Enzymy

• organické látky, které slouží jako katalyzátory chemických reakcí v organismech

• zvyšují rychlost chemické reakce, snižují aktivační energii, jejich molární koncentrace se během reakce nemění, vytváří přechodně chemickou vazbu s molekulou substrátu

• každý organismus má své vlastní enzymy – druhová specifita enzymů

• enzymy jsou jednoduché nebo složené proteiny

• enzymy pokud jsou složené proteiny, tak se jejich makromolekuly skládají z makromolekuly proteinu a z kofaktoru

• kofaktorem může být

a) iont kovu, je vázán pevně na protein např. :

b) koenzym, není vázán pevně na protein, může se odštěpit, např. :

• kofaktor je tepelně stabilní, protein ne

• holoenzym = protein + kofaktor• apoenzym = protein

• srovnání enzymů s ostatními katalyzátory – účinnější, netoxické, pracují za mírných podmínek t = 20 – 40 C,

• p = 0,1 MPa, pH = 7, katalyzují jen určitý typ reakce a jsou specifické pro určitý substrát

• názvosloví enzymů

• systematické názvosloví – např.: laktátdehydrogenáza (enzym katalyzuje dehydrogenaci kyseliny mléčné – laktátu)

• triviální názvosloví • koncovka – in (trypsin, ptyalin, pepsin), • název substrátu + koncovka - áza, např.: sacharáza,

maltáza…

• třídy enzymů

a) oxidoreduktázy

b) transferázy

c) hydrolázy

d) lyázy

e) isomerázy

f) ligázy (synthetázy)

• vyjadřování aktivity (účinnosti) enzymu – jednotka katal, 1 katal je množství enzymu, které přemění 1 mol substrátu za 1 sekundu za standardních podmínek

• aktivní centrum v makromolekule enzymu (enzym je jednoduchý protein)

• skládá se z katalytického centra, kde jsou katalyticky aktivní skupiny atomů prvků,z vazebného centra, kde jsou skupiny atomů zajišťující vazbu substrát - enzym

• aktivní centrum v makromolekule enzymu (složené proteiny)

• u enzymů, které jsou složenými proteiny se v blízkosti aktivního centra nachází vazebné centrum pro koenzym nebo iont kovu

• podmínky enzymové aktivity

a) teplota – rychlost reakce katalyzované enzymem vzrůstá s rostoucí teplotou, pokud je hodnota teploty vyšší než cca 55 – 60 C, enzym ztrácí aktivitu, dojde k denaturaci proteinu v makromolekule enzymu

b) pH optimum – slabě kyselé nebo neutrální prostředí, pepsin 1,5 – 2,5, trypsin 7,5 – 10

otrava enzymu

• působením určitých látek je znemožněna činnost enzymu, např. působením kyanidů dojde k blokaci dýchacích enzymů u člověka apod.

• látky ovlivňující rychlost reakce katalyzované enzymem

a) aktivátory – zvyšují rychlost reakce, která je katalyzována enzymem

b) inhibitory – snižují rychlost reakce, která je katalyzována enzymem

a) kompetitivní inhibice • inhibitor (např.: alkaloidy, antibiotika) má podobnou

strukturu jako substrát, takže enzym ho nerozezná a vytvoří s ním vazbu enzym – inhibitor

• inhibitor není pevně navázán na enzym, jestli se vznikne vazba enzym – substrát závisí na molární koncentraci substrátu a inhibitoru

b) nekompetitivní inhibice • inhibitor (např.:kyanid sodný nebo draselný) vytvoří

vazbu s enzymem, zároveň dojde k blokaci aktivního centra enzymu a substrát se nemůže navázat

c) inhibice substrátem – rychlost reakce katalyzované enzymem se sníží díky vysoké koncentraci substrátu

d) inhibice produktem – rychlost reakce katalyzované enzymem se sníží díky vysoké koncentraci produktu