Zestaw 94

1. Aktywatory i inhibitory enzymów, metody badania typu inhibicji

2. Ketogeneza - przebieg lokalizacja

3. Kompleks IV łańcucha oddechowego, budowa mechanizm działania

1. Aktywatory i inhibitory enzymów, metody badania typu inhibicji

Inhibicja:

• Kompentencyjna - substrat współzawodniczy z inhibitorem, K_m wzrasta V_max=const

• Niekompetencyjna - inhibitor przyłacza się w miejscu regulatorowym i zmniejsza jego aktywnośc, K_m pozostaje stałe, V_max się zmniejsza

• Niedwracalna - enzym jest całkowicie nieaktywny

1. Związki reagujące ze specyficznymi grupami - DIPF(diizopropylofluoroposforan), amid kwasu octowego

2. Analogi substratów - kowalencyjnie modyfikują miejsca aktywne - 3-bromoacetol dla izomerazy triozofosforanowej

3. Inhibitory wywołujące samobójstwo - deprenyl - MAO

Inhibicje kompetencyjną i niekompetencyjną bada się przez wyznaczanie kinetyki procesu katalizowanego przez enzym

Inhibicje niedwracalne służą do mapowanai mijesc aktywnych - krystalografia rentgenowska

Aktywatory allosteryczne, np Ca²⁺ dla kinazy b fosforyazy glikogenowej

2. Ketogeneza - przebieg lokalizacja

Gdy w przemianach katabolicznych dominuje beta-oksydacja kwasów tłuszczowych i cykl kwasy cytrynowego nie jest w stanie nadążyć z spalaniem acetylo-CoA (na skutek niedoboru szczawiocostanu) tworzą się ciała ketonowe.

Tworzenie ciał ketonowych ma miejsce głównie w wątrobie, są one wykorzystywane jako źródło energii głónie przez mięsień sercowy i nerki. U diabetyków w stanach niedoboru glukozy może się rozwinąć przystosowanie mózgu do pobierania ciał ketonowych jako substratu energetycznego.

Ciałami ketonowymi są: aceton i D-3-hydroksymaślan.

Synteza przebiega w 3 etapach:

1. 2 * acetylo-CoA -> acetacetylo-CoA + CoA (tiolaza)

2. acetacetylo-CoA + acetylo-CoA -> 3-HMG-CoA + CoA

3. 3-HMG-CoA -> acetylo-CoA + acetooctan

acetooctan +NADH -> D-3-hydroksymaślan +NAD⁺

acetooctan -> aceton + CO₂

3. Kompleks IV łańcucha oddechowego, budowa mechanizm działania

(Streyer'05 Łańcuch oddechowy - 18.3.5)

Oksydaza cytochromu c - kompleks IV - jest to utlenianie kompleksu III (cytochromu c, sprzeżone z redukcją O₂). Najlepiej poznano oksydaze cytochromową wołu.

Oksydaza składa się z dwóch hemów A i 3 jonow Cu²⁺ - są one rozmieszczone w dwóch centrach miedziowych A i B. Centrum Cu_A/Cu_A, gdzie jony miedzi są połączone z cysteiną i Cu_B - połączone z trzema histydynami. Hem A różni się w budowie od hemów cytochromów c i c₁ podstawnikami pierścienia tetrapirolowego. Ze względu na położenia rozróżnia się hem a hem a₃.

Jest to 4 elektronowa redukcja O₂, tak wiec 2 cząsteczki wody zostaną uwolnione gdy z cytochromu c przepłyną 4 elektrony na oksydaze cytochromową.

Kolejność przenoszenia elektronów w kompleksie IV:

Pierwszy elektron: Cu_A/Cu_A -> hem a -> hem a₃ - > Cu_B (zachodzi reakcja Cu²⁺-> Cu⁺)

Drugi elektron: Cu_A/Cu_A -> hem a -> hem a₃ ( Fe³⁺-> Fe²⁺)

Tak przygotowana oksydaza wiąże tlen, oddając po elektronie z miedzi i żelaza:

Hem a₃ (Fe³⁺) - O-O - Cu_B²⁺

Dodanie trzeciego elektronu i jednego protonu powoduje rozerwanie mostka tlenowego i utworzenie struktur:

Hem a: Fe⁴⁺=O i Cu_B²⁺-OH

Dodanie czwartego elektonu i drugiego protonu powoduje:

Hem a: Fe³⁺-OH i Cu_B²⁺-OH

Dodanie 2 następnych protonów powoduje uwolnienie 2 cząsteczek wody I powrót do stany początkowego:

Hem a: Fe³⁺ i Cu_B²⁺ + H₂O

Tak wiec oksydaza cytochromowa usuwa z matrix mitochondrialnego 4 protony poprzez związanie z tlenem. Wiadomo ponad to że w trakcie redukcji tlenu oksydaza cytochromowa pompuje do cytozolu dodatkowe 4 protony. Sumując wiec efektem oksydacji tlenu jest usunięcie 8 protonów z matrix mitochondrialnego i regeneracja 4 cząsteczek NADH.