HF4 enzymen

Enzym Nomenclatuur

  • Meestal gebaseerd op substraat en/of werking met achtervoegsel '-ase'.

  • Voorbeeld: DNA-polymerase, urease.

  • Soms triviale namen (e.g., trypsine, papaïne).

  • Enzym Commission verdeelt enzymen in 6 klassen met subklassen.

  • Elk enzym krijgt een viercijferige code en een systemische naam.

  • Voorbeeld: ATP + D-glucose → ADP + D-glucose-6-fosfaat (EC 2.7.1.1, hexokinase).

Cofactoren en Coenzymen

  • Cofactor: Moleculen die enzymen nodig hebben voor katalyse.

  • Kunnen anorganische ionen zijn of organische moleculen.

  • Coenzym: Complexe organische cofactoren, vaak afgeleid van vitaminen.

  • Fungeren als transiënte carriers van functionele groepen.

  • Holo-enzym: Compleet, katalytisch actief enzym (eiwitdeel + cofactor(en)).

  • Apo-enzym (of apoproteïne): Het eiwitdeel van een holo-enzym.

  • Prosthetische groep: Een cofactor die stevig aan het enzym gebonden is.

Groepstransfer Coenzymen

  • Co-enzymen die helpen bij het transfereren van een bepaalde groep.

  • Voorbeelden: ATP, co-enzym A (CoA), thiaminepyrofosfaat (TPP), pyridoxalfosfaat (PLP), biotine, tetrahydrofolaat.

Redox Coenzymen

  • Co-enzymen waarin energie in de vorm van elektronen kan worden opgeslagen.

  • Voorbeelden: NAD+ en NADP+, FMN en FAD, lipoamide, ubiquinone, haem.

Energetisch Standpunt van Enzymen

  • Enzymen verlagen de activeringsenergie van een reactie.

  • Creëren een energetisch gunstiger omgeving, maar beïnvloeden de ligging van het evenwicht niet.

  • Enzymen moeten complementair zijn aan de transitietoestand van de reactie.

  • Binding van het substraat gebruikt niet alle interacties voor ES-complex vorming.

  • Energie-terugbetaling zorgt voor lagere netto-activeringsenergie en snellere reactiesnelheid.

  • Zwakke interacties in ES-complex, maar alle interacties worden pas bereikt in de transitietoestand.

Chemisch Standpunt van Enzymen

  • Optimale binding aan het substraat in zijn transitietoestand.

  • Samenbrengen van substraten (proximity en orientation effect).

  • Verbuigen van substraten.

  • Zuur-base effecten (specifieke en algemene katalyse).

  • Vorming van covalente intermediairen.

  • Elektrostatische effecten.

  • Gebruik van metalen.

Factoren die Reactiesnelheid Beïnvloeden

  • Substraatconcentratie:

  • Hyperbole curve: Lineaire relatie bij lage concentraties, saturatie bij hoge concentraties.

  • Sigmoïdale curve (allosterische enzymen): Moeilijke binding bij lage concentraties, makkelijkere binding bij hogere concentraties.

  • Temperatuur: Optimum rond 42°C (klokvormige curve).

  • Hogere temperatuur: Denaturatie.

  • Lagere temperatuur: Lagere activiteit.

  • pH: Optimum, verschilt per enzym (klokvormige curve).

  • Veranderingen in lading van aminozuurzijketens beïnvloeden binding.

Michaelis-Menten Vergelijking

  • maximale reactiesnelheid bij verzadiging.

  • Michaelis-Menten constante, substraatconcentratie waarbij

  • Affiniteit is omgekeerd evenredig met

Grafische Voorstellingen van Michaelis-Menten

  • Hyperbole curve: vs. [S].

  • Lineweaver-Burk plot: 1/ vs. 1/[S] (rechte lijn).

  • Snijpunt met x-as: -1/

  • Snijpunt met y-as: 1/

Soorten Remming (Inhibitie)

  • Competitieve inhibitie:

  • I bindt enkel aan E.

  • stijgt, blijft onveranderd.

  • Non-competitieve inhibitie:

  • I bindt aan E en S.

  • onveranderd, daalt.

  • On-competitieve inhibitie:

  • I bindt enkel aan ES.

  • en dalen.

  • / = constant.

Belang van Enzymremming in Geneeskunde

  • Reversibele inhibitoren: Werking vermindert naarmate de inhibitor uit circulatie verdwijnt.

  • Irreversibele inhibitoren: Krachtiger, vormen covalente bindingen.

  • Suïcidesubstraten: Inactiveren enzymen via normale reactiemechanismen, weinig bijwerkingen.

Regeling van Enzymactiviteit

  • Allosterische regeling: Regelstoffen binden non-covalent en wijzigen enzymeigenschappen.

  • Geconcerteerd vs. sequentieel model.

  • Fosforylering: Proteïnekinasen en -fosfatasen reguleren activiteit.

  • Proteolyse: Inactieve voorlopers (zymogenen) worden geactiveerd door knippen van peptidebindingen.

  • Interactie met G-proteïnen: Reguleren andere eiwitten.

  • Beïnvloeding van expressie: Meer/minder enzymen of subunits aanmaken.

  • Compartimentalisatie: Enzymen en substraten gescheiden houden.

  • Vorming van multi-enzymcomplexen: Samenwerking in stapsgewijze omzettingen.

Transitie State

  • Toestand waarin verval naar substraat of product even waarschijnlijk is.

Biochemisch Belang van Vitaminen

  • Co-enzymen zijn vaak afgeleid van vitaminen.

Zuur-Base Katalyse

  • Specifieke zuur-basekatalyse: Katalyse met enkel en .

  • Algemene zuur-basekatalyse: Protontransfers gemedieerd door andere moleculen.

Efficiëntie van Enzymen

  • Een enzym dat perfect complementair is aan het substraat belemmert de reactie.

  • Enzymen beïnvloeden de snelheid, maar niet de ligging van het evenwicht.

  • Turnovergetal: Aantal substraatmoleculen omgezet per enzymmolecule per seconde.

  • Katalytische efficiëntie: /

Actief Centrum

  • Plaats waar katalyse plaatsvindt.

  • Allosterie: Regulatie via non-covalente binding en conformatieveranderingen.

  • Km: Maat voor affiniteit.

Vergiftiging

  • Competitieve inhibitoren zijn makkelijker tegen te gaan dan non-competitieve.

Experimenteel Onderzoek Kinetiek

  • Michaelis-Menten kinetiek: Hyperbole curve.

  • Allosterische kinetiek: Sigmoïdale curve.

Vergelijking Katalytische Efficiëntie

  • Gebruik /

Induced Fit vs. Allosterie

  • Induced fit: Conformatieverandering bij binding van substraat.

  • Allosterie: Regulatie via non-covalente binding en conformatieveranderingen.