎 R = molaire gasconstante (8,3 J/mol/K)
𝑘 = 𝐴𝑒 𝑅.𝑇
T = absolute temperatuur in Kelvin
A = pre-exponentiële factor / frequentiefactor (specifiek voor elke reactive)
Ea = activeringsenergie
ALS T daalt: delen door een kleiner getal dus zal stijgen MAAR door de – zal er voor zorgen dat het geheel kleiner zal
worden. De snelheid zal dus dalen
ALS Ea daalt: de term zal dalen maar door de – zal de component groter worden en dus zal de snelheid vergroten
1.4 Co-enzymen
Co-enzym = organische molecule die zelf geen enzymatische activiteit vertoont maar waarvan de aanwezigheid wel
noodzakelijk is voor de activiteit van het enzym
• Co-enzymen worden verbruikt tijdens de reactie (vb reductie)
• Co-factoren dienen steeds in overmaat aanwezig te zijn bij enzymactiviteitsmetingen
• Vitaminen zijn vaak pre-cursoren voor co-enzymen
1.4.1 Fosfaatoverdragende co-enzymen
= nucleotiden die een fosfaatgroep opnemen of afgeven aan een substraatmolecule. (ALTIJD bij kinase reacties)
OPM: deze reacties zijn vaak irreversibel door het hoge verbruik van ATP
1.4.2 Waterstofoverdragende co-enzymen
= nucelotiden die in oxidoreductiereacties als donor of acceptor van een H+ fungeren (ALTIJD bij redox-reacties)
• Flavinemononucleotide (FMN) en Flavineadeninedinucleotide (FAD)
o = fosforzure esters van riboflavin (vitamin B2)
o Oxidoreductase co-enzymen
o Bij de reductie van riboflavine naar leucoflavine worden twee waterstoffen
opgenomen
• Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) en nicotinamide adenine dinucleotide
fosfaat (NADP+)
o Via fosfaatgroep aan elkaar gebonden
o NADP+ bevat een extra fosfaatgroep
o Bij de reductie van NAD+ wordt meestal de alcoholfunctie van het substraat
omgezet in een ketonfunctie
1.4.3 Optische test van Warburg
= eenvoudig principe om de activiteit van waterstofoverdragende enzymen met NAD+ co-enzymen te bepalen
• Basis = de oxidatie van NADH / de reductie van NAD+
• UV-test: meting tussen 300 en 370nm (340nm) omdat NADH daar sterk absorbeert
• Oxidatie van NADH resulteert in een A daling
• Reductie van NAD+ resulteert in een A stijging
, Het aantal dubbele bindingen in de ringstructuur verklaart het
verschil in absorbantie. Het geconjugeerd systeem (NAD+)
absorbeert geen licht in het UV-gebied. De ringstructuur van NADH
is wel geconjugeerd en absorbeert daarom veel UV licht.
(= UV-testen)
De molaire absorbantiecoëfficiënt
• Is verschillend voor NADH en NADPH
• Afhankelijk van temperatuur
• Afhankelijk van pH
• Onvoldoende te bepalen bij 37°C door de instabilliteit van de co-enzymen
OPM: patiënten die het antibioticum Metronizadol nemen, interfereren bij elke test gebaseerd op dit principe omdat
de stof absorbeert bij 340nm
1.4.4 Nomenclatuur en indeling van enzymen
• Willekeurige namen (vb tripsine)
• Eindigen op -ase (vb urease)
• Substraat + soort reactie + uitgang -ase (vb lactaatdehydrogenase)
Biochemisch voorkomen:
• Plasmaspecifieke enzymen = enzymen die een specifieke functie in het plasma uitvoeren (vb
stollingsenzymen)
o Activiteit kan bepaald worden
o Bij ziekte zullen deze enzymen er veel minder zijn of minder fucntioneren
• Secreetenzymen = enzymen met rol in de spijsvertering
o Geen rol in het plasma dus deze enzymen zijn normaal niet aanwezig in het bloed
o Bij ziekte bv pancreatitis waardoor enzymen wel in het bloed terecht komen
• Celenzymen = enzymen die een functie in de cel zelf hebben
o Normaal in lage concentraties aanwezig in het plasma
2 Enzymkinetiek
2.1 Enzymatische activiteit
Tijdens de enzymatische reactie wordt een enzym E een complex met het substraat S, het zogenaamde
enzymsubstraatcomplex. Het substraat is hierbij gebonden aan de actieve bindingssite. Dan wordt de
activeringsenergie verlaagt waardoor de reactie makkelijker plaats kan vinden.
Het enzymsubstraatcomplex kan nu opnieuw uit elkaar vallen tot enzym en substraat / kan omgezet worden in een
product en enzym.
Reactiesnelheid = een maar voor de hoeveelheid omgezet substraat of gevormd reactieproduct per eenheid van tijd
en per eenheid van volume
De enzymatische activiteit meet men:
• Door de hoeveelheid verbruikt substraat te bepalen
• Door de hoeveelheid gevormd product te bepalen
, • Door de hoeveelheid van verbruikt of gevormd co-enzym te bepalen
De enzymatische activiteit is ook afhankelijk van:
• Het substraat en de substraatconcentratie
• De pH en buffer
• De temperatuur
• Aanwezigheid van activatoren of inhibitoren
2.2 Enzymconcentratie
Indien alle parameters tijdens de meting constant worden gehouden, is de snelheid van de reactie evenredig met de
enzymconcentratie.
V = k . [E]
OPM: dit wil zeggen dat een enzymmolecule een specifieke omzetting katalyseert en dat twee enzymen dan twee keer
zoveel reacties katalyseren
Schijnbare afwijkingen aan deze methode: Het bereik van de fotometer is te klein waardoor de concentratie wordt
onderschat (de A is kleiner dan ze in werkelijkheid is)
2.3 Substraatconcentratie
Om de invloed van de substraatconcentratie op de enzymatische activiteit te meten varieert enkel de
substraatconcentratie en worden andere parameters constant gehouden.
In praktijk: wordt een verdunningsreeks opgesteld van het substraat waar over dezelfde hoeveelheid enzymen aan
wordt toegevoegd. Daarna wordt de reactiesnelheid uitgezet in functie van de substraatconcentratie (zie grafiek)
• Gebied A: bij een lage substraatconcentratie is in eerste instantie de snelheid evenredig aan de
substraatconcentratie. Daarna vlakt de curve meer af
• Gebied B: de snelheid neemt niet meer toe, waardoor een maximale snelheid wordt bereikt (Vmax). De
enzymatische activiteit is nu onafhankelijk van de substraatconcentratie. De substraatconcentratie die de grens
tussen gebied A en B bepaald is de kritische concentratie (Sk). Wanneer de concentratie hoger is dan de Sk zal
het substraat de reactiesnelheid niet beïnvloeden.
• Gebied C: wanneer de substraatconcentratie te hoog wordt opgedreven, kan in vele gevallen afremming of
inhibitie optreden waardoor de snelheid afzwakt
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper Dorien2022. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €15,49. Je zit daarna nergens aan vast.
