Enzimi, definicija, struktura, delovanje, podela

1. ENZIMI
BIOKATALIZATORI
KLARA KAKUČKA, prof.
hemije

2. ENZIMI
•ENZIMI SU BIOLOŠKI AKTIVNI PROTEINI
KOJI KATALITIČKI UBRZAVAJU
HEMIJSKE PROCESE U ŽIVOM
ORGANIZMU

3. STRUKTURA, FIZIČKE I HEMIJSKE
OSOBINE ENZIMA
• ENZIMI SU PROTEINI SASTAVLJENI OD ALFA-AMINOKISELINA,
KOJE SINTETIŠE SAMO ŽIVI ORGANIZAM:
1) BILJKE
2) ŽIVOTINJE
3) MIKROORGANIZMI
• DELE SE KAO I OSTALI PROTEINI NA:
1) PROSTE
2) SLOŽENE
• VEĆINA ENZIMA SU SLOŽENI PROTEINI, KOJI RASPOLAŽU
ODGOVARAJUĆOM PROSTETIČNOM GRUPOM, ILI METALNIM
JONOM

4. • SEKUNDARNA STRUKTURA ENZIMA OBUHVATA IZDUŽENU ILI
SPIRALNU KONFORMACIJU POLIPEPTIDMNOG LANCA

5. • TERCIJARNA STRUKTURA OPISUJE NAČIN PRESAVIJANJA I
UKLUPČAVANJA POLIPEPTIDNOG LANCA

6. KVATERNERNA STRUKTURA ENZIMA
• POJEDINI ENZIMI SE SATOJE OD VIŠE
POLIPEPTIDNIH LANACA, KOJI NISU
MEĐUSOBNO POVEZANI (PROTOMERI)
• PROTIMERI SE SLAŽU I ČINE PROTEINSKI,
ENZIMSKI KOMPLEKS (OLIGOMER)
• PROSTORNA ORGANIZACIJA OLIGOMERA JE
OPISANA NJENOM KVATERNERNOM
STRUKTUROM

7. KVATERNA STRUKTURA ENZIMA

8. KATALITIČKA AKTIVNOST
• KATALITIČKA AKTIVNOST ENZIMA JE USLOVLJENA
SPECIFIČNIM POVEZIVANJEM AMINOKISELINA
• DA BI KATALITIČKA AKTIVNOST ENZIMA DOŠLA DO IZRAŽAJA,
ENZIM SE PRVO SPECIFIČNO VEZUJE ZA SUPSTRAT

9. AKTIVNI CENTAR
• AKTIVNMI CENTAR JE DEO ENZIMSKOG
MOLEKULA, KOJI SE VEZUJE ZA SUPSTRAT I
OMOGUĆAVA ODVIJANJE SPECIFIČNE
ENZIMSKI KATALIZOVANE REAKCIJE

10. OSTVARIVANJE VEZE SUPSTARTA I
AKTIVNOG MESTA ENZIMA

11. GUBITAK ENZIMSKE AKTIVNOSTI
• SVAKO NARUŠAVANJE PRIMARNE, SEKUNDARNE,
TERCIJARNE, ILI KVATRNERNE STRUKTERE ENZIMA ZNAČI
DENATURACIJU ISTOG I GUBITAK DELA, ILI CELOKUPNE
KATALITIČE SPOOSOBNOSTI

12. PROCES DENATURACIJE ENZIMA

13. NAJČEŠĆA SREDSTVA ZA DENATURACIJU
PROTEINA

14. KATALITIČKE OSOBINE ENZIMA
• ENZIMI UBRZAVAJU TOK TERMODINAMIČKI MOGUĆIH
BIOHEMIJSKIH REAKCIJA, ZNAČAJNO SMANJUJUĆI
ENERGIJU AKTIVACIJE

15. PRAVILA KATALIZE U BIOHEMIJSKIM
PROCESIMA
1. REAKCIJA SE UBRZAVA DODATKOM KATALIZATORA
2. KATALIZATOR SE ZNAČAJNO NE MENJA U TOKU
HEMIJSKE REAKCIJE, ŠTO ZNAČI DA SE NE
RAZGRAĐUJE
3. RELATIVNO MALE KOLIČINE KATALIZATORA DELUJU U
REAKCIJI
4. MALE KOLIČINE STRANIH SUPSTANCI MOGU DA
INHIBIRAJU KATALIZATOR
5. KATALIZATOR RASPOLAŽE ZNAČAJNOM
SPEČIFIČNOŠĆU U SVOM DELOVANJU, ŠTO JE VRLO
IZRAŽENO BAŠ KOD ENZIMA

16. S + E→ [ES] → [EP] E + P
S-SUPSTRAT
E-ENZIM
P-PROIZVOD REACIJE
K-KONSTANTA REACIONE BRZINE
K
MEHANIZAM ENZIMSKE
AKTIVNOSTI

17. KONCENTRACIJA ENZIMA I ENZIMSKA
AKTIVNOST
• KONCENTRACIJA ENZIMA JE BROJ MOLEKULA U JEDINICI
MASE, ILI ZAPREMINE
• ENZIMSKA AKTIVNOST JE ONA KATALITIČKA AKTIVNOST
ENZIMA KOJA OMOGUĆAVA RAZGRADNJU ODREĐENE
KOLIČINE SUPSTRATA U JEDINICI VREMENA

18. ENZIMSKA KINETIKA
Uticaj koncentracija enzima i supstrata na brzinu
enzimske reakcije
Brzina enzimske reakcije raste progresivno da bi se
dostigla maksimalna vrijednost brzine koja ne ovisi o
daljnem povećanju koncentracije supstrata

19. Koncentracija supstrata na početku ubrzava
reakciju sve dok se ne zasite svi aktivni centri
enzima. Tada dalje dodavanje supstrata ne utiče jer
treba da se „oslobodi“ molekul enzima da bi nse
vezao novi molekul supstrata.

20. SPECIFIČNOST ENZIMSKIH
REAKCIJA
• ENZIM KATALIZIRA SAMO JEDNU ODREĐENU HEMIJSKU
REAKCIJU ILI GRUPU SLIČNIH REAKCIJA, A SPECIFIČNOST
PREMA SUPSTRATU JE UGLAVNOM POTPUNA.

21. KLASIFIKACIJA I
NOMENKLATURA ENZIMA
• IME SUPSTRATA + AZA
• DANAS JE AKTUELNA EC NOMENKLATURA (INTERNATIONAL
ENZYME COMMISION)
• SVAKI ENZIM IMA SVOJ KLASIFIKACIONI BROJ, OD 4 CIFRE
• PRVA CIFRA ODREĐUJE PRIPADNOST JEDNOM OD ŠEST
RODOVA:
1. OKSIDOREDUKTAZE 4. LIAZE
2. TRANSFERAZE 5. IZOMERAZE
3. HIDROLAZE 6. LIGAZE

22. • DRUGA CIFRA ODREĐUJE KLASU ENZIMA
• TREĆA CIFRA ODREĐUJE POTKLASU ENZIMA
• ČETVRTA CIFRA ODREĐUJE INDIVIDUALNI BROJ ENZIMA, U
ODGOVARAJUĆOJ POTKLASI
L – LAKTAT + NAD + PIRUVAT + NADH
EC 1.1.1.27.

23. FIZIČKI UTICAJI-UTICAJ
TEMPERATURE
Brzina hemijske
reakcije raste dva
puta pri porastu
temperature za 100C
Inaktivacija enzima
zbog razgradnje
proteinskog dijela
Tr-temperatura
razgradnje

24. FIZIČKI UTICAJI-UTICAJ PH
Za enzimsku
reakcij postoji
optimalan pH pri
kojem je enzim
najaktivniji

25. HEMIJSKI UTICAJI
• AKTIVATORI ENZIMSKE AKTIVNOSTI – UBRZAVAJU
ENZIMSKE REAKCIJE, A DA PRI TOM NE MJENJAJU
AFINITET ENZIMA ZA SUPSTRAT

26. HEMIJSKI UTICAJI
• AKTIVACIJA METALNIM JONIMA
• KINAZE SE AKTIVIRAJU SA MG2+ JONOM KOJI SE VEŽE NA
ATP MOLEKULU I POKREĆE ENZIMSKU REAKCIJU
• ALKOHOL DEHIDROGENAZE SE AKTIVIRAJU SA ZN2+
• PIRUVAT DEKARBOKSILAZE SA MN2+ ......

27. HEMIJSKI UTICAJI
ZIMOGENA AKTIVACIJA
DEŠAVA SE U SPECIJALIZOVANIM ĆELIJAMA GDJE SE
ENZIMI SINTETIZIRAJU U NEAKTIVNOM OBLIKU I TAKO SE
ŠTITE OD AUTOPROTEOLIZE. TO JE SLUČAJ SA ENZIMIMA
KOJI SE POSLIJE IZLUČIVANJA U EKSTRACELULARNI
PROSTOR MIJENJAJU IZ NEAKIVNOG ENZIMA U AKTIVNI
ENZIM.

28. INHIBITORI ENZIMSKE
AKTIVNOSTI
 IREVERZIBILNI INHIBITORI
 REVERZIBILNI INHIBITORI. DIJELE SE NA KONKURENTNE I
NEKONKURENTNE INHIBITORE

29. KOMPETICIJSKI INHIBITORI
KOMPETICIJSKI INHIBITORI
SLIČNE SU STRUKTURE SUPSTRATU KOJI SE MOŽE
SMESTITI NA AKTIVNO MESTO ENZIMA

30. NEKOMPETICIJSKI INHIBITORI
• NE VEŽE SE NA AKTIVNO MJESTO, PA SE NE MJENJA
AFINITET ENZIMA PREMA SUPSTRATU.
• INHIBITOR SE VEŽE NA ENZIM-SUPSTRAT KOMPLEKS.

31. FIZIOLOŠKA KLASIFIKACIJA
ĆELIJSKIH ENZIMA
• 90 % PROTEINSKE MASE ĆELIJE SU ENZIMI
• ZA SVAKU ĆELIJSKU VRSTU VAŽI SPECIFIČNA RASPODELA
ENZIMA UNUTAR ĆELIJE
• JEDAN DEO ENZIMA ĆELIJE SE NORMALNO “IZLIVA” U
EKSTRACELULARNI PROSTOR

32. • NA OSNOVU LOKACIJE FIZIOLOŠKOG DELOVANJA ENZIMI
SE DELE NA:
1) ENIZIME LUČENJA (SEKRETORNE)
2) INTRACELULARNE ENZIME
ENZIMI LUČENJA DELE SE NA: INTRACELURALNI
ENZIMI DELE SE NA:
-INKRETORNE -CITOPLAZMATIČNE
-EKSKRETORNE -SPECIFIČNE
ENZIME ORGANELA
-MEMBRANSKE

33. ENZIMSKI PROFIL
• SVAKI ORGAN IMA SVOJ KARAKTERISTIČAN ENZIMSKI
PROFIL, KOJI PODRAZUMEVA KARAKTERISTIČNU UKUPNU
ENZIMSKU AKTIVNOST ODREĐENOG ENZIMA U ĆELIJI, KAO
I KARAKTERISTIČNU RASPODELU ENZIMA PO
ORGANELAMA
• SVAKI ORGAN IMA SVOJ ENZIMSKI PROFIL, NA OSNOVU
KOGA SE MOŽE DIFERENCIRATI U ODNOSU NA DRUGI
ORGAN

34. AKUTNI ALKOHOLNI HEPATITIS
KOD HRONIČNOG KONZUMIRANJA
ALKOHOLA IZRAŽENO JE UMERENO
POVEĆANJE AKTIVNOSTI
Γ-GLUTAMIL TRANSPEPTIDAZE (Γ-GT)