Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Zur Erinnerung…. -Der Pentosephosphatweg gewährleistet die Herstellung von NADPH und Ribose. NADPH wird für die reduktiven Biosynthesen (Steroidsynthese,

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Zur Erinnerung…. -Der Pentosephosphatweg gewährleistet die Herstellung von NADPH und Ribose. NADPH wird für die reduktiven Biosynthesen (Steroidsynthese,"—  Präsentation transkript:

1 Zur Erinnerung…. -Der Pentosephosphatweg gewährleistet die Herstellung von NADPH und Ribose. NADPH wird für die reduktiven Biosynthesen (Steroidsynthese, Fettsäuresynthese,Nukleotidsynthese….) benötigt, Ribose ist Baustein der Nukleinsäuren und diverser Cofaktoren. -NADPH und Ribose wird in der oxidativen Phase des Pentose- phosphatwegs aus Glucose-6-P hergestellt. -Die nicht-oxidative Phase überführt überschüssige Ribose in Inter- mediate der Glycolyse. -Die nicht-oxidative Phase wird durch die Transketolase (ein TPP- Enzym welches C2-Einheiten transferiert) und der Transaldolase (ein Enzym welches Schiffsche Basen ausbildet und C3-Einheiten transferiert) katalysiert.

2 Thermodynamik und Kinetik -Die Thermodynamik beschreibt die Energieverhältnisse einer Reaktion. -Die Kinetik beschäftigt sich mit mit der Frage, wie schnell eine Reaktion unter gegebenen Bedingungen abläuft. Enzyme ändern die Kinetik einer Reaktion, nicht aber die Energetik.

3 Zum Schluss: Die Enzymkinetik -Enzyme katalysieren eine Reaktion, indem sie den Überganszustand einer Reaktion begünstigen (die Aktivierungsenergie G* erniedrigen). -Bei der Katalyse bilden Enzym und Substrat einen Enzym-Substrat- Komplex aus, der dann zum Enzym das Produkt weiterreagieren kann: E + S ESE + P E + P

4 E + S ES E + P k1k1 k2k2 k -1 k -2 Die Bestimmung der Anfangsgeschwindigkeit Die Anfangsgeschwindigkeit ist unabhängig von der Rückreaktion, da hier noch kein (oder nur sehr wenig) Produkt hergestellt wurde.

5 Die Michaelis-Menten-Kinetik Reaktionsgeschwindigkeit Vo= Anzahl der pro Sekunde entstehenden Mole Produkt -Reaktionsgeschwindigkeit steigt zunächst linear mit zunehmender Substratkonzentration an. -Bei hohen Substratkonzentrationen erreicht Vo ein Maximum Eine solche Reaktion wird durch die Mechaelis-Menten- Kinetik beschrieben

6 Konzentrationsveränderungen der Reaktanden am Anfang einer Reaktion (Produktkonz. ist sehr klein) Umsetzung zum Produkt steigt linear mit der Zeit (Rückreaktion ist vernachlässigbar) Konzentration E + S ES E + P k1k1 k2k2 k -1 k -2

7 Konzentrationsänderungen der Reaktanden im Gleichgewicht E + S ES E + P k1k1 k2k2 k -1 k -2 Das Gleichgewicht ist eingestellt, es gibt keine Nettoveränderung von Substrat und Produkt mehr!

8 Was macht die Michaelis-Menten Kinetik? Die MM-Kinetik formuliert einen Ausdruck, der die Katalyse- geschwindigkeit mit den Substrat- und Enzymkonzentration verbindet. Das MM-Modell ist das einfachste, mit dem man die kinetischen Eigenschaften vieler enzymkatalysierter Reaktionen beschreiben kann Zentraler Punkt bei dieser Betrachtungsweise ist die Michealis-Menten Gleichung

9 Voraussetzungen für eine Michaelis-Menten Kinetik E + S ES E + P k1k1 k2k2 k -1 Vo ist linear zu S wenn S klein und P noch nicht gebildet ist Bei hohen S ist Vo von S unabhängig (alle aktiven Zentren besetzt) Rückreaktion ist vernachlässigbar am Anfang der Reaktion

10 E + S ES E + P k1k1 k2k2 k -1 Die Michaelis-Menten Kinetik Katalysegeschwindigkeit Vo= k 2 [ES] (Vo ist Produkt aus Geschwindigkeitskonstante k 2 und [ES] ES läßt sich ausdrücken über zwei Größen: Bildungsgeschwindigkeit für ES=k 1 [E][S] Zerfallsgeschwindigkeit für ES=(k- 1 +k 2 )[ES] daraus ergibt sich: k 1 [E][S] =(k- 1 +k 2 )[ES] oder [E][S]/[ES]= (k- 1 +k 2 )/k 1

11 E + S ES E + P k1k1 k2k2 k -1 Die Michaelis-Menten Kinetik [E][S]/[ES]= (k- 1 +k 2 )/k 1= K M K M ist die Michaelis-Menten Konstante (hat Konzentrations- einheit). Diese Konstante ist ein wichtiges Charakteristikum für E-S Wechselwirkungen und von der Konzentration dieser beiden unabhängig. Umformen der obigen Gleichung ergibt: [E][S]/K M = [ES]

12 E + S ES E + P k1k1 k2k2 k -1 Die Michaelis-Menten Kinetik [E][S]/K M = [ES] Annahme: [E] viel kleiner als [S] [S]ges. ist dann nahezu gleich mit ungebundenem [S] Für die Enzymkonzentration gilt: [E]= [E]ges - [ES] ([E]ges.- [ES])[S] = [ES] KMKM

13 E + S ES E + P k1k1 k2k2 k -1 Die Michaelis-Menten Kinetik ([E]ges.- [ES])[S] = [ES] KMKM nach ES auflösen: [ES]= [E]ges. [S] [S]+K M mit Katalysegeschwindigkeit Vo= k 2 [ES] Vo = k2[E]ges. [S] [S]+K M

14 E + S ES E + P k1k1 k2k2 k -1 Die Michaelis-Menten Kinetik Vo = k2[E]ges. [S] [S]+K M Die Maximalgeschwindigkeit Vmax ist erreicht, wenn alle aktiven Zentren besetzt sind, also [ES]=[E]ges ist und demzufolge gilt: Vmax=k 2 [E]ges Vo = Vmax [S] [S]+K M

15 Die Michaelis-Menten Kinetik Vo = Vmax [S] [S]+K M Die Michaelis-Menten Gleichung -wenn [S] sehr klein ist wird ist Vo direkt Proportional zu [S] -wenn [S] sehr groß ist (viel größer als K M ) ist Vo=Vmax -wenn [S]=K M wird Vo=Vmax/2 d.h. K M ist die Substratkonzentration, bei der die Reaktionsgeschwindigkeit halbmaximal ist!!

16 Die Michaelis-Menten Kinetik Ein Beispiel, wie sich unterschiedliche K M -Werte in biologischen Systemen auswirken können: Viele Asiaten vertragen kein Alkohol. Dieser Effekt wird durch Acetaldehyd hervorgerufen, der durch die AD gebildet wird. EtOH + NAD + Acetaldehyd + NADH Acetaldehyd wird durch eine weitere DH zu Acetat abgebaut. Hiervon hat der Mensch 2 Isozyme: Mitochondriale DH mit niedrigem K M, cytosolische DH mit hohem K M. Bei alkoholempfindlichen Menschen ist die mitochondriale DH mutiert und daher inaktiv. Aufgrund des hohen K M der cytosolischen DH wird Acetaldehyd nur sehr ineffizient abgebaut und wird daher ins Blut abgegeben.Dies führt zu den physiologischen Effekten. AD

17 Der KM-Wert ist für jedes Enzym charakteristisch

18 Die Wechselzahl -die Wechselzahl k kat ist die Anzahl von Substratmolekülen, die bei vollständiger Sättigung des Enzyms mit Substrat pro Zeiteinheit umgesetzt werden. Für die meisten Reaktionen liegt k kat zwischen 1 und 10000/sec. E + S ES E + P k1k1 k2k2 k -1 k kat ist gleich der Reaktions- konstanten k 2

19 Die Hemmung von Enzymen durch spezifische Moleküle Die Aktivität vieler Enzyme kann durch Bindung von Inhibitoren beeinflusst werden. Es werden folgende Inhibitoren unterschieden: Irreversible Inhibitoren: Diese Inhibitoren binden sehr fest (häufig kovalent) an das Enyzm und unterdrücken damit die Enzymaktivität (Bsp. Penizilin, Aspirin..) Reversibler Inhibitor: Diese Inhibitoren binden reversibel an die Enzyme und können die Aktivität über eine von zwei Möglichkeiten beeinflussen: Durch kompetitive Inhibition Durch nicht-kompetitive Inhibition

20 Kompetitive Inhibition und nicht-kompetitive Inhibition Inhibition läßt sich durch Erhöhung der Substratmenge aufheben Erniedrigt die Wechselzahl des Enzyms

21 Die Enzymkinetik in Anwesenheit eines kompetitiven Inhibitors -Diese Inhibition kann durch ausreichend hohe Substratkonzentrationen aufgehoben werden, d.h. Vmax bleibt gleich. -K M wird größer, da mehr Substrat notwendig ist, um alle aktiven Zentren zu besetzen. Reaktionsgeschwindigkeit

22 Die Kinetik von Enzymen in Anwesenheit eines nicht-kompetitiven Inhibitors -der Inhibitor verringert die Konzentration des aktiven Enzyms. Diese Inhibition kann nichtdurch eine Erhöhung von Substrat rückgängig gemacht werden!! K M ist vom Inhibitor nicht betroffen, jedoch Vmax


Herunterladen ppt "Zur Erinnerung…. -Der Pentosephosphatweg gewährleistet die Herstellung von NADPH und Ribose. NADPH wird für die reduktiven Biosynthesen (Steroidsynthese,"

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen