Bp1252 Biochemie
#5 Enzymy, vitamíny, hormony,
neurotransmitery
Enzymy
• Biologické katalyzátory
• Snižují aktivační energii chemických reakcí
Pojmy: enzym (E), substrát (S), komplex enzymsubstrát
(ES), produkt (P).
E + S ES E + P
2
Enzymy
3
Struktura enzymů
• Aktivní místo
• Kofaktory
-prostetické skupiny (ionty kovů....) – trvale
vázány na enzym
-koenzymy (některé vitaminy...) – nejsou
vázány na enzym, umožňují např. přenos
elektronů mezi enzymy
4
Struktura enzymů – cytochrom P-450
5
Inhibitory enzymů
• Kompetitivní inhibice
• Nekompetitivní inhibice
6
Aktivace enzymů
• Neaktivní forma = proenzym
• Aktivace odštěpením části peptidového
řetězce, fosforylací atd.
• Příklady:
Pepsinogen (neaktivní) – pepsin (aktivní)
Trypsinogen (neaktivní) – trypsin (aktivní)
7
Faktory ovlivňující enzymovou aktivitu
• Teplota
Teplotní optimum 37°C
• pH optimum
U většiny kolem pH 7, pepsin pH 1,5
• Koncentace substrátu
vyšší koncentrace → vyšší rychlost
8
Rozdělení enzymů
• Oxidoreduktasy (alkoholdehydrogenasa)
• Transferasy (přenos určité skupiny z jedné
molekuly na druhou; glykosyltransferasy)
• Hydrolasy (pepsin, trypsin)
• Lyasy (štěpení substrátu nebo jejich spojování;
karbonátdehdratasa, fumaráthydratasa)
• Isomerasy
• Ligasy (energeticky náročné slučování dvou
látek, energie se získává z ATP nebo GTP)
9
Vitaminy
• Kofaktory enzymů
• Některé přijímáme v potravě ve formě
provitaminů
• Vitaminy rozpustné v tucích A, D, E, K
• Vitaminy rozpustné ve vodě C, B, H
10
Enzymoterapie
• Preparáty (Wobenzym, Phlogenzym) obsahují
proteinasy (proteasy štěpící bílkoviny uvnitř
peptidového řetězce).
Ovlivnění např. zánětlivého procesu atd.
• Jiným příkladem je extrakt z vepřového
pankreatu používaný při nedostaku trávících
enzymů v tenkém střevě.
11
Řízení biochemických procesů
• Řízení procesů v buňce:
- Kontrola metabolismu přes limitující složky (např. ADP
v oxidativní fosforylaci)
- Některé prakticky ireverzibilní reakce (např. silně
exergonické reakce) v metabolické dráze jsou často
důležitým kontrolním místem této dráhy
- Inhibice koncovým produktem metabolické
dráhy
• Řízení procesů v organismu:
- Nervové řízení
- Humorální (hormonální řízení) – ovlivňování
periferních tkání účinnými látkami produkovanými
žlázami s vnitřní sekrecí. Tyto látky označujeme jako
hormony. 12
Hormony
• Receptory v cílových buňkách
Po navázání hormonu se spouští:
• Syntéza molekuly „druhého posla“ (např.
cAMP)
• Proteosyntéza enzymu
• Fosforylace tyrosinových zbytků v molekule
proteinu (fosforylace vede k aktivaci tohoto
proteinu)
13
Hormony – příklad mechanismu účinku
14
Jediná molekula hormonu aktivuje cyklasu, která
syntetizuje mnoho molekul druhého posla cAMP
(amplifikace signálu).
Molekula cAMPje nezbytná pro účinek řady enzymů
uvnitř buňky.
Hormony
Příklady hormonů:
• Ve vodě rozpustné molekuly (adrenalin,
melatonin)
• Peptidy a proteiny (inzulin, glukagon)
• Hydrofobní org. molekuly (thyroxin, steroidní
hormony)
15
Nervový signál
16
• V neuronální membráně existují iontové
kanály.
- řízené chemicky (výskyt v oblasti
synaptické štěrbiny na postsynaptickém
neuronu, otevírají se po navázání
neurotransmiteru)
- řízené potenciálem (umístěny po celé
délce axonu, otevírají se v případě poklesu
napětí na membráně)
17
Přenos nervového
vzruchu
18
Synapse
19
Neurotransmitery
• Látky nezbytné pro přenos nervového vzruchu.
(je jich celá řada)
• Např. nervy - adrenergní (vylučuje se noradrenalin)
- cholinergní (vylučují acetylcholin)
OH
OH
OH
NH2 O
N
+
O
Noradrenalin Acetylcholin
20
Neurotransmitery
21
Acetylcholinesterasa
• Odštěpuje acetylovou skupinu acetylcholinu
za vzniku cholinu (to se děje v synaptické
štěrbině)
• Patří k nejúčinnějším enzymům v organismu
• Inhibitory tohoto enzymu:
Např. nervově paralytické bojové chemické
látky (sarin, soman, VX).
22