biochimica classificazione internazionale degli enzimi 6 classi, ciascuna divisa in sottoclassi nome...
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Biochimica
CLASSIFICAZIONE INTERNAZIONALE DEGLI ENZIMI
6 classi, ciascuna divisa in sottoclassi
Nome raccomandato es. carbossipeptidasi
Nome sistematico es. peptidil-L-ammino-acido idrolasi
3.4.17.1 EC
3 classe principale
4 sottoclasse (legami peptidici)
17 sottosottoclasse (metallopeptidasi, Zn2+)
1 numero di serie
Biochimica
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Classificazione degli enzimi
Biochimica
Nome d’uso raccomandato(nome comunemente usato, spesso di origine “storica”)
Nome sistematico(nome dei substrati + termine con suffisso –asi, che definisce il tipo di reazione)
alcool deidrogenasi (nome raccomandato)alcool:NAD+ ossidoriduttasi (nome sistematico)EC 1.1.1.1 (numero di classificazione)
carbossipeptidasi A (nome raccomandato)peptidil-L-amminoacido-idrolasi (nome sistematico)EC 3.4.17.1 (numero di classificazione)
Biochimica
Ruolo degli enzimi
Un catalizzatore in genere aumenta la velocità di una reazione senza esserne modificato
La molecola su cui l’enzima o il catalizzatore agiscono viene chiamato substrato
L’enzima accelera la reazione di molti ordini di grandezza
Il catalizzatore non modifica l’equilibrio: non si può ottenere più prodotto da una reazione catalizzata, si raggiunge lo stato di equilibrio più velocemente
A <−> 2B Keq = [B]2/[A]
Biochimica
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Sono caratteristiche degli enzimi:
1. Il potere catalitico2. Specificità3. Regolazione
Biochimica
CofattoriIoni metallici (Fe2+, Fe3+, Cu2+, Zn2+…….)
Biochimica
Enzima Ciclo metabolico
Piruvato decarbossilasi Fermentazione EtOH
Piruvato deidrogenasi -chetolutarato deidrogenasi
Sintesi acetil-CoA Ciclo acido citrico
Transchetolasi Reazioni C-assimilazione Cicli pentoso fosfato
Tiamina (vit. B1)
TPP
Piridossina, piridossale, piridossalammina (vit. B6)
piridossalfosfato
Enzima Ciclo metabolico
Alanina aminotransferasi (ALT) Glutammico piruvato transaminasi
(GPT) Aspartato aminotransferasi (AST) Glutammico ossalacetico transaminasi (GOT)
Metabolismo delle proteine
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NADP+
PPP
Niacina (vit. PP o vit. B3)
ribitolo
flavina
Riboflavina (vit. B2)
Biochimica
Acido pantotenico
Biotina
vie metaboliche dei carboidrati, degli aminoacidi, degli acidi grassi, dei composti steroidei e dei corpi
chetonici.
Enzima Via metabolica
Piruvato carbossilasi gluconeogenesi
Acetil CoA carbossilasi Sintesi degli acidi grassi
Propionil CoA carbossilasi Catabolismo degli acidi grassi
Biochimica
Acido folico o folacina Cobalamia (o vit. B12)
Una carenza di vitamina B12 provoca una particolare forma di anemia chiamata anemia perniciosa caratterizzata dalla presenza di globuli rossi con dimensioni maggiori del normale. La carenza si manifesta nei casi di diete vegetariane strette (diete vegane)
Vitamina B6, folati e vitamina B12 sono vitamine correlate Tutte partecipano alla trasformazione della metionina in cisteina.
Nel metabolismo del propionil CoA (prodotto del catabolismo di valina e isoleucina, metionina ,treonina, acidi grassi a catena dispari)
Biochimica
Acido ascorbico (o vit. C)Nel metabolismo di sintesi del collagene: idrossilazione di prolina e della lisina
Idrossilazione della dopamina in noradrenalina
Sintesi della carnitina: coinvolgimento nel metabolismo lipidico
Idrossilazione di molecole steroidee: metabolismo di sintesi degli ormoni
Biochimica
In cinetica chimica
Biochimica
Allo stato di transizione i reagenti possono diventare prodotti o tornare reagentiEnergia di attivazione
Dal p.to di vista chimico potrei statisticamene aumentare la velocità di reazione, però:
1. la temperatura non può essere innalzata2. acidi o basi non possono essere aggiunti3. la pressione non può essere aumentata 4. le concentrazioni non possono essere variate che in minima misura.
Come faccio ad ottenerla nei sistemi biologici?
Devo abbassare l’energia di attivazione
Biochimica
Cinetica chimica: ordine di reazione primo: dip. dalla concentrazione di un reagente ordine di secondo ordine: dip. dalla concentrazione di due reagenti ordine zero: non dipende dalla concentrazione del substrato
Curva cinetica
Fondamentale per elaborare le teoria cinetica enzimatica
Eq. Michaelis-Menten
Biochimica
Deve essere calcolata sperimentalmente
Biochimica
Biochimica
Grafico dei doppi reciproci: trasforma l’eq. dell’iperbole, come eq. di una retta
Il valore viene estrapolato
Diviene un valore finito
L’eq. Di Michaelis Menten è la cinetica di un caso limite, reale, ma nei sistemi biologici sono più facilmente coinvolti più substrati
Biochimica
Quale è il meccanismo dei catalisi?
Esistono due modelli:
Chiave -serratura
Adattamento indotto
Biochimica
Biochimica
Stabilità di un enzima:
Si va a studiare sperimentalmente
A livello del sito attivo particolari residui aminoacidi hanno uno specifico grado di protonazione che gli permettono di catalizzare attivamente la reazione cui è preposto
Si misura l’attività enzimatica a diverse temperature: l’aumento della temperatura in questo caso prevale l’aumento probabilistico di far avvenire la reazione
Non è detto che il pH ottimale sia quello neutrofisiologico
Biochimica
MECCANISMI DI REGOLAZIONE enzimatica:
Stimolazione/inibizione della sintesi
Meccanismo allosterico
Modificazione covalente irreversibile
Modificazione covalente reversibile
Biochimica
Nei processi biologici le vie metaboliche sono modulate da una particolare classe di
enzimi:ENZIMI ALLOSTERICI che sono sempre con struttura quaternaria
Cosa è una via metabolica?
Come posso modulare l’intera via
Biochimica
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Modificazione covalente irreversibile
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Modificazione covalente reveribile
Modificazione che ha un effetto tipo on/off
Solitamente avviene attraverso una modificazione temporanea a carico di uno o più residui amminoacidici. (fosforilazione, acetilazione, metilazione, adenilazione….)
Una modificazione di particolare importanza è la fosforilazione a carico di residui –OH di ser e thr, meno spesso d tyr
Viene spesso utilizzata per attivare e inibire due vie metaboliche che hanno effetto opposto:Sintesi e degradazione del glicogeno
Biochimica
L’attivita enzimatica, proporzionale alla concentrazione dell’enzima, si esprime in UNITA’
Una Unita Internazionale (UI): quantita di enzima che catalizza la conversione di 1 μmole di substrato per minuto in condizioni definite di temperatura, pH, e concentrazione del substrato
ATTIVITA’ ENZIMATICA U/L = ∆A 1000 V εtdv
d → spessore cuvetta v → volume campione (mL) t → tempo di reazione (min) 1000 → conversione a L∆A → variazione di Abs V → volume di reazione (mL)