BG-Dong hoc enzyme

K cat : Định nghĩa và sử dụng • Hằng số kcat số đơn vị/giây: ở điều kiện bão hòa cơ chất, kcat biểu thị số phân tử cơ chất chuyển thành sản phẩm trong một đơn vị thời gian do một phân

ĐỘNG HỌC ENZYME

Phương trình động học enzyme

Cơ chất Sản phẩm Enzyme

Phức hợp Enzyme-Cơ chất Hằng số tốc độ

Phương trình Michaelis-Menten

Tốc độ phản ứng bắt đầu Tốc độ cực đại

Nồng độ cơ chất

Đường cong Michaelis-Menten

Sự bão hòa cơ chất của enzyme

A [S] thấp B 50% [S] hay Km C [S] cao, bão hòa

Trạng thái ổn định

• [S] >>> [E]  [ES] không thay đổi : tốc độ ở trạng thái ổn định

[ES] hình thành = [ES] bị phá vỡ (tạo sản phẩm)

• Nếu [ES]  sản phẩm (k2) là bước quyết định giới hạn tốc độ phản ứng

k-1 >> k2 và Km = k-1/k1

để đánh giá ái lực cơ chất-enzyme

Nếu k2 >> k-1 hay k2 = k-1

• Về mặt lâm sàng, so sánh Km dùng để đánh giá ảnh

hưởng của các đột biến chức năng protein ở một số

bệnh di truyền

Ý nghĩa của V max

• Giá trị của Vmax thay đổi với các enzyme khác nhau và

có thể sử dụng như là chỉ số hiệu quả xúc tác của

enzyme Không được sử dụng nhiều về mặt lâm sàng

• Một số enzyme có kiểu xúc tác sau:

• Bước quyết định tốc độ phản ứng: k3

K cat : Định nghĩa và sử

dụng

• Hằng số kcat (số đơn vị/giây): ở điều kiện bão hòa cơ chất, kcat biểu thị số phân tử

cơ chất chuyển thành sản phẩm trong

một đơn vị thời gian do một phân tử

enzyme thực hiện

• Giá trị kcat thường được dùng để so sánh hiệu quả xúc tác của các nhóm enzyme liên quan hay giữa các dạng đột biến của một enzyme

Phản ứng 2 cơ chất

• Áp dụng phương trình Michaelis-Menten với kcat

Ngẫu nhiên Theo trật tự Ping-pong

• Phản ứng theo trật tự ngẫu nhiên: S gắn với E không

theo trật tự trước sau

• Phản ứng có trật tự : S gắn với E theo trật tự trước sau, vd: S1 trước, S2 sau Hai phản ứng có cùng chung phức hợp ba yếu tố, hình thành giữa E, ES1, ES2 and ES1S2

• Kiểu ping-pong : E xúc tác S1 chuyển thành P1 , sau

đó gắn S2

Phản ứng 2 cơ chất

Ví dụ K m và k cat : HSV-1 Thymidine Kinase

• Phản ứng phosphorylation kinase :

T (thymidine) + ATPTMP + ADP

Ở tế bào nhiễm herpesvirus, TK của virus

phosphorylates thuốc acyclovir acyclovir-P

dụ!!)

Phương trình Lineweaver-Burk

V o =Tốc độ phản ứng bắt đầu

V max = Tốc độ cực đại [S] = Nồng độ cơ chất

Sử dụng phương trình

Lineweaver-Burk

• Xác định chính xác Vmax và Km

• Xác định ảnh hưởng của chất ức chế enzyme

• Phân biệt giữa các cơ chế enzyme khác nhau

Chất ức chế Enzyme

• Chất ức chế Enzyme: giống hay bắt chước họat

động của cơ chất với enzyme  thuốc điều trị

• Kiểu và lọai chất ức chế Enzyme: phân lọai theo động học và vị trí họat động, như:

Chất ức chế cạnh tranh thuận nghịch (Reversible Competitive Inhibitors)

Chất ức chế không cạnh tranh thuận nghịch (Reversible Non-Competitive

Inhibitors)

Chất ức chế không thuận nghịch (Irreversible Inhibitors)

Sử dụng giá trị K i

ảnh hưởng của chất ức chế đối với Km

• Đánh giá hiệu quả điều trị của thuốc ức chế đối với một phản ứng enzyme.

Ức chế cạnh tranh

Vmax Không đổi

Km Tăng  tương tác trực tiếp của chất ức chế tại vị trí hoạt động của cơ chất với enzyme

• Các “chất ức chế cạnh tranh” cạnh tranh với cơ

chất bằng cách gắn vào vị trí hoạt động enzyme (E + I)

Trong đồ thị nghịch đảo với chất ức chế hoạt động tại vị trí của cơ chất với enzyme, sự gia tăng [I]

không thay đổi Vmax , tuy nhiên, Km của cơ chất tăng Điều này phản ánh bản chất thuận

nghịch của chất ức chế: luôn có một nồng độ

cơ chất có thể bị thay thế bởi chất ức chế.

Ức chế cạnh tranh thuận nghịch

Ức chế cạnh tranh không thuận nghịch

V max Giảm – chất ức chế làm ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng bằng cách gắn với vị trí

khác so với vị trí hoạt động của cơ chất

K m Không đổi

• Chất ức chế không cạnh tranh gắn với cả hai enzyme (E + I) và phức hợp enzyme-cơ chất (EI + S) Chất ức chế gắn ở vị trí khác với vị trí cơ chất, và không phụ thuộc

vào sự có mặt hay không của cơ Điều này làm thay đổi cấu hình của protein, ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme (tạo sản phẩm P).

• Trong đồ thị nghịch đảo, chất ức chế không cạnh tranh

Do chất ức chế gắn với enzyme và làm bất hoạt enzyme

Ức chế không cạnh tranh thuận nghịch

Chất ức chế không thuận nghịch: Allopurinol

Chất ức chế không thuận nghịch: Penicillin (Ex)

Diisopropyl Phosphofluoridate: Chất

ức chế không thuận nghịch enzyme

Acetylcholinesterase