Enzymkinetik

• isostere Effektoren haben ähnliche Struktur wie Substrat--> konkurrieren mit Substrat um aktives Zentrum--> kompetitive Hemmung--> klassisches Michaelis Menten Verhalten

• isostere Effektoren mit hyperbolem Diagramm:

• allosterische Effektoren binden an allosterische Stelle (nicht an aktives Zentrum)--> an regulatorische Domäne--> Bindung verändert die Konformation des Enzyms--> beeinflusst die Affinität oder Aktivität des aktiven Zentrums

• allosterische Effekotren mit sigmoidalem Diagramm:

• Substratkonzentration bei 0,5*vmax

• wenn KM sinkt, dann steigt Ssubstrataffinität

• Einheit: mol/L

• --> oben Dissoziation und unten Assoziation/Anlagerung/Bindung--> wenn Anlagerung größer als Dissoziation--> Substrataffinität steigt--> Km sinkt

• katalytische Konstante

• Anzahl SUbstratmoleküle von 1 Enzymmolekül pro Zeiteinheit maximal in Produkt

• Einheit: 1/s

• kcat zeigt Umsatzrate

• erst im Zusammenspiel, ob eine hohe Substrataffinität vorliegt, weiß man, ob Enzym effizient katalysiert

katalytische Effizienz = kcat / KM

• reversibel

• Inhibitor konkurriert mit Substrat um Bindung am aktiven Zentrum

• meist Substratanaloga

• Inhibitor lässt sich durch hohe [S] aus aktivem Zentrum verdrängen

• Inhibitor bindet NUR an Enzym-Substrat-Komplex, NICHT an freiem Enzym

• Interaktion des Inhibitors mit freiem Enzym UND Enzym-Substrat-Komplex

• Umsatz von ESI-Komplex gehemmt

• verhält sich so als wäre Mengen an Enzym reduziert

• Suizidinhibitioren

• binden an Zielprotein kovalent--> Inaktivierung des Enzyms

• ähnliche Enzymkinetik wie bei nicht kompetitiver Inhibition--> ABER bei irreversibler Inhibition kann Wirkung von Inhibitor NICHT aufgehoben werden

• 1 Unit (U) = Umsatz von 1 µmol Substrat pro Minute

• 1 katal = Umsatz von 1 mol Substrat pro Sekunde

• 1 Unit = 16,67 nkatal

Unit/mol

U/mg

U/mol

• alpha1-Proteaseinhibitor (alpha1-Antitrypsin)--> durch Spaltung von Peptidbindung von Inhibitor und kovalente Bindung zw. Enzym und Inhibitor kommt es zur Konformationsänderung von Inhibitor, er verharrt--> Gewebezerstörung--> übermäßige Elastaseaktivität, mehr Abbau von Elastin

• DFP =Diisopropylfluorphosphat--> Acetylcholinesterase bindet über Serinrest an DFP permanent--> HF weg--> Abbau von Acetylcholin sinkt--> Acetylcholin steigt--> cholinerge Nervernimpulsblockade--> Atemlähmung bis Tod

• ASS und COX1--> ASS bindet an Serinrest im aktiven Zentrum--> Arachidonsäure kann im aktiven Zentrum nicht mit katalytischer Stelle interagieren--> kein Umbau von Arachidonsäure zu PGH2--> Prostaglandine und Thromboxane NICHT

• homoallosterische Regulation erfolgt über Substratbindung an ein katalytisches Zentrum erfordert multimere Enzyme

• heteroallosterische Regulation erfolgt über Effektorbindung an regulatorisches Zentrum, fernab vom katalytischen Zentrum