dess energi ökar (S blir mer instabilt) TS sker tidigare i reaktionen strukturen på TS blir mer lik S (2p).

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "dess energi ökar (S blir mer instabilt) TS sker tidigare i reaktionen strukturen på TS blir mer lik S (2p)."

Anita Åström
för 7 år sedan
Visningar:

1 Dugga 1 TFE Vad innebär the Hammond postulate - om det finns ett instabilt intermediat under reaktionen, kommer transition state att likna strukturen av intermediatet (1p). Vad menas med the Hammond effect - en liten ändring i strukturen hos substratet så att dess energi ökar (S blir mer instabilt) TS sker tidigare i reaktionen strukturen på TS blir mer lik S (2p). Vad innefattar rønsted β värde? Β ΔΔG # /ΔΔG (β 0 och 1 för enkla reaktioner). Det finns ett linjärt samband mellan förändringen i aktiveringsenergi och jämviktsenergin (1p).

2 Dugga 1 TFE En reaktion som involverar en nukleofil attack på en ester kan beskrivas med följande schema: Under reaktionens gång bildas ett tetraedriskt intermediat. a) eskriv och förklara (rita) ett energidiagram över reaktionen där det hastighetsbegränsande steget är formation av intermediatet. Markera positionen för TS och intermediatet (2p) och ge ett förslag på strukturen på TS som visar laddningsfördelningen. (2p) b) eskriv och förklara (rita) ett energidiagram över reaktionen där det hastighetsbegränsande steget är nedbrytning av intermediatet. Markera positionen för TS och intermediatet (2p) och ge ett förslag på strukturen på TS som visar laddningsfördelningen. (2p)

3 Dugga 1 TFE Förklara hur en metall kan fungera som en elektrofil katalysator i ett metalloenzym (det går bra att förklara genom att visa exempel). En koordinerad metalljon som stabiliserar en bildande negativ laddning. Det bildas en bättre elektrofil än ursprungselektrofilen vilket underlättar för en nukleofil attack (4p). Ex. hydrolys av en amid oordinerad Zn 2 polariserar en amid vilket underlättar för en nukleofil attack och stabiliserar intermediatet 4. Om två substrat tävlar om aktiva ytan på ett enzym är dessa kompetetiva substrat. Vilka faktorer bestämmer specificiteten (i.e. diskrimineringen mellan två substrat som binder till samma enzym) mellan två kompetetiva substrat? (4p) Från kvoten av reaktionshastigheten för och fås att specificiteten bestäms av kvoten mellan hastighetskonstanten k cat / M ( specificitetskonstanten) för de båda substraten (2p) ν ν k k cat M cat M [ ] [ ] E E E k k Specificiteten beror både på hur bra substratet binder till enzymet i.e. lågt M och hur snabbt katalysen går i.e. högt k cat (2p).

4 Dugga 1 TFE Schemat visar den termodynamiska cykeln där två ligander ( och ) kan binda in till samma enzym. a) Visa och förklara sambandet mellan jämviktkonstanterna i den termodynamiska cykeln (2p) Jämvikten definieras av fyra jämviktskonstanter: Dissociationskonstanten från E.: Dissociationskonstanten från E.: Dissociationskonstanten från E..: Dissociationskonstanten från E..: Ur dessa fås: E E [ E][ ] [ E] [ E][ ] [ E] [ E][ ] [ E] [ E][ ] [ E] E E [ E][ ] * [ E ][ ] [ E ][ ] * [ E ][ ] [ E] [ E] [ E] [ E] b) Hur ser sambandet ut om inbindning av inte är beroende av inbindning av? (1p) Om inbindningen av till E inte påverkas av om E bundit till så gäller:, vilket även innebär att

5 Dugga 1 TFE Schemat visar den termodynamiska cykeln för ett enzym E som har en alternativ konformation E och där båda formerna kan protoneras. Den apparenta jämviktskonstanten mellan E och E ( app ) kan skrivas som: app [ E' ] [ E' H ] [ E] [ EH ] [ ] [ H ][ E' ] E' ' app [ ] [ H ][ E] E DVS E / E app [ ] [ H ] E' 1 H ' [ ] [ E 1 ] app 1 1 [ H ] [ H ] EH EH E H E H a) eskriv och förklara hur värdet på app påverkas vid högt ph? (3p) Vid högt ph där [H ] << och, är app(highph) Detta kan man utläsa från schemat: Vid högt ph är E deprotonerad EH EH E H E H Jämvikten är mellan E E app(highph) b) eskriv och förklara hur värdet på app påverkas vid lågt ph? (3p) Vid lågt ph där [H ] >> och, är app(lowh) Tillämpa regler för cykliska reaktioner a * * a * a / a app(lowh) Detta kan man utläsa från schemat: EH EH E H E H Vid lågt ph är E protonerad Jämvikten är mellan EH E H app(lowh)

6 Dugga 1 TFE Fersht beskriver något som kallas kinetiskt p a : Förklara, vad är ett kinetiskt p a? hur uppkommer ett kinetiskt p a? och hur är ett kinetiskt p a relaterat till p a för den inblandade joniserbara gruppen. (8p)

7 Dugga 1 TFE Information för uppgift 8. ES s k 2 ES k 3 EI EP 2 P 1 För att bevisa förekomsten av intermediatet EI i ovanstående enzymkatalyserade reaktion måste man mäta k 2 och k 3 vid pre-steady state och visa att dessa är större än eller lika med k cat för den totala reaktionen under steady state betingelser Ett sätt att studera k 2 är att använda en kromofor inhibitor till enzymet (E). Exempelvis kan man använda proflavin (pro) som är en kompetitiv inhibitor till chymotrypsin, trypsin och trombin (see nedanstående reaktion) och som ger en hög absorbans vid inbindning till E. E pro Epro S, s k 2 k 3 ES EI EP 2 P 1 8. Grafen nedan visar hur absorbansen förändras över tid om man blandar chymotrypsin (10 μm), proflavin (50 μm) och c-phe-och 3 (2 mm) vid ph 6 och 25 C i en stopped-flow spektrofotometer. Förklara vad som händer vid de olika faserna i grafen och visa från vilken fas s och k 2 kan beräknas. (8p) 465 ms Tid s

8 Dugga 1 TFE pro E S, s ES k 2 k 3 EI EP 2 P 1 Epro 465 i Dissociering av Epro Produktion av ES eräkning av s ii Produktion av EI, beräkning av k 2 iii Tid bs konstant tills S är förbrukad iv rist på substrat minskning av EI (hydrolysen detekteras) ökning av Epro i) Vid tillsats av substrat sker först en snabb minskning i bs pga snabb dissociering av Epro och snabb formation av ES. S konkurrerar ut pro. Från denna fas kan s beräknas ii) iii) iv) Exponentiell minskning av bs fås då EI bildas vilket leder till att mängden fri E som kan binda till pro minskar. Från denna fas kan k 2 beräknas bs är konstant så länge det finns nog med S som försäkrar att E är acylerat (i.e.ei) Efter en tid stiger abs då S börjar ta slut [EI] minskar och [E] ökar som kan binda till pro.

Relevanta dokument

2. Transitions state theory för att jämföra relativa reaktiviteten hos olika substrat

2. Transitions state theory för att jämföra relativa reaktiviteten hos olika substrat Ex: baskatalyserad hydrolys av en ester jmf substraten p-nitrofenylacetat och fenylacetat OH - attackerar karbonylkolet