Obiectivele:Obiectivele:•• Noţiune despre enzime, natura chimică şi rolul biologic al enzimelor. Diferenţa dintre acţiunea enzimelor şi Noţiune despre enzime, natura chimică şi rolul biologic al enzimelor. Diferenţa dintre acţiunea enzimelor şi catalizatorilor nebiologici.catalizatorilor nebiologici.•• Dovezile naturii proteice a enzimelor. Structura enzimelor. Proenzimele (zimogenii). Noţiune despre centrul activ şi Dovezile naturii proteice a enzimelor. Structura enzimelor. Proenzimele (zimogenii). Noţiune despre centrul activ şi centrul alosteric al enzimelor. centrul alosteric al enzimelor. •• Izoenzimele şi rolul lor.Izoenzimele şi rolul lor.•• Cofactorii enzimelor. Coenzimele şi ionii metalici. Funcţiile de coenzime a vitaminelor şi microelementelor.Cofactorii enzimelor. Coenzimele şi ionii metalici. Funcţiile de coenzime a vitaminelor şi microelementelor.•• Natura chimică (structura) vitaminelor B1, B2, B6, PP şi rolul lor ca coenzime.Natura chimică (structura) vitaminelor B1, B2, B6, PP şi rolul lor ca coenzime.•• Mecanismul de acţiune al enzimelor. Centrul activ al enzimelor şi rolul lui în formarea şi transformarea complecşilor Mecanismul de acţiune al enzimelor. Centrul activ al enzimelor şi rolul lui în formarea şi transformarea complecşilor intermediari dintre enzimă şi substrat. Rolul modificărilor conformaţionale reciproce ale moleculei enzimei şi intermediari dintre enzimă şi substrat. Rolul modificărilor conformaţionale reciproce ale moleculei enzimei şi substratului la favorizarea catalizei (reacţiei). substratului la favorizarea catalizei (reacţiei). •• Nomenclatura (denumirea) şi clasificarea enzimelor. Caracteristica generală a claselor şi subclaselor principale de Nomenclatura (denumirea) şi clasificarea enzimelor. Caracteristica generală a claselor şi subclaselor principale de enzime. Numărul de cod al enzimei.enzime. Numărul de cod al enzimei.

EnzimeleEnzimele- cea mai imens- cea mai imensă şă şi specializati specializatăă clas clasăă de proteine, care regleaz de proteine, care reglează şă şi coordoneazi coordoneazăă decurgerea armonioas decurgerea armonioasăă a reac a reacţţiilor chimice.iilor chimice.- - reprezintreprezintăă catalizatoricatalizatori biologicibiologici, , carecare mmăărescresc vitezaviteza reacreacţţieiiei chimicechimice ş şii rezultrezultă ă lala sfsfîîrrşşitit nemodificanemodificaţţii cantitativcantitativ ş şii calitativcalitativ..- ac- acţţioneazioneazăă strict strict îîntr-o anumitntr-o anumităă consecutivitate consecutivitate şşi cu o anumiti cu o anumităă specificitate. specificitate.- energia substan- energia substanţţelor reagente trece dintr-o formelor reagente trece dintr-o formă ă în alta cu o eficacitate mare. Se acumuleză în ATP ce este utilizatîn alta cu o eficacitate mare. Se acumuleză în ATP ce este utilizatăă în în procesele vitale.procesele vitale.

Particularităţile comune pentru E Particularităţile comune pentru E şşi catalizatori nebiologici.i catalizatori nebiologici. Ambii respecă aceleaşi legi ale catalizei:Ambii respecă aceleaşi legi ale catalizei:

1. catalizează numai reacţiile posibile din punct de vedere termodinamic1. catalizează numai reacţiile posibile din punct de vedere termodinamic;;2. nu modifică direcţia reacţiilor2. nu modifică direcţia reacţiilor;;3. nu modifică echilibrul reacţiei dar conduc la instalarea mai rapidă a stării de echilibru;3. nu modifică echilibrul reacţiei dar conduc la instalarea mai rapidă a stării de echilibru;4. nu se consumă în procesul reacţiei4. nu se consumă în procesul reacţiei,, deci se regăsesc, din punct de vedere cantitativ şi calitativ, într-o stare chimică deci se regăsesc, din punct de vedere cantitativ şi calitativ, într-o stare chimică neschimbată, putînd participa la un nou act catalitic.neschimbată, putînd participa la un nou act catalitic.

Enzimele Enzimele au au particularităţi prin care se deosebesc de cataparticularităţi prin care se deosebesc de catallizatorii nebiologiciizatorii nebiologici1.Viteza reacţiei enzimatice creşte de milioane de ori.1.Viteza reacţiei enzimatice creşte de milioane de ori. Ex: Ex: Atomul de Fe posedă posibilităţi peroxidazice 1 mg de Fe în Atomul de Fe posedă posibilităţi peroxidazice 1 mg de Fe în componenţa catalazei poate înlocui o tonă de Fe metalic.componenţa catalazei poate înlocui o tonă de Fe metalic.2. Enzimele posedă o înaltă specificitate de acţiune. Deci fiecare E catalizează, un anumit tip de reacţii sau transformarea 2. Enzimele posedă o înaltă specificitate de acţiune. Deci fiecare E catalizează, un anumit tip de reacţii sau transformarea unui anumit S.unui anumit S.3. E.catalizează reacţiile fară formarea produselor intermediare adică randamentul este de 100%.3. E.catalizează reacţiile fară formarea produselor intermediare adică randamentul este de 100%.4. Enzimele, reacţionează în condiţii bl4. Enzimele, reacţionează în condiţii blîînde- parametri optimi de acţiune a enzimei - soluţii apoase diluate, pH valorii nde- parametri optimi de acţiune a enzimei - soluţii apoase diluate, pH valorii fiziologice, t anumita şi presiune adecvată.fiziologice, t anumita şi presiune adecvată.5. Activitatea E şi de aici şi viteza reacţiilor sunt reglate. 5. Activitatea E şi de aici şi viteza reacţiilor sunt reglate. 6. E catalizează reacţiile în ambele direcţii6. E catalizează reacţiile în ambele direcţii7. Viteza reacţiei enzimatice este direct proporţională cu cantitatea E 7. Viteza reacţiei enzimatice este direct proporţională cu cantitatea E 8. Există o anumită dependenţă a vitezei reacţiei enzimatice de concentraţia S.8. Există o anumită dependenţă a vitezei reacţiei enzimatice de concentraţia S.Cu creşterea concentraţiei substratului are loc mărirea proporţională a vitezei reacţiei AjungCu creşterea concentraţiei substratului are loc mărirea proporţională a vitezei reacţiei Ajungîînd la o concentraţie maximă nd la o concentraţie maximă mai sus de care viteza nu mai creşte.mai sus de care viteza nu mai creşte.

Natura chimicăNatura chimică EnzimeleEnzimele sintsint proteineproteine ş şii posedposedă ă toatetoate proprietproprietăţăţileile fizicofizico--chimicechimice, , specificespecifice acestoracestor macromoleculemacromolecule ( (solubilitatesolubilitate, , proprietproprietăţ ăţ osmoticeosmotice, , sarcinsarcină ă electricelectrică ă netnetă, ă, denaturaredenaturare termictermică, ă, reacreacţţiiii chimicechimice ş. ş.aa.).) Activitatea lor e dependentă de păstrarea structurii native a proteinei.Activitatea lor e dependentă de păstrarea structurii native a proteinei. Dovezile experimentale:Dovezile experimentale:

1. Sunt alcătuite din AA1. Sunt alcătuite din AA2. Prezenţa macromolecule.2. Prezenţa macromolecule.3. În apa formează substanţe coloidale cu proprietdtile sale specifice3. În apa formează substanţe coloidale cu proprietdtile sale specifice4. Prezintd electroliti amfoliti4. Prezintd electroliti amfolitis. Sunt termolabili s. Sunt termolabili şşi anume: distrui anume: distruggerea lanerea lanţţului polipeptidic prin fierbere ului polipeptidic prin fierbere îîn solun soluţţii acide sau baziceii acide sau bazice (hidroliza) sau (hidroliza) sau ddenaturarea lor.enaturarea lor.6. Enzimele, fiind proteine sunt supuse acţiunii altor E care scindează proteinele Ex: Pepsina în mediu acid scindează 6. Enzimele, fiind proteine sunt supuse acţiunii altor E care scindează proteinele Ex: Pepsina în mediu acid scindează amilaza.amilaza.7. Cel mai solid argument este că in condiţi de laborator din AA7. Cel mai solid argument este că in condiţi de laborator din AAau fost sintetizate: ribonucleaza –au fost sintetizate: ribonucleaza – scindează acizii nucleiciscindează acizii nucleicilizozima -lizozima - ce distruge capsulele microorganismelor. ce distruge capsulele microorganismelor.

1

EnzimEnzimeleele pot fi : pot fi : Proteine simple sau conjugate.Proteine simple sau conjugate. Cele simple sint alcătuite numai din Cele simple sint alcătuite numai din AAAA Cele conjugate sint asociate cu compuşi ce au mase moleculare mici, dializabili şi termostabili –cofactorCele conjugate sint asociate cu compuşi ce au mase moleculare mici, dializabili şi termostabili –cofactor Cind aceşti compuşi organici sint strins legaţi în structura enzimei poartă denumirea de Cind aceşti compuşi organici sint strins legaţi în structura enzimei poartă denumirea de grupari prosteticegrupari prostetice: cind, insă : cind, insă imbinarea lor este usor disociabilă-poartă denumirea de imbinarea lor este usor disociabilă-poartă denumirea de coenzimecoenzime. . Aceşti biocatalizatori se numesc holoenzime, iar componenţa proteică - apoenzima de care depinde specificitatea.Aceşti biocatalizatori se numesc holoenzime, iar componenţa proteică - apoenzima de care depinde specificitatea. Cofactori pot ti: cationii unor metale,Cofactori pot ti: cationii unor metale,

mai rar unii anioni, mai rar unii anioni, substanţele asemanatoare cu nucleotidele, substanţele asemanatoare cu nucleotidele, precum şi vitaminele precum şi vitaminele îîn forma lor activn forma lor activăă..

Coenzimele Coenzimele îîndeplinesc diferite roluri :ndeplinesc diferite roluri :1.1. stabilizează conformaţia activă a moleculeistabilizează conformaţia activă a moleculei2.2. prezintă veriga de legatură intre S şi CA prin legături coordinativeprezintă veriga de legatură intre S şi CA prin legături coordinative3.3. coenzimele pot indeplini actul de cataliză Ex: transportul electronilor.coenzimele pot indeplini actul de cataliză Ex: transportul electronilor.

Rolul ionilor este legat de prezenRolul ionilor este legat de prezenţţa lor a lor îîn componenta E. Ex: Cu-citocromoxidazan componenta E. Ex: Cu-citocromoxidaza Substrat Substrat ((SS))- este substanţa asupra căreia actionează E.- este substanţa asupra căreia actionează E.

P- produsul reactiei P- produsul reactiei

Clasificarea coenzimelorClasificarea coenzimelor Co vitaminiceCo vitaminice TiaminiceTiaminice FlaviniceFlavinice NicotinamidiceNicotinamidice PiridoxinicePiridoxinice FoliceFolice CobamidiceCobamidice BiotiniceBiotinice lipoicelipoice Co nevitaminice Co nevitaminice (nucleotidice; metaloporfirinice,peptidice)(nucleotidice; metaloporfirinice,peptidice)

Structura enzimelorStructura enzimelor Masa moleculara a E e de mii de ori mai mare decMasa moleculara a E e de mii de ori mai mare decîît masa moleculară a substratului şi deci E acţionează nu cu toată t masa moleculară a substratului şi deci E acţionează nu cu toată molecula dar cu o parte, un anumit sector- acest loc de acţiune cu S se numeşte CAmolecula dar cu o parte, un anumit sector- acest loc de acţiune cu S se numeşte CA CA - combinarea unicală în spaţiu şi în timp a anumitor resturi de AA care asigură interacţiunea cu S şi transformarea CA - combinarea unicală în spaţiu şi în timp a anumitor resturi de AA care asigură interacţiunea cu S şi transformarea ulterioară a acestuia ulterioară a acestuia

Unele particularităţi ale centrului activ (CA):Unele particularităţi ale centrului activ (CA): Centrul activ este alcătuit dintr-un "centru de legare" şi un "centru catalitic". Adică în centrul activ unele grupări (sau Centrul activ este alcătuit dintr-un "centru de legare" şi un "centru catalitic". Adică în centrul activ unele grupări (sau resturi ale aminoacizilor) sint implicate în legarea substratului, altele asigurresturi ale aminoacizilor) sint implicate în legarea substratului, altele asigurăă cataliza propriuzisă. cataliza propriuzisă.- CA ocupă o parte relativ mică din volumul enzimei şi majoritatea restului de aminoacizi în molecula enzimei nu - CA ocupă o parte relativ mică din volumul enzimei şi majoritatea restului de aminoacizi în molecula enzimei nu contacteaza cu substratul.contacteaza cu substratul.- CA e o structura tridimensionala (nu e punct, linie, sau plan) - o structură compusă la formarea careia participă grupe ce - CA e o structura tridimensionala (nu e punct, linie, sau plan) - o structură compusă la formarea careia participă grupe ce aparţin diferitor resturi de aminoacizi, ce în secvenţa liniară se află la depărtareaparţin diferitor resturi de aminoacizi, ce în secvenţa liniară se află la depărtare- S relativ slab se leagă cu E.- S relativ slab se leagă cu E.-CA are forma de "adîncitură" sau "cavitate" (şant, dispicătură), unde nu-i acces la apa, cu excepţia cînd apa este un reagent-CA are forma de "adîncitură" sau "cavitate" (şant, dispicătură), unde nu-i acces la apa, cu excepţia cînd apa este un reagent al reacţiei.al reacţiei.Fixarea specifică e dependentă de poziţia bine determinată a atomilor în CA. S intra Fixarea specifică e dependentă de poziţia bine determinată a atomilor în CA. S intra îîn CA, dacă e asemănător după forma n CA, dacă e asemănător după forma lui.lui.

Centrul alostericCentrul alosteric (Allo stereos - alt loc)(Allo stereos - alt loc) şi efectorii alosterici şi efectorii alosterici Multe enzime în afară de centrul activ posedă şi centrul alosteric sau centrul de reglare. Substanţele care se combină Multe enzime în afară de centrul activ posedă şi centrul alosteric sau centrul de reglare. Substanţele care se combină cu centrul alosteric al enzimei şi modifică activitatea ei poartă denumirea de efectori alosterici (inhibitori sau activatori). Sub cu centrul alosteric al enzimei şi modifică activitatea ei poartă denumirea de efectori alosterici (inhibitori sau activatori). Sub acţiunea efectorilor se modifică configuraţia moleculei enzimatice şi simultan şi conformaţia CA ce la rîndul său posedă acţiunea efectorilor se modifică configuraţia moleculei enzimatice şi simultan şi conformaţia CA ce la rîndul său posedă proprietatea de a reacţiona cu substratul. Efectorii alosterici realizează prin urmare reglarea metabolismului.proprietatea de a reacţiona cu substratul. Efectorii alosterici realizează prin urmare reglarea metabolismului.

Ce e caracteristic pentru enzimeCe e caracteristic pentru enzimele le alostericalostericee:: au ca au ca şşi toate enzimele centru catalitic, unde se fixează şi se modifică i toate enzimele centru catalitic, unde se fixează şi se modifică SS, dar mai au un alt centru, dar mai au un alt centru,, pentru fixare pentru fixare a a metabolitului reglator, numit efector sau modulator. metabolitului reglator, numit efector sau modulator.

2

moleculele moleculele EE alosterice sint mai mari, mai complexe şi sint oligomere pare; alosterice sint mai mari, mai complexe şi sint oligomere pare;c)au cinetica lor - viteza reacţiilor în dependenţă de concentraţia substratului are forma sigmoldală, dar nu hiperbolica, c)au cinetica lor - viteza reacţiilor în dependenţă de concentraţia substratului are forma sigmoldală, dar nu hiperbolica, cauzatcauzatăă de urm de urmăările interacrile interacţţiuniiiunii î între protomeri ce leagntre protomeri ce leagăă SS în mod cooperativ (exemplu mioglobina în mod cooperativ (exemplu mioglobina şşi hemoglobina).i hemoglobina).

Natura chimică (structura) vitaminei, PP şi rolul ei ca coenzimăNatura chimică (structura) vitaminei, PP şi rolul ei ca coenzimăRolul:Rolul:

Participă în reacţiile de oxido-reducere:Participă în reacţiile de oxido-reducere:

Natura chimică (structura) vitaminei B1 şi rolul ei ca coenzimăNatura chimică (structura) vitaminei B1 şi rolul ei ca coenzimă Derivaţii vitaminei B1(tiamiana)- TPPDerivaţii vitaminei B1(tiamiana)- TPP

Rolul:Rolul: Decarboxilarea oxidativă a piruvatuluiDecarboxilarea oxidativă a piruvatului Decarboxilarea oxidativă a Decarboxilarea oxidativă a αα cetoglutaratului cetoglutaratului Reacţii de transcetolareReacţii de transcetolare

Natura chimică (structura) vitaminei B2 şi rolul ei ca coenzimă,Natura chimică (structura) vitaminei B2 şi rolul ei ca coenzimă, Derivaţi ai vitaminei B2Derivaţi ai vitaminei B2

(FMN sau FAD)(FMN sau FAD)Rolul:Rolul:

Participă în reacţiile de oxido-reducere:Participă în reacţiile de oxido-reducere:- - Dezaminarea AA (aminoacidoxidaza)Dezaminarea AA (aminoacidoxidaza)- - Degradarea aldehidelor (aldehidDH)Degradarea aldehidelor (aldehidDH)- - Degradarea purinelor (xantinoxidaza)Degradarea purinelor (xantinoxidaza)- - Ciclul Krebs (succinatDH)Ciclul Krebs (succinatDH)- Oxidarea AG (dihidrolipoilDH- Oxidarea AG (dihidrolipoilDH

Natura chimică (structura) vitaminei B6 şi rolul ei ca coenzimă, Ionii de metale –cofactori ai ENatura chimică (structura) vitaminei B6 şi rolul ei ca coenzimă, Ionii de metale –cofactori ai E E care în calitate de cofactori conţin metale – metaloenzimeE care în calitate de cofactori conţin metale – metaloenzime Metalele sunt fixate de apoenzimă prin legături electrostatice la care participă resturile de AA acizi (Asp, Glu) sau Metalele sunt fixate de apoenzimă prin legături electrostatice la care participă resturile de AA acizi (Asp, Glu) sau bazici (Arg, Lyz, His)bazici (Arg, Lyz, His) Exemple: - citocromii, catalaza (Fe)Exemple: - citocromii, catalaza (Fe)

- Citocromoxidaza (Cu) - Citocromoxidaza (Cu) - Amilaza salivară (Cl) - Amilaza salivară (Cl) - alcoolDH (Zn) - alcoolDH (Zn)

Mecanismul de acţiune al enzimelorMecanismul de acţiune al enzimelorPentruPentru caca oo reacreacţţieie ş şii aibaibă ă locloc ee necesarnecesar caca moleculelemoleculele dede SS ş şii EE ssă ă contactezecontacteze î întrentre eleele. Î. Însnsă ă nunu fiecarefiecare moleculmoleculă ă contactcontactîîndnd interacinteracţţioneazionează ă îînn condicondiţţiiii obiobişşnuitenuite. . ExEx  ::HHîîrtiartia esteeste î înn contactcontact permanentpermanent cucu 02 02 dardar nunu sese aprindeaprinde decitdecit dacdacă, ă, nunu oo aprindemaprindem cucu chibritulchibritul. . Pot interacţiona numai acele molecule la care energia de activare – Pot interacţiona numai acele molecule la care energia de activare – energie exprimată în calorii energie exprimată în calorii necesară pentru ca toate moleculele unui mol de substanţănecesară pentru ca toate moleculele unui mol de substanţă la o temperatură anumită sa atingă starea de trunziţie, ce la o temperatură anumită sa atingă starea de trunziţie, ce corespunde apixului barieirei energeticecorespunde apixului barieirei energetice..

Pentru ca reacţia să aibă loc e necesar de îtrodus un exes de energie sau de micşorat bariera energetică. E Pentru ca reacţia să aibă loc e necesar de îtrodus un exes de energie sau de micşorat bariera energetică. E accelerează, viteza reacţiilor chimice (VRC) micşorînd barierul de activare şi reacţia decurge după alt mecanism, ce se accelerează, viteza reacţiilor chimice (VRC) micşorînd barierul de activare şi reacţia decurge după alt mecanism, ce se caracterizează printr-o energie de tranziţie mult mai mică.caracterizează printr-o energie de tranziţie mult mai mică.

Mecanismul de acţiune al enzimelor. Mecanismul de acţiune al enzimelor. Procesul catalizei enzimatice poate fi divizat convenţional în trei stadii:Procesul catalizei enzimatice poate fi divizat convenţional în trei stadii:•• Difuzia S spre Difuzia S spre EE şi legarea cu CA al E (formarea complexului şi legarea cu CA al E (formarea complexului EES). Prima etapă de scurtă durată depinde de S). Prima etapă de scurtă durată depinde de concentraţia concentraţia SSi şi de viteza lui de difuzie spre i şi de viteza lui de difuzie spre CACA al al EE. Mecanismul interacţiunii între S şi E este explicat prin două . Mecanismul interacţiunii între S şi E este explicat prin două concepte.concepte.2. Transformarea complexului primar enzima-substrat în unul sau cîteva complexe activate, indicate în ecuaţie prin 2. Transformarea complexului primar enzima-substrat în unul sau cîteva complexe activate, indicate în ecuaţie prin ES* şi ES**. Această etapă este cea mai lentă şi depinde de energia de activare a reacţiei chimice respective. La această ES* şi ES**. Această etapă este cea mai lentă şi depinde de energia de activare a reacţiei chimice respective. La această etapă are loc dereglarea legăturilor substratului, ruperea lor sau formarea noilor legături în urma interacţiunii grupelor etapă are loc dereglarea legăturilor substratului, ruperea lor sau formarea noilor legături în urma interacţiunii grupelor catalitice ale enzimei.catalitice ale enzimei.3. Despărţirea produselor reacţiei de centrul activ al enzimei şi difuzia lor în mediul ambiant (complexul EP disociază 3. Despărţirea produselor reacţiei de centrul activ al enzimei şi difuzia lor în mediul ambiant (complexul EP disociază în E şi P).în E şi P).

ConceptConceptulul coencidenţei inductive coencidenţei inductive “coincidenţa forţată” (Kochland)“coincidenţa forţată” (Kochland)

3

carecare presupurepresupure oo flexibilitateflexibilitate ( (modificaremodificare conformaconformaţţionalională) ă) aa CACA ccîîtt ş şii oo modificaremodificare ( (extindereextindere sausau comprimareacomprimarea leglegăăturilorturilor , , eelliberareaiberarea dipolilordipolilor dede apapă ă dede cece sese atingeatinge repederepede stareastarea dede tranzitranziţţieie) ) aa SS.. DinDin punctpunct dede vederevedere termodinamictermodinamic, , aaşşezareaezarea ceacea maimai potrivitpotrivită ă aa SS î înn raportraport cu cu EE reducereduce lala minimumminimum gradelegradele dede libertatelibertate î înn cece privepriveşştete mişcareamişcarea SS, î, îii micmicşşoreazorează ă entropiaentropia, , ceeaceea cece favorizeazfavorizează ă atingereaatingerea uuşşoaroară ă aa ststăăriirii dede tranzitranziţţieie.. În enzima liberă CA este “preformat” (tensionat) ceea ce înseamnă că el are o configuraţie spaţială uşor diferită de ceaÎn enzima liberă CA este “preformat” (tensionat) ceea ce înseamnă că el are o configuraţie spaţială uşor diferită de cea necesară fixării S. Substratul induce o modificare conformaţională a CA, care favorizează fixarea S.necesară fixării S. Substratul induce o modificare conformaţională a CA, care favorizează fixarea S.

Proenzimele (zimogenii).Proenzimele (zimogenii). Unele enzime (proteine) se sintetizeazUnele enzime (proteine) se sintetizeazăă îîn forma neactivn forma neactivăă de precursor, care se activeaz de precursor, care se activeazăă îîn anumite condin anumite condiţţii.ii.

Exemplu:Exemplu:1) enzimele digestiei: pepsinogenul, himotripsinogenul, tripsinogenul, proelastaza, procarboxipeptidaza - scindeaza 1) enzimele digestiei: pepsinogenul, himotripsinogenul, tripsinogenul, proelastaza, procarboxipeptidaza - scindeaza proteinele in stomac ~i duoden.proteinele in stomac ~i duoden.2) coagularea singelui e determinat2) coagularea singelui e determinatăă de cascada de reac de cascada de reacţţii cu activitate proteoliticii cu activitate proteoliticăă;;3) hormonii proteici (insulina);3) hormonii proteici (insulina);4) proteinele fibrilare (colagenul).4) proteinele fibrilare (colagenul).

Unul din mecanismele de activare a proenzimelor este proteoliza limitata.Unul din mecanismele de activare a proenzimelor este proteoliza limitata. Proteoliza limitata - este scindarea (Proteoliza limitata - este scindarea (îînlnlăăturarea) unui sector al cateneiturarea) unui sector al catenei î în rezultat enzima se restructureazn rezultat enzima se restructureazăă şşi se i se formeazformeazăă CA. CA.

Importanla biologicImportanla biologicăă a prezen a prezenţţei formelor neei formelor neaactive .ctive .1. Protejaz1. Protejazăă de proteoliz de proteolizăă proteinele celulelor produc proteinele celulelor producăătoare de E.toare de E.2. Este o forma de rezerv2. Este o forma de rezervăă a E, care rapid pot fi activate a E, care rapid pot fi activate şi şi intervinterviin n îîn reacn reacţţie.ie.

Izoenzimele şi rolul lor.IIzoenzimele şi rolul lor.Izoenzmele.zoenzmele. PrezintPrezintăă forme moleculare de E_care apar ca consecin forme moleculare de E_care apar ca consecinţăţă de ordin genetic deosebindu-se de ordin genetic deosebindu-se doardoar prin structura primar prin structura primarăă şşi i mai mult prin proprietmai mult prin proprietăţăţile fizico-chimice. Ele catalizeazile fizico-chimice. Ele catalizeazăă una una şşi aceiai aceiaşşi reaci reacţţie. Se deosebesc prin aceea cie. Se deosebesc prin aceea căă pot modifica pot modifica direcdirecţţia ia şşi viteza transformi viteza transformăărilor deoarece au afinitate diferitrilor deoarece au afinitate diferităă fa faţăţă de S. de S. LDH care transformLDH care transformăă piruvatul piruvatul îîn lactat. n lactat. I Izoenzimele prezintzoenzimele prezintăă tetrameri de 2 tipuri H- heart inima tetrameri de 2 tipuri H- heart inima şşi M musculus i M musculus mumuşşchi.chi. Raportul dintre aceste catene este diferit in fiecare izoenzima. La electroforeza se separa 5 izoenzime: HHHH; Raportul dintre aceste catene este diferit in fiecare izoenzima. La electroforeza se separa 5 izoenzime: HHHH; HHHM; HHMM; HMMM; MMMM;HHHM; HHMM; HMMM; MMMM; Rolul acestor E consta Rolul acestor E consta îîn aceia cn aceia căă ele faciliteaz ele faciliteazăă adaptarea metabolismului adaptarea metabolismului îîn diferite n diferite ţţesuturi.esuturi. Ex: in miocard predominEx: in miocard predominăă HHHH aceasta ezoenzima este inhibata de c HHHH aceasta ezoenzima este inhibata de căătre piruvat deacetre piruvat deaceeea orienteaza orienteazăă oxidarea oxidarea piruvatului pe cale aeroba. piruvatului pe cale aeroba. Pe cind fracPe cind fracţţia M4 este activatia M4 este activatăă de catre piruvat de catre piruvat şşi orienteazi orienteazăă transformarea piruvatului pe cale transformarea piruvatului pe cale anaerobanaerobăă spre lactat. spre lactat.

Clasificarea actuală a enzimelor.Clasificarea actuală a enzimelor. Toate enzimele se împart în Toate enzimele se împart în şase claseşase clase, clasele în subclase, subclasele în subsubclase, iar aici E îşi are numărul său , clasele în subclase, subclasele în subsubclase, iar aici E îşi are numărul său de ordin. de ordin. Clasele, subclasele, sub-subclasele şi enzimele individuale se notează prin cifre despărţite de puncte. Clasele, subclasele, sub-subclasele şi enzimele individuale se notează prin cifre despărţite de puncte. Ex: LDH Ex: LDH - 1.1.1.27- 1.1.1.27 Clasa reprezintă Clasa reprezintă tipul de reacţie, catalizat de enzimetipul de reacţie, catalizat de enzime Subclasa – precizează acţiunea E, deoarece indică natura grupării chimice a S, atacat de ESubclasa – precizează acţiunea E, deoarece indică natura grupării chimice a S, atacat de E Subsubclasa – precizează natura legăturii S atacat sau natura acceptorului care participă la reacţiiSubsubclasa – precizează natura legăturii S atacat sau natura acceptorului care participă la reacţii Denumirea E – denumirea S +tipul reacţiei catalizate +azaDenumirea E – denumirea S +tipul reacţiei catalizate +aza

Nomenclatura (denumirea) Nomenclatura (denumirea) Sunt cunoscute mai mult de 2500 enzime fiecare E iSunt cunoscute mai mult de 2500 enzime fiecare E işşi are denumirea de la denumirea S i are denumirea de la denumirea S îîn latinn latinăă cu adi cu adiţiţionarea onarea terminaterminaţţiei aza.iei aza.

Amiloid -amilaza, ureaza.Amiloid -amilaza, ureaza. S-au pS-au păăstrat strat şşi denumii denumirrile vechi tradiile vechi tradiţţionale pepsina, tripsina.ionale pepsina, tripsina. Este utilizată pe larg denumirea sistematică Este utilizată pe larg denumirea sistematică

Denumirea S+ tipul reacţiei (malat DH;piruvat carboxilaza )Denumirea S+ tipul reacţiei (malat DH;piruvat carboxilaza )

Proprietăţile generale ale enzimelorProprietăţile generale ale enzimelorObiectivele:Obiectivele:

1. Proprietăţile generale ale enzimelor (termolabilitatea, specificitatea), acţiunea pH-ului asupra activităţii enzimatice.1. Proprietăţile generale ale enzimelor (termolabilitatea, specificitatea), acţiunea pH-ului asupra activităţii enzimatice.2. Activarea şi inhibarea enzimelor:2. Activarea şi inhibarea enzimelor: a) mecanismele de activare (proteoliza parţială, activarea alosterică, autostructurarea cuaternară, fosforilarea şi a) mecanismele de activare (proteoliza parţială, activarea alosterică, autostructurarea cuaternară, fosforilarea şi defosforilarea, reactivarea).defosforilarea, reactivarea). b) mecanismele de inhibiţie (specifică şi nespecifică, reversibilă şi ireversibilă, alosterică şi competitivă). b) mecanismele de inhibiţie (specifică şi nespecifică, reversibilă şi ireversibilă, alosterică şi competitivă).

4

3. Organizarea enzimelor în celulă (ansamblurile enzimatice, compartimentalizarea). Reglarea activităţii enzimatice în 3. Organizarea enzimelor în celulă (ansamblurile enzimatice, compartimentalizarea). Reglarea activităţii enzimatice în celulă — importanţa principiului de retroinhibitie.celulă — importanţa principiului de retroinhibitie.4. Deosebirea privind componenţa enzimatică a organelor şi ţesuturilor. Enzimele organospecifice. Modificarea 4. Deosebirea privind componenţa enzimatică a organelor şi ţesuturilor. Enzimele organospecifice. Modificarea activităţii enzimatice în diferite afecţiuni (enzimodiagnosticul).activităţii enzimatice în diferite afecţiuni (enzimodiagnosticul).5. Metodele de obţinere şi purificare ale enzimelor. Cromatografia de afinitate.5. Metodele de obţinere şi purificare ale enzimelor. Cromatografia de afinitate.6. 6. Utilizarea enzimelor în practica medicală. Întrebuinţarea enzimelor imobilizate în medicină.Utilizarea enzimelor în practica medicală. Întrebuinţarea enzimelor imobilizate în medicină.7. 7. Unităţile de activitate ale enzimelor.Unităţile de activitate ale enzimelor.8. 8. Metodele de determinare a activităţii enzimelor.Metodele de determinare a activităţii enzimelor.

Termolabilitatea (-t°)Termolabilitatea (-t°) Temperatura influenţează pronunţat activitatea enzimei. La t joase E sunt puţin active.Temperatura influenţează pronunţat activitatea enzimei. La t joase E sunt puţin active. Dacă luăm punctil de plecare 0 grade Dacă luăm punctil de plecare 0 grade

s-a constatat ca majorarea t cu 10 grade dubleaza activitatea. Aşa continuă ps-a constatat ca majorarea t cu 10 grade dubleaza activitatea. Aşa continuă pîînnăă la 40-50 grade. Majorarea de mai departe la 40-50 grade. Majorarea de mai departe duce la micşorarea activităţii. La 100 grade toate E organismului sunt inactive. Unele E a microorganismelor termofile suntduce la micşorarea activităţii. La 100 grade toate E organismului sunt inactive. Unele E a microorganismelor termofile sunt active la T 80 grade.active la T 80 grade.

CreştereaCreşterea vitezei reacţiei odată cu creşterea t° este înterpretată prin prisma "energiei de activare". Pentru fiecare vitezei reacţiei odată cu creşterea t° este înterpretată prin prisma "energiei de activare". Pentru fiecare enzimă se poate stabili o t° optimă la care viteza ajunge valoarea maxima, mai departe viteza scade din cauza distrucţiei enzimă se poate stabili o t° optimă la care viteza ajunge valoarea maxima, mai departe viteza scade din cauza distrucţiei enzimei, denaturarea proteinei.enzimei, denaturarea proteinei.

SpecificitateaSpecificitateaDDeci fiecare E catalizează un anumit tip de reaceci fiecare E catalizează un anumit tip de reacţţii sau transformarea unui anumit S.ii sau transformarea unui anumit S.

1) 1) Specificitatea de reacţieSpecificitatea de reacţie: E-catalizează un anumit tip de reacţie ce stă la baza clasificării enzimelor: o hidroliza, o : E-catalizează un anumit tip de reacţie ce stă la baza clasificării enzimelor: o hidroliza, o reacţie redox, formarea unei legături, etc.reacţie redox, formarea unei legături, etc.2) Enzimele cu o anumită specificitate de reac2) Enzimele cu o anumită specificitate de reacţţie poate avea specificitate de substrat relativă sau absolută:ie poate avea specificitate de substrat relativă sau absolută:

a. specificitatea. specificitate relativa - asigura transformarea unui gruprelativa - asigura transformarea unui grup de substante inrudite chimic şi se intîlneşte în diferite de substante inrudite chimic şi se intîlneşte în diferite ipostazeipostaze::

- transforma un numar mare de substrate (proteazele): chimotripsina - legatura peptidica, formata de COOH a - transforma un numar mare de substrate (proteazele): chimotripsina - legatura peptidica, formata de COOH a Phe, Tyr, Trp; tripsina - de COOH ai Lyz si Arg.Phe, Tyr, Trp; tripsina - de COOH ai Lyz si Arg. - transformă mai puţine substrate: alcooldehidrogenaza - dehidrogenaza un grup de alcooli monohidroxilici, - transformă mai puţine substrate: alcooldehidrogenaza - dehidrogenaza un grup de alcooli monohidroxilici, recunoscind gruparea OH (specificitatea de grup)recunoscind gruparea OH (specificitatea de grup) - lipazele digestive specific recunosc pozitia legaturii esterice intre glicerina şi acizi graşi:- lipazele digestive specific recunosc pozitia legaturii esterice intre glicerina şi acizi graşi:

b. specificitate absoluta. E recunoaşte un singur substrat Anhidraza carbonica, Ureaza.b. specificitate absoluta. E recunoaşte un singur substrat Anhidraza carbonica, Ureaza.33) ) Stereospecificitatea de substrat şi de reacţie. 0 enzima poate ataca numai un izomer D sau L.. Majoritatea Stereospecificitatea de substrat şi de reacţie. 0 enzima poate ataca numai un izomer D sau L.. Majoritatea biomoleculelor poseda un atom de C asimetric şi fiind chirali pot exista sub forma celor 2 enantiomeri. Ex: Amilaza biomoleculelor poseda un atom de C asimetric şi fiind chirali pot exista sub forma celor 2 enantiomeri. Ex: Amilaza scindează legăturile Alfa 1-4 glucozidice din amidon sau glicogen şi nu influentează asupra legăturilor beta din celuloza.scindează legăturile Alfa 1-4 glucozidice din amidon sau glicogen şi nu influentează asupra legăturilor beta din celuloza.

AcAcţţiunea pH asupra activitiunea pH asupra activităţiăţii enzimaticei enzimatice Fiecare enzimă are un pH optim la care işi manifestă activitatea maximală.Fiecare enzimă are un pH optim la care işi manifestă activitatea maximală. In CA al E se află grupări ionizabile, acide sau bazice, acestea interacţionează direct cu ionii H+ si OH-, rezultatul In CA al E se află grupări ionizabile, acide sau bazice, acestea interacţionează direct cu ionii H+ si OH-, rezultatul fiind creşterea sau scăderea gradului lor de disociere, acţionînd ca adevăraţi inhibitori ai enzimelor (amilaza în sucul gastric). fiind creşterea sau scăderea gradului lor de disociere, acţionînd ca adevăraţi inhibitori ai enzimelor (amilaza în sucul gastric). Ionii H+ si OH- au un efect denaturant asupra enzimelor - rup legăturile, ce determină structura terţiară.Ionii H+ si OH- au un efect denaturant asupra enzimelor - rup legăturile, ce determină structura terţiară. Majoritatea enzimelor celulare au pH-ul optim în jurul pHului fiziologic de 7,4 cu excepţii ca hidrolazele acide Majoritatea enzimelor celulare au pH-ul optim în jurul pHului fiziologic de 7,4 cu excepţii ca hidrolazele acide lizozomale, pentru care este în jur de 5 sau monoaminooxidaza din membrana mitocondriala externa, circa 10. La enzimele lizozomale, pentru care este în jur de 5 sau monoaminooxidaza din membrana mitocondriala externa, circa 10. La enzimele digestive pH-lui optim este cel al sediului lor de actiune: 1,5 – 2 al pepsinei, 7 al amilazei pancreatice, 8 al tripsinei, etc.digestive pH-lui optim este cel al sediului lor de actiune: 1,5 – 2 al pepsinei, 7 al amilazei pancreatice, 8 al tripsinei, etc. Deci mărind sau micşorind pH-ul mediului, se poate regla activitatea catalitica a enzimelor. Dependenţa activităţii Deci mărind sau micşorind pH-ul mediului, se poate regla activitatea catalitica a enzimelor. Dependenţa activităţii enzimatice de variaţia pH-ului este deseori descrisă de o curbă în forma de clopot.enzimatice de variaţia pH-ului este deseori descrisă de o curbă în forma de clopot.

Mecanismele de activare a EMecanismele de activare a ESuntSunt  :: 1. nespecifice: temperatura , iradierea 1. nespecifice: temperatura , iradierea 2. 2. sspecificepecifice- - Se activează la majorarea concentraţiei S cînd este insuficientSe activează la majorarea concentraţiei S cînd este insuficient- - La majorarea cantităţii ELa majorarea cantităţii E (creşte (creşte numnumărul de molecule de produs, în-tr-o unitate de timp)ărul de molecule de produs, în-tr-o unitate de timp)

-- La introducerea coenzimelor cînd sunt insuficienteLa introducerea coenzimelor cînd sunt insuficiente-- Introducerea ionilor metalelor Fe, CuIntroducerea ionilor metalelor Fe, Cu-- Modificarea chimica Modificarea chimica ssaau covalentă au covalentă a E. E. -- proteoliza limitata (pepsinogen - pepsin in HCI)proteoliza limitata (pepsinogen - pepsin in HCI)-- ActivareaActivarea prinprin efectoriefectori alostericialosterici -- Autoasamblarea cuaternara . Autoasamblarea cuaternara . -- Aici se mai referă şi rAici se mai referă şi reeactivarea dar noi ne vom opri la mecanismele de inhibiţie.activarea dar noi ne vom opri la mecanismele de inhibiţie.

5

Reglarea covalentă (fosforilare-defosforilare)Reglarea covalentă (fosforilare-defosforilare) Activitatea unor E se modifică prin fosforilare. Fosforilarea se face prin transferul unui rest fosfat de la ATP pe Activitatea unor E se modifică prin fosforilare. Fosforilarea se face prin transferul unui rest fosfat de la ATP pe grupările hidroxil ale unor resturi de Ser, Tre; Tyr din componenţa lor. grupările hidroxil ale unor resturi de Ser, Tre; Tyr din componenţa lor. Reacţiile de fosforilare sînt catalizate de kinaze specifice. Reacţiile de fosforilare sînt catalizate de kinaze specifice. Este un proces reversibil Este un proces reversibil E-OH + ATP --------------→ E-O-P +ADP E-OH + ATP --------------→ E-O-P +ADP Defosforilarea are loc sub acţiunea fosfotazei specificeDefosforilarea are loc sub acţiunea fosfotazei specificeE-OP +H2O --------------→ E-OH +H2PO3E-OP +H2O --------------→ E-OH +H2PO3

unele enzime sînt active în forma fosforilată Ex: glicogen fosforilaza,unele enzime sînt active în forma fosforilată Ex: glicogen fosforilaza, altele în forma defosforilată Ex:glicogen sintaza. altele în forma defosforilată Ex:glicogen sintaza.

ProProtteoliză limitatăeoliză limitată Proteoliza limitata - este scindarea (Proteoliza limitata - este scindarea (îînlnlăăturarea) unui sector al cateneiturarea) unui sector al catenei î în rezultat enzima se restructureazn rezultat enzima se restructureazăă şşi se i se formeazformeazăă CA. CA.

H+ H+Pepsinogen ------→pepsinăPepsinogen ------→pepsină -42AA -42AA

Autostructurarea cuaternarăAutostructurarea cuaternară Este caracteristică E ce posedă structură cuaternarăEste caracteristică E ce posedă structură cuaternară Fiecare protomer în parte nu posedă activitate enzimaticăFiecare protomer în parte nu posedă activitate enzimatică La asamblarea lor – se modifică conformaţia fiecărui protomer şi corespunzător se modifică şi conformaţia CA, La asamblarea lor – se modifică conformaţia fiecărui protomer şi corespunzător se modifică şi conformaţia CA, devenind astfel favorabil pentru fixarea şi transformarea Sdevenind astfel favorabil pentru fixarea şi transformarea S

InhibiInhibiţţia activităţii enzimelor.ia activităţii enzimelor. DeosebimDeosebim::

inhibiţie specifică inhibiţie specifică inhibiţie inhibiţie nespecifică (T, pH, agenisii denaturării ) nespecifică (T, pH, agenisii denaturării )

Inhibiiţia stă la baza aciţiunii substaniţelorInhibiiţia stă la baza aciţiunii substaniţelor medicamentoase, agenţilor toxici.medicamentoase, agenţilor toxici.

Inhibiţia poate fi reversibilă şi ireversibilă.Inhibiţia poate fi reversibilă şi ireversibilă. La inhibiiţia ireversibilă inhibitorul covalent se fixează de enzimă sau se leagă atît de puternic încît disociaţia are loc La inhibiiţia ireversibilă inhibitorul covalent se fixează de enzimă sau se leagă atît de puternic încît disociaţia are loc foarte incet.foarte incet.

Exemple: Diizopropilfluorfosfatul (toxina neuroparalitica) se fixează de OH-serinei în CA a acetilholinesterazei Exemple: Diizopropilfluorfosfatul (toxina neuroparalitica) se fixează de OH-serinei în CA a acetilholinesterazei (scindează acetilcolina) cu formarea enzimei neactive. (scindează acetilcolina) cu formarea enzimei neactive. În rezultat se menţine efectul acetilcolinei în permanenţă ce duce la În rezultat se menţine efectul acetilcolinei în permanenţă ce duce la paralicii musculare şi moarte..paralicii musculare şi moarte..

La o inhibiiţie reversibilă - inhibitori se fixeaza slab, necovalent deLa o inhibiiţie reversibilă - inhibitori se fixeaza slab, necovalent de E E

RetroinhibiţieRetroinhibiţieSistemele polienzimaticeSistemele polienzimatice Fiecare celulă a organismului conţine setul său specific de enzime. Unele se găsesc în toate celulele, altele sunt Fiecare celulă a organismului conţine setul său specific de enzime. Unele se găsesc în toate celulele, altele sunt prezente doar în anumite celule sau anumite compartimente celulare. Funcţia fiecărei enzime, nu este izolată, ci strins legată prezente doar în anumite celule sau anumite compartimente celulare. Funcţia fiecărei enzime, nu este izolată, ci strins legată de funcţia altor enzime. Astiel din enzime aparte se formeaza sisteme polienzimatice sau conveiere.de funcţia altor enzime. Astiel din enzime aparte se formeaza sisteme polienzimatice sau conveiere. FunFuncţcţtia sistemelor polienzimatice depinde de particularitatile de organizare a lor in celule.tia sistemelor polienzimatice depinde de particularitatile de organizare a lor in celule.

Se cunosc urmatoarele tipuri de organizare a sistemelor polienzimatice:Se cunosc urmatoarele tipuri de organizare a sistemelor polienzimatice: - funcţională,- funcţională, - structural-funcţională şi- structural-funcţională şi - mixtă.- mixtă.

TTipuriipurilele de organizare a sistemelor polienzimatice: de organizare a sistemelor polienzimatice:Organizarea funcţionalăOrganizarea funcţională - enzimele sunt asociate în sisteme polienzimatice, care îndeplinesc o anumită func - enzimele sunt asociate în sisteme polienzimatice, care îndeplinesc o anumită funcţţie. ie. Produsul Produsul reacţiei prirmei enzime a lanţului serveşte drept substrat pentru enzima următoare etc.reacţiei prirmei enzime a lanţului serveşte drept substrat pentru enzima următoare etc. Ex.de organizare funcţională - enzimele glicolizei, unde toate E participante se găsesc în stare solubilă; Fiecare reacţie Ex.de organizare funcţională - enzimele glicolizei, unde toate E participante se găsesc în stare solubilă; Fiecare reacţie este catalizată de enzime aparte. Drept verigă de legătura aici servesc metaboliţii.este catalizată de enzime aparte. Drept verigă de legătura aici servesc metaboliţii.Organizarea structural-funcţionalăOrganizarea structural-funcţională consta în faptul ca enzimele formează sisteme structurale cu o anumită funcţie. consta în faptul ca enzimele formează sisteme structurale cu o anumită funcţie.

6

Ex.- complexul polienzimatic piruvatdehidrogenazic, constituit din cîteva enzime, care participă la oxidarea acidului Ex.- complexul polienzimatic piruvatdehidrogenazic, constituit din cîteva enzime, care participă la oxidarea acidului piruvic, sau sintetaza acizilor graşi constituită din şapte enzime legate structural, care în ansamblu îndeplinesc funcţia de piruvic, sau sintetaza acizilor graşi constituită din şapte enzime legate structural, care în ansamblu îndeplinesc funcţia de sinteza a acizilor grasi.sinteza a acizilor grasi.

Afară de complexele multienzimatice e posibila şi o altă varianta de organizare structural-funcţională. Astfel enzimeleAfară de complexele multienzimatice e posibila şi o altă varianta de organizare structural-funcţională. Astfel enzimele se pot aranja în lanţ, fixindu-se de membrana biologică. Ex.enzimele lanţului respirator mitocondrial, care participă la se pot aranja în lanţ, fixindu-se de membrana biologică. Ex.enzimele lanţului respirator mitocondrial, care participă la transferul de electroni şi protoni şi la generarea de energie.transferul de electroni şi protoni şi la generarea de energie.

Tipul mixt de organizareTipul mixt de organizare a sistemelor polienzimatice reprezintă o îmbinare a ambelor tipuri de organizare, adică o parte a sistemelor polienzimatice reprezintă o îmbinare a ambelor tipuri de organizare, adică o parte din sistemul polienzimatic are organizare structurala, iar cealaltdin sistemul polienzimatic are organizare structurala, iar cealaltăă parte - organizare funcţională. parte - organizare funcţională.

Ex.- ciclul Krebs, unde o parte din enzime sunt asociate în complex structural (complexul 2-Ex.- ciclul Krebs, unde o parte din enzime sunt asociate în complex structural (complexul 2-oxoglutaratdehidrogenazic), îar altă parte se leagă funcţional prin metaboliţii de legătură.oxoglutaratdehidrogenazic), îar altă parte se leagă funcţional prin metaboliţii de legătură.

Deosebirea privind componenţa enzimatică a organelor şi ţesuturilor. Enzimele organospecifice. Modificarea activităţiiDeosebirea privind componenţa enzimatică a organelor şi ţesuturilor. Enzimele organospecifice. Modificarea activităţii enzimatice în diferite afecţiuni (enzimodiagnosticul).enzimatice în diferite afecţiuni (enzimodiagnosticul).

Enzimele indicatoriiEnzimele indicatorii – sunt localizate intracelular: în citoplasmă (lactatdehidrogenaza, aldolaza), în mitocondrii – sunt localizate intracelular: în citoplasmă (lactatdehidrogenaza, aldolaza), în mitocondrii glutamatdehidrogenaza), în lizosomi (glutamatdehidrogenaza), în lizosomi (-glucoronidaza, fosfataza alcalină). -glucoronidaza, fosfataza alcalină). Acestea enzime în normă în plasmă se găsesc Acestea enzime în normă în plasmă se găsesc în concentîn concentrraţii foarte mici. La afecţiunile celulare activitatea acestor enzime în plasmă este brusc mărită. aţii foarte mici. La afecţiunile celulare activitatea acestor enzime în plasmă este brusc mărită.

Unităţile de activitate ale enzimelor.Unităţile de activitate ale enzimelor. Unitatea Internaţională (U.I.) – cantitatea de E care catalizează transformarea 1Unitatea Internaţională (U.I.) – cantitatea de E care catalizează transformarea 1μμmol de S într-un minut în condiţii mol de S într-un minut în condiţii standardstandard Katal (kat) – cantitatea de E care asigură transformarea unui mol de S într-o secundă în condiţii standard (1U.I.=16,67 Katal (kat) – cantitatea de E care asigură transformarea unui mol de S într-o secundă în condiţii standard (1U.I.=16,67 nkat)nkat)Terapia cu enzimeTerapia cu enzime Enzimele sunt agenţi terapeutici unici ce produc efecte importante şi specifice.Enzimele sunt agenţi terapeutici unici ce produc efecte importante şi specifice. Motivele care au limitat folosirea largă a enzimelor ca medicaţie sunt legate de natura proteică: Motivele care au limitat folosirea largă a enzimelor ca medicaţie sunt legate de natura proteică: - distribuţie redusă în organism dependenţa de dimensiuni, sarcina şi de fenomenele de glicozilare (prin glicozilare - distribuţie redusă în organism dependenţa de dimensiuni, sarcina şi de fenomenele de glicozilare (prin glicozilare proteinele sunt recunoscute de receptori şi fixate în anumite locuriproteinele sunt recunoscute de receptori şi fixate în anumite locuri - posibilitate mică de dirijare extrahepatică, ficatul avînd tendinţă de a căptăta şi reţine proteinele străine;- posibilitate mică de dirijare extrahepatică, ficatul avînd tendinţă de a căptăta şi reţine proteinele străine; - inactivarea lor sub acţiunea proteazelor digestive în cazul administrarii orale, iar proteazele tisulare le scurteaza de - inactivarea lor sub acţiunea proteazelor digestive în cazul administrarii orale, iar proteazele tisulare le scurteaza de asemeni actiunea;asemeni actiunea; - potentialul lor antigenic, anticorpii formati pot genera reacţii de hipersensibilizare adesea grave şi pot inactiva - potentialul lor antigenic, anticorpii formati pot genera reacţii de hipersensibilizare adesea grave şi pot inactiva enzima.enzima.

Tehnici propuse pentru optimizarea proprietăţilor terapeutice ale enzimelor.Tehnici propuse pentru optimizarea proprietăţilor terapeutice ale enzimelor.- prin N-acilare a fost crescută semiviata asparaginazei, folosită în leucemie- prin N-acilare a fost crescută semiviata asparaginazei, folosită în leucemie- S-au incercat de asemeni metode de obţinere a - S-au incercat de asemeni metode de obţinere a enzimelor imobilizate.enzimelor imobilizate. De ex. prin reticularea enzimei, ce conduce la agregate insolubile, prin adsorbţie pe polimeri sintetici ori prin ataşare De ex. prin reticularea enzimei, ce conduce la agregate insolubile, prin adsorbţie pe polimeri sintetici ori prin ataşare covalentă, sau prin incorporare într-un gel in cursul polimerizarii.covalentă, sau prin incorporare într-un gel in cursul polimerizarii.

Aceste preparate caştiga rezistenţa la enzimele proteolitice şi sunt mai putin imunoactive dar pot fi alterate Aceste preparate caştiga rezistenţa la enzimele proteolitice şi sunt mai putin imunoactive dar pot fi alterate proprietaisile farmacocinetice. Asemenea avantaje au dovedit conjugatii cu polietilenglicol (PEG) ai arginazei, ai proprietaisile farmacocinetice. Asemenea avantaje au dovedit conjugatii cu polietilenglicol (PEG) ai arginazei, ai glutaminasparaginazei sau ribonucleaza supusa reticularii, enzime cu efect antitumoral. Un succes în terapia defectelor glutaminasparaginazei sau ribonucleaza supusa reticularii, enzime cu efect antitumoral. Un succes în terapia defectelor genetice a fost imobilizarea enzimelor din ciclul ureogenetic pe un suport de fibrina.genetice a fost imobilizarea enzimelor din ciclul ureogenetic pe un suport de fibrina. S-au propus noi forme farmaceutice prin incapsularea enzimelor in lipozomi -S-au propus noi forme farmaceutice prin incapsularea enzimelor in lipozomi - microsfere cu membrana bistratificatamicrosfere cu membrana bistratificata lipido proteica, in hematii umane, in fantome eritrocitare sau in alti transportori celulari. Noile forme obţinute prezintă un lipido proteica, in hematii umane, in fantome eritrocitare sau in alti transportori celulari. Noile forme obţinute prezintă un potenţial de ţîntire tisulară. De ex. in cazul unor boli genetice cauzate de deficitul unor enzime lizozomale se impune o terape potenţial de ţîntire tisulară. De ex. in cazul unor boli genetice cauzate de deficitul unor enzime lizozomale se impune o terape de substitutie, enzima trebuind tintita direct in lizozomi.de substitutie, enzima trebuind tintita direct in lizozomi.

7