Enzymkinetik. - En minskning i reaktantkoncentrationen per tidsenhet (v = - A/ t)

Relevanta dokument
Linköpings universitet 2007 IFM-Kemi. Enzymkinetik. enzymet mättat på substrat. Hastigheten maximal = V max.

Laboration Enzymer. Labföreläsning. Introduktion, enzymer. Kinetik. Första ordningens kinetik. Michaelis-Menten-kinetik

Lite basalt om enzymer

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

Biologisk katalysator

Kinetik. Föreläsning 4

Hastighet HOCH 2. *Enzymer är Katalysatorer. *Påverkar inte jämvikten

Enzymer Farmaceutisk biokemi. Enzymet pepsin klyver proteiner i magsäcken till mindre peptider

Laboration Enzymer. Maria Svärd Molekylär Strukturbiologi, MBB, KI

Kapitel 12. Kemisk kinetik

Avsnitt 12.1 Reaktionshastigheter Kemisk kinetik Kapitel 12 Kapitel 12 Avsnitt 12.1 Innehåll Reaktionshastigheter Reaktionshastighet = Rate

Ö D W & Ö Sida 1 (5) OBS! Figuren är bara principiell och beskriver inte alla rördetaljerna.

Parametriska kurvor: Parametriska ytor

Skrivning i termodynamik och jämvikt, KOO081, KOO041,

Kinetik, Föreläsning 1. Patrik Lundström

Kinetik, Föreläsning 2. Patrik Lundström

Kemiska reaktioner och reaktionshastigheter. Niklas Dahrén

Reaktionskinetik...hur fort går kemiska reaktioner

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

Kinetik. Föreläsning 1

TATM79: Föreläsning 5 Trigonometri

Kinetik. Föreläsning 2

Figur 5.1. En triangel där nedre högra hörnet har en rät vinkel (90 ).

Vision Arvika kommun

Operationsförstärkare (OP-förstärkare) Kapitel , 8.5 (översiktligt), 15.5 (t.o.m. "The Schmitt Trigger )

Samlad effektbedömning av förslag till nationell plan och länsplaner för transportsystemet

KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi. KINETIK 2(2) A: Kap

MÄTNING AV ELEKTRISKA STORHETER

KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi. KINETIK 1(2) A: Kap

Bestämning av hastighetskonstant för reaktionen mellan väteperoxid och jodidjon

2BrO 2 (mycket snabb) Härled, med lämpligt valda approximationer, uttryck för (a) förbrukningshastigheten

KINETIK 1(2) A: Kap Vad är kinetik? 14.1 Koncentration och reaktionshastighet. KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi

Proteiner. Biomolekyler kap 7

Addition av hastigheter

Allmän kemi. Läromålen. Viktigt i kap 17. Kap 17 Termodynamik. Studenten skall efter att ha genomfört delkurs 1 kunna:

1 av 9. vara en icke-nollvektor på linjen L och O en punkt på linjen. Då definierar punkten O och vektorn e ett koordinataxel.

Kemisk reaktionskinetik. (Kap ej i kurs.)

BASÅRET KEMI B BIOKEMI VT PROTEINER OCH ENZYMER (sid )

1. a) Markera polära och icke-polära delar i nedanstående molekyl. Vilken typ av ämne är det, och vad heter molekylen? (2p)

Tentamen i Termodynamik CBGB3A, CKGB3A

Svar: 3. a) Vid enzymkatalys binder enzymet in substratet/substraten till aktiva ytan. Närhet och orientering är förutsättning för katalys.

Proteiner. Biomolekyler kap 7

Sluttentamen Bke2/KE0003, 29:e Oktober 2003, Max poäng = 94 p. Preliminär gräns för godkänd = 50 p (53 %).

Repetition F9. Lunds universitet / Naturvetenskapliga fakulteten / Kemiska institutionen / KEMA00

Maria Nyström Jessica Leander Louise Danielsson. G-proteinet Ras. 3 juni Handledare: Hans Eklund

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 2 OBS! En fullständig lösning måste innehålla en figur!

TSBB31. En bild är en 2D signal. Exempel på färginnehåll i bilder p. 4. För en digital bild gäller. vitt. Fig. 1.1

Frågor. Behöver vi kunna processen för RNA för polymeras I,II och III? Eller räcker det att kunna vad de gör? Det räcker med att kunna vad de gör

Kapitel 4. Differentialrelationer. Repetition Energiekvationen Vorticitet Strömfunktionen Hastighetspotential Potentialströmning

Vektorer En vektor anger en riktning i rummet (eller planet) och en längd (belopp). Vektorer brukar ritas som pilar, Vektoraddition

10 Relativitetsteori och partikelfysik

Tentamen i Kemisk reaktionsteknik för Kf3, K3 (KKR 100) Fredagen den 22 december 2006 kl 8:30-12:30 i V. Man får svara på svenska eller engelska!

Svar och arbeta vidare med Cadetgy 2008

Differentialrelationer. Repetition Energiekvationen Vorticitet Strömfunktionen Hastighetspotential Potentialströmning

Exempelsamling :: Vektorintro V0.95

Raka spåret. Merkurius? resvägar. omöjliga. Möjliga. till. i solsystemet. Kan man åka. och. av Magnus Thomasson

Kap 2 Reaktionshastighet. Reaktionshastighet - mängd bildat eller förbrukat ämne per tidsenhet

Bestäm den sida som är markerad med x.

c) Hur förskjuts jämvikten av en tryckförändring? Motivera svaret. (2) Jämvikten förskjuts åt vänster om trycket ökar:

Bestämning av hastighetskonstant och aktiveringsenergi för reaktionen mellan väteperoxid och jodidjon i sur lösning Jodklockan

Vågfysik. Vilka typer av vågor finns det? Fortskridande vågor. Mekaniska vågor Elektromagnetiska vågor Materievågor

Bevarandelagar för fluidtransport, dimensionsanalys och skalning (Kapitel 3)

7,5 högskolepoäng. Provmoment: tentamen Ladokkod: TT081A Tentamen ges för: Högskoleingenjörer årskurs 1. Tentamensdatum: Tid:

Kinetik. Föreläsning 3

Krets- och mätteknik, fk

Översikt metodprinciper Allmänkemianalyser. Carl-Eric Jacobson Klinisk kemi Sahlgrenska Universitetssjukhuset

Konstant-/variabelflödesdon

Föreläsaren räknar... (del 1)

Säkerhetsavstånd i bilköer Rätt hastighet (och rätt förare) räddar liv!

Tentamen i Kemisk Termodynamik kl 14-19

[ E][ S] Användning av bindningsenergi mellan E och S för katalys

Lösningsförslag. Universitetet i Linköping Institutionen för Fysik och Mätteknik Arno Platau. Tentamen för "BFL 110, Tekniskt Basår, Fysik del 3"

Rättningsmall fråga 1: a) b) mellan N och Ca (0.5p); Ca och C (0.5p). c) vid ph 5: NH COOH (0.5p); vid ph 9: NH COO - (0.

Tentamen i Termodynamik och Statistisk fysik för F3(FTF140)

Tentamen i Miljö och Matematisk Modellering för TM Åk 3, MVE345 MVE maj 2012,

Citronsyracykelns reaktioner sker i mitokondriematrix. Mitokondrierna kan sägas vara cellens kraftstationer p g a den stora produktionen av ATP.

Farmakodynamik och Farmakokinetik

Översikt metabolismen

Kemisk Dynamik för K2, I och Bio2

Teori- och räkneuppgifter

1. För en partikel som utför en harmonisk svängningsrörelse gäller att dess. acceleration a beror av dess läge x enligt diagrammet nedan.

HELSINGFORSREGIONENS UTBILDNINGSPROGRAM I BIOTEKNIK 1 URVALSPROVET Efternamn Förnamn Personbeteckning

Tentamensskrivning i Mekanik, Del 2 Dynamik för M, Lösningsförslag

Försättsblad Olov Ågren, Professor i teknisk fysik. Programansvarig för civilingenjörsprogrammet i teknisk fysik vid Uppsala universitet

Metabolism och energi. Hur utvinner cellen energi från sin omgivning? Hur syntetiserar cellen de byggstenar som bygger upp dess makromolekyler?

FUKTÄNDRINGAR. Lars-Olof Nilsson. En kvalitativ metod att skriva fukthistoria och förutsäga fuktförändringar i oventilerade konstruktionsdelar

f(x + h) f(x) h f(x) f(x h) h

T1. Behållare med varmt vatten placerat i ett rum. = m T T

Fuktiga området, överhettad ånga,gas MTF 090

EXPERIMENTELLT PROV ONSDAG Provet omfattar en uppgift som redovisas enligt anvisningarna. Provtid: 180 minuter. Hjälpmedel: Miniräknare.

Signal- och Bildbehandling FÖRELÄSNING 7. En bild är en 2D signal 1D: f(t) är en funktion f som beror av tiden t. För en digital bild gäller

Nr BILAGA 1 BERÄKNINGSGRUNDERNA FÖR TILLÄGGSPENSIONSFÖRSÄKRING VID PENSIONSSTIFTELSE ENLIGT LAGEN OM PENSION FÖR ARBETSTAGARE

I en utspädd sur lösning faller sackaros sönder enligt följande reaktion: När man följde reaktionen som en funktion av tiden erhölls följande data:

LotusLive. LotusLive Engage och LotusLive Connections Användarhandbok

7,5 högskolepoäng. Provmoment: tentamen Ladokkod: TT081A Tentamen ges för: Högskoleingenjörer årskurs 1. Tentamensdatum: Tid:

3 Gaspumpar. Några fläkttyper

V - distributionsvolym. Clearance och distributionsvolym; agonister och antagonister = grundläggande farmakologi. V exempel forts.

6 2D signalbehandling. Diskret faltning.

Utvärdering av Sveriges televisions valkompassfrågor inför Europaparlamentsvalet

Sluttentamen Biokemi KE7001p3, 22 mars 2005, Max poäng = 70 p. Preliminär gräns för godkänd = 37 p (53 %).

Transkript:

Enzymkinetik Hastigheten för en reaktion A P kan uttryckas som: - En minskning i reaktantkoncentrationen per tidsenhet ( - A/ t - En ökning i produktkoncentrationen per tidsenhet ( P/ t Detta innebär att reaktionshastigheten är direkt proportionell mot [A] och [P] i.e. -k[a]; k[p] där kär hastighetskonstanten Om i kan detektera hur mycket A som försinner öer tid eller hur mycket P som bildas öer tid (t ex med en spektrofotometerom A och P absorberar ljus id olika åglängder så kan i beräkna k A loga P logp -k k tid tid tid tid

Enzymkatalyserad reaktion Varför går en enzymkatalyserad reaktion snabbare än en icke katalyserad reaktion? Reaktionen S P (exoterm G Gibbsfria energi G TS ΔG Utan katalys G aktieringsenergi för reaktionen Bestämmer hastigheten S ΔG ed katalys P ΔG för reaktionen Reaktionskoordinat Enzymet bidrar med katalytiska grupper (olika aminosyror och andra små molekyler/joner. I enzymet hålls substratet hålls rätt orienterad och i närheten a de katalytiska grupperna. När enzymet binder till substratet uppstår gynnsamma interaktioner som stabiliserar TS sänkning a ΔG # ökning a reaktionshastigheten

Enzymkatalyserad reaktion Hastigheten för en enzymkatalyserad reaktion S Pär beroende på [S] När [S] är tillräckligt högt nås en gräns för hastigheten i detta läge arbetar enzymet med sin imala hastighet ( så fort ett S omandlas till P så står nästa S och äntar!! är beroende a [S] är oberoende a [S]

Enzymkatalyserad reaktion Reaktionsformeln för en enzymkatalyserad reaktion: E + S k k - k 2 E + P Föreslagen 93 a Leonorichaelisand aud menten E binder till S och bildar med hastighetskonstanten k kan antingen dissociera till E + S med hastighetskonstanten k - eller så omandlas S till P och fritt E återbildas med hastighetskonstanten k 2 Reaktionen E + P är i det här fallet försumbart i.e. k -2 0 k -2 Hastigheten för reaktionen hastigheten armed P bildas ( k 2 [] Hur kan man beräkna hastigheten för oanstående enzymkatalyserande reaktion?

Enzymkatalyserad reaktion E + S k k - k 2 E + P Anänd steady state approximationen för att konstruera en ekation som ger hastigheten ed steadystate approximationen så antar man att [] är konstant öer en iss tid i.e. Grafen isar hur koncentrationen a P, S, och E (fritt enzym förändras öer tid.. Vi blandar E med S som ger 2. ängden fritt enzym E minskar snabbt i början i samband med att E binder in till S och ger 3. S omandlas till P 4. [S] minskar öer tid 5. [P] ökar öer tid oncentration E 0 ätområde [S] >> [E] E Tid P S [ ] d dt Under en iss tid i början på reaktionen kommer [] att ara oförändrad eftersom E binder in till S och bildar i ungefär samma takt som omandlas till E och P 0

Enzymkatalyserad reaktion E + S k k - k 2 E + P k [ E][ S] k [ ] [ ] k 2 den hastighet armed bildas då E binder till S den hastighet armed dissocierar till E + S den hastighet armed dissocierar till E + P (i.e. hastigheten armed P bildas ed steadystate approximationen gäller d [ ] dt [ E][ S] k [ ] + k [ ] 0 k 2

Enzymkatalyserad reaktion Härledning a ekationen för reaktionshastigheten ( k 2 [] E + S k k - k 2 E + P [ ] d dt [ E][ S] k [ ] + k [ ] 0 k 2 [ E][ S] k + k [ ] k ( 2 [ E][ S] [ ] k + k2 kallas för ichaeliskonstant och speglar interaktionen k mellan E och S; lågt ärde på innebär HÖGT[]! [ E] [ E] [ ] Antag att E är fritt eller bundet till S ; E är lika med obundet enzym Vi kan ersätta E med och då fås att tot ( [ E] tot [ ] [ E] tot [ ] [ S] [ ] ultiplicera in S och byt sida på ger : [ ] [ E] [ S] [ ][ S] tot

Enzymkatalyserad reaktion Härledning a ekationen för reaktionshastigheten ( k 2 [] E + S k k - k 2 E + P [ ] [ E] [ S] [ ][ S] kan skrias som [ E] [ S] [ ] [ ][ S] tot tot + [ E ] [ S ] ( + [ S ] [ ] [ ] Bryt ut [] ger: ilket kan skrias om som tot + [ E ] tot [ S ] ( + [ S] Hastigheten för reaktionen k 2 []; byt ut [] mot /k 2 ger k 2 [ E] tot[ S] ( + [ S] ultiplicera upp k 2 ger k [ E] tot [ S] ( + [ S] Vi har fått en ekation för 2 hastigheten som kallas för ichaelis-enten ekationen

Enzymkatalyserad reaktion k [ E] tot[ S] ( + [ S] E + S k k - k 2 E + P 2 Om i plottar en graf med mot S Ju högre [S] desto snabbare går reaktionen Vid tillräcklig hög [S] ([S] >> nås imal hastighet ( då gäller: Vid låga [S] ([S] << gäller: Om [S] gäller: ν k 2 ν [ E] tot[ S] 2[ S] k2 k 2 [ E] tot [ E] [ S] k tot [ E] 2 tot 2 2

Enzymkatalyserad reaktion E + S k k - k 2 k [ E] tot[ S] E + P ( 2 [ S] an äen skrias som: + [ S] ( [ S] + Gör om ekationen enligt Lineweaer-Burkeför att bestämma och ( + [ S] Inentering a ekationen ger: som kan skrias om: [ S ] [ S] + [ S] [ S] + [ S]

Enzymkatalyserad reaktion Lineweaer-Burkeför att bestämma och E + S k k - k 2 E + P + Jämför med: y kx + l [ S] y k x [ S] l Lutningen på linjen Vid skärning med y-axenär X 0 då fås: Vid skärning med x-axenär y 0 då fås: [ ] Vilket kan skrias som: S [ S ]

Enzymkatalyserad reaktion E + S k k - k 2 k2[ E] tot[ S] E + P ( + [ S] [ S] ( + [ S] ichaeliskonstanten med enheten ( motsarar den [S] som kräs för att reaktionen skall ske med hastigheten : 2 [ S] ( [ S] + Dsom så fås att: 2 [ S] 2[ S] + ilket innebär att: [S] /2 [S]

E + S k k - k k 2 Enzymkatalyserad reaktion E + P Från steady state approximationen gäller: [ E][ S] k + k [ ] k cat ( + k k 2 [ E][ S] [ ] Om k 2 << k - ds dissocierar till E + S mycket fortare an ad omandlas till E+P så gäller: k k [ E][ S] [ ] är dissociationskonstantenför HögaffinitetmellanE + S lågt ärde på Låg affinitet mellan E + S högt ärde på ichaeliskonstanten med enheten ( d [ ] dt [ E][ S] k [ ] + k [ ] 0 k 2 Om ett enzym har tå olika substrat Substrat S S2 Substrat 2 [S] Substrat binder bättre än substrat 2

Enzymkatalyserad reaktion E + S k k - k 2 k2[ E] tot[ S] E + P ( + [ S] [ S] ( + [ S] k 2 [E] tot V är den imala hastighet som en iss enzymkatalyserad reaktion kan uppnå. Uppnås när enzymet är mättat på substrat! k 2 kallas äen för k cat och är antalet mol substrat som bildar produkt per mol enzym och per tidsenhet (enhet s - k cat Beskrier enzymets effektiitet! [ E] tot Om uttrycks i enheten (mol/tidsenhetså måste enzymet uttryckas i mol Om uttrycks i enheten (/tidsenhetså måste enzymet uttryckas i Enheten för k cat är alltid tidsenhet - (ofta s -

Inhibering a enzymkatalyserade reaktioner INHIBITOR: Ämne som interfererar med ett enzyms enzymatiska aktiitet och minskar reaktionens hastighet. TVÅ TYPER: Reersibla enzymaktiiteten kan återfås Irreersibla enzymaktiiteten kan inte återfås! Olika typer a reersibla inhibitorer: ompetiti inhibitor: - Liknar substratet -Binder till aktia ytan Nonkompetiti inhibitor: - Binder till annan del a enzymet konformationsförändring id aktia ytan Unkompetitiunhibitor: -Binder bara till E då det bundit till S (berörs inte på denna kurs

Inhibering a enzymkatalyserade reaktioner

ompetiti inhibitor I E+S +I EI k cat E + P Det somobsereras I [ E][ I ] [ EI ] app ( ökarmed faktorn [ I ] ( + I Ju lägre ärde på I desto bättre inhibitor (och k cat påerkas inte då tillräckligt hög [S] konkurerar ut inhibitorn! app app

I E+S +I EI +I I +S k cat Nonkompetiti inhibitor app ( E + P Det somobsereras äroförändrat(gällerom I I I app Det som obsereras ( [ I minskarmed faktorn ( ] + eftersom inhibitorn inte kan konkureras ut a S I app app

Inhibering a enzymkatalyserade reaktioner E + S k k - k 2 E + P + [ S] ompetitiinhibitor : [ I] + + I [ S ] Nonkompetiti inhibitor: [ ] [ I] [ I] + + + I S I

Öningsexempel Sphingosin--fosfat (SPP är en iktigt för cellöerlenad. SPP bildas från sphingosinoch ATP i en i en reaktion som katalyseras a ett kinas. Hastigheten för den enzymkatalyserade reaktionen mättes i frånaro respektie näraro a threo-sphingosin, en stereoisomer a sphingosin, som inhiberar enzymet [sphingosin](μ Hastighet i frånaro a inhibitor(mg/min 2.5 32.3 8.5 3.5 40.5 5 50.8 4.6 0 72 25.4 20 87.7 43.9 50 5.4 70.8 Hastighet i näraro a inhibitor (mg/min Vad är respektie för enzymet? Vilken typ a inhibitor är threo-sphingosin(utöer grafen finns det något som ytterligare stödjer detta? Vad blir I om [threo-sphingosin] är 2m

Öningsexempel + Plotta mot [ S] [ S] Bestäm ekationen för den räta linjen I excel eller manuellt [ S] (min/g 40 20 ( - (min/g (min/g 00 y 0.0003x + 0.53 400000 30.95975 7.647 28574.3 25 86.95652 200000 9.68504 68.4935 00000 3.88889 39.37008 80 60 40 Utan inhibitor ed inhibitor Linear (Utan inhibitor Linear (ed inhibitor 50000.4025 22.77904 20000 8.6655 4.2429 20 y 6E-05x + 8.0579 0-200000 0 200000 400000 600000 ( - [ S] Grafen indikerar att i har en kompetiti inhibitor

Öningsexempel + Jämför med: y kx + l [ S] y k x [ S] l Beräkna utan inhibitor: Linjens ekation y 6*0-5 x+ 8.06 8.06 0.2 g/min 00 mg/min Beräkna med inhibitor: Linjens ekation y 3*0-4 x+ 0.53 0.53 0.095 g/min 00 mg/min Samma storleksordning är samma med och utan inhibitor

Öningsexempel + Jämför med: y kx + l [ S] y k x [ S] l Beräkna utan inhibitor: Linjens ekation y 6*0-5 x+ 8.06; 6*0-5 6*0-5 * 0.2 7.2 *0-6 7.2 μ Beräkna med inhibitor: Linjens ekation y 3*0-4 x+ 0.53 3*0-4 3*0-4 * 0.095 2.8 *0-5 28μ är 4 ggr större med inhibitor än utan inhibitor

Öningsexempel är oförändrad ökar med inhibitor ompetiti inhibitor Threosphingosinär en stereomera sphingosin molekylerna liknar arandra borde därför kunna binda till aktia ytan ompetiti inhibering Beräkning a I id [threo-sphingosin] 2 m ( [ ] app I Det somobsereras ökarmed faktorn + i.e. + app [ I ] I app [ I ] I ( I I app + [ I ] app ( [ I ] I 2 0.0072 0. 7m I ( 0.028 0.0072