Enzimi

Enzimi su proteini koji deluju kao katalizatori (ubrzavaju hemijske reakcije)

enzimi su specificni za razlicite supstrate (selektivna priroda vezujuceg mesta na enzimu)

kataliticko (aktivno) mesto je deo molekula enzima gde se odvija reakcija

enzimi ubrzavaju hemijske reakcije smanjenjem kolicine energije potrebne za dostizanje visoko-energetskog intermedijernog stanja reakcije (kompleks prelaznog stanja) smanjena energije aktivacije

U katalizi ucestvuju funkcionalne grupe aktivnog mesta koje poticu od koenzima, metalnih jona ili aminokiselinskih ostataka

mehanizmi enzimske katalize ukljucujuacido-baznu katalizuformiranje kovalentih intermedijerastabilizaciju prelaznog stanja

dejstvo mnogih lekova i toksina je u inhibiciji enzima

kontrola brzine reakcija je moguca jer se enzimi mogu regulisati razlicitim mehanizmima

enzimi obezbedjujubrzinuspecificnost iregulatornu kontrolu hemijskih reakcija u organizmu

enzimima katalisane reakcije imaju 3 korakavezivanje supstrata E + S ESkonverzija vezanog supstrata u vezani produkt ES EPoslobadjanje produkta EP P

korak 1. enzimi vezuju supstrate reakcije koju katalisu i dovode ih u najpovoljniji polozaj za efikasnu reakcijukorak 2.enzim ucestvuje u formiranju i raskidanju veza neophodnih za nastanak produktakorak 3.produkt se oslobadja a enzim vraca u svoje originalno stanje

specificnost enzimakatalisu uglavnom odredjeni tip reakcijemedju mnogim jedinjenjima biraju odredjeni supstratod tog suptrata nastaje samo jedan produkt

Jos po nestoenzimi katalisu samo moguce reakcije cineci ih samo brzim ubrzanje enzimima katalisanih reakcija je 106 do 1014 (mnogo vece od efikasnosti neorganskih katalizatora)

specificnost i brzina reakcija katalisanih enzimima je rezultatjedinstvene sekvence aminokiselina koja omogucava formiranje trodimenzionalne strukture enzimskog molekula

Aktivno mestodeo enzimskog molekula (udubljenje, zljeb) gde se vezuje supstrat i tako formira enzim-supstrat kompleksmesto vezivanja supstrata odredjuje specificnost prema supstratu

Dva modela formiranja enzim-supstrat kompleksaaminokiselinski ostaci formiraju komplementarnu trodimenzionalnu strukturu koja prepoznaje supstrat (model kljuca i brave)vodonicne veze, hidrofobne i elektrostaticke interakcije povezuju supstrat i enzim i vode daljim konformacionim promenama (model indukovanog podesavanja)

u aktivnom mestu kofaktori i/ili funkcionalne grupe polipeptidnog lanca ucestvuju u prevodjenju supstrata u produkt

vezivanje supstrata indukuje konformacione promene enzima koje omogucavaju nove interakcije molekula supstrata sa funkcionalnim grupama enzima

model kljuc-bravakomplementarnost izmedju supstrata i aktivnog mestamodel indukovanog prilagodjavanja promena konformacije enzima i supstrata

Hemijska priroda enzimaproteiniproteini + kofaktorkofaktor metalni joni prosteticna grupa (najcesce trajno vezana za enzim) koenzim (povezan sa enzimom samo tokom katalize)apoenzim (proteinski deo enzima) + koenzim = holoenzim

Mnogi mikroelementi su kofaktori enzimaomogucavaju vezivanje supstrata ili koenzima za enzim (deluju kao elektrofili i tako stabilizuju anjonsku formu ili vezuju anjonske supstrate) donori su elektrona u oksido-redukcionim reakcijama

Koenzimineproteinski organski molekuli koji obezbedjuju funkcionalne grupe za enzimsku katalizu kod coveka se cesto sintetisu od vitamina

Dve osnovne klase koenzimakoenzimi koji ucestvuju u reakcijama prenosa grupacvrsto se vezuju za supstrat (aktivirajuci ga za prenos neke grupe, dodatak vode i dr.). drugim delom se cvrsto vezuju za enzim (ako ostaju trajno vezani zovu se prosteticna grupa)biotin, tiamin pirofosfat, koenzim A

u oksido-redukcionim reakcijamasadrze specificne funkcionalne grupe za prenos elektrona (u formi hidridnog jona, atoma vodonika ili kiseonika)ne vezuju se kovalentno za supstrat i posebnim delom se vezuju za enzimnikotinamid adenin dinukleotid (NAD+), flavin adenin dinukleotid (FAD)

Koenzimske forme vitamina

kofaktori imaju, kod nekih enzima i nekataliticku, strukturnu, ulogu povezujuci udaljene delove polipeptidnog lanca u formu tercijalne strukture

Optimalni uslovi za enzimsku reakciju temperatura i pH

Klasifikacija enzima (Enzyme Commision E.C.)6 klasa enzimaoksidoreduktazetransferazehidrolazeliazeizomerazeligaze

podela u okviru svake klaseE.C. 1.1.1.1. (alkohol dehidrogenaza)