View
248
Download
3
Category
Preview:
Citation preview
Enzym - Inhibitoren
• Wie wirkt Penicillin ?• Wie wirkt Aspirin ?• Welche Rolle spielt Methotrexat in der
Chemotherapie ?• Welche Wirkstoffe werden gegen HIV
entwickelt ?
Hemmung der Enzym-Aktivität
Irreversible
SubstratKompetitiver
Inhibitor
IrreversiblerInhibitor
NichtkompetitiverInhibitor
Substrat
Enzym Enzym
EnzymEnzym
Enzym - Kinetik
Michaelis – MentenGleichung
Lineweaver - BurkDiagramm
V0 = Vmax[ S ]
[ S ] + KM
1V0 Vmax
=KM
[ S ]1
Vmax+ . 1
1/v0
Kompetitive Enzym-Inhibitoren
Kompetitive InhibitorenDihydrofolat Reduktase und Chemotherapie
- blockiert Thymin-Biosynthese
- Bindet 1000xfester an dieDihydrofolat Red.
Nichtkompetitive Enzym-Inhibitoren
Irreversible Inhibitoren
• Gruppen-spezifische Reagenzien• Substrat-Analoga• Suizid-Inhibitoren
(Mechanismus-basierte Inhibitoren)
Gruppen-spezifische Reagenzien:z.B. Diisopropylfluorphosphofat (DIFP)
InaktiviertesEnzym
z.B.: Serin-Protease
Gruppen-spezifische Reagenzien:z.B. Iodacetamid
InaktiviertesEnzym
Enzym Iodacteamid
Substrat-analoge Inhibitoren
Substrat für Chymotrypsin
Tosyl-L-phenylalanin-chlormethylketon (TPCK)
Spezifitäts-Gruppe
Reaktive Gruppe
Substrat-analoge Inhibitoren
TriosephosphatIsomerase
(TIM)
Bromacetol-phosphat
InaktivesEnzym
ähnelt dem SubstratDihydroxyacteonphosphat
Suizid Inhibitoren: Monoamin OxidaseFlavin (prosthetische Gruppe)
Modifiziertes Flavin→ inaktives Enzym
Alkylierung
Penicillin
Reaktive Peptid-Bindung im
β-Lactamring
Wirkung von Penicillin
Peptidoglykan:
Gelb = ZuckerRot = Tetrapeptide Blau = Pentaglycin-Brücke
Bildung der Querverbindungen im Peptidoglykan
Mechanismus der Glykopeptid-Transpeptidase
Ähnlichkeit zwischen Penicillin und dem Substrat
Bildung des Pencilloyl-Enzym Komplexes
Regulation von Enzymaktivität
• Allosterische Kontrolle (Kooperativität, Rückkopplungshemmung)
• Isoenzyme• Kovalente Modifikation• Aktivierung durch proteolytische
Spaltung
Aspartat Transcarbamoylase (ATCase)(erster Schritt der Pyrimidin-Biosynthese)
N-Carbamoyl-aspartat
Carbamoyl-phosphat
Aspartat
Cytidintriphosphat (CTP)
Feedback- (Rückkopplungs-) Hemmung
CTP hemmt die ATCase= Endprodukt-Hemmung
Physiologisch sinnvoll:es wird nur soviel CTP synthetisiert, wie in derZelle benötigt
CTP bindet nicht im aktiven Zentrum,sondern an einer anderen (allos) Stelle(= allosterische oder regulatorische Zentren)CTP = allosterischer Inhibitor
ATCaseQuartärstruktur:
2 katalyt.Trimere(6 c-Ketten)
3 regulat. Dimere(6 r-Ketten)
(c6r6)
Bisubstratanalogon PALA(= starker kompetitiver Inhibitor)
Reaktions-IntermediatSubstrat
N-(Phosphonacetyl)-L-aspartat(PALA)
Aminosäuren von benachbarten Untereinheiten bilden gemeinsam die katalytischn Zentren der
ATCase
T Zustand(Tense state)
R Zustand(Relaxed state)
Änderung der Quartärstruktur
Endprodukt CTPbindet an die regulatorischen Untereinheitenim T – Zustandund stabilisiert denT - Zustand
Kontrolle der ATCase Aktivität(konzertierter Mechanismus)
Allosterisch regulierte Enzyme weichen von der Michaelis-Menten Kinetik ab
SigmoideKurve
ATCase Aktivität in Anwesenheit allosterischerEffektoren
Allosterische Effekte mitsequentiellen Mechanismus
Homo-tetrameres Protein
Untereinheit im T-Zustand
Untereinheit im R-Zustand
Regulation durch variable Isoenzym-KomplexeBeispiel: Lactat Dehydrogenase
Änderung der LDH Zusammen-setzung im Herz während derEntwicklung
LDH Isoenzym Zusammensetzung in verschiedenen Geweben(M=Skelettmuskulatur,H=Herzmuskulatur)
M4
H4
H4H3MH2M2HM3M4
Regulation der Proteinaktivitätdurch kovalente Modifiaktion
Regulation von Enzymaktivität durch Phosphorylierung
OH-Gruppeeines Serin-,
Threonin- oderTyrosinrest
Phosphoryliertes Protein
Proteinkinase
Glycogen - Phosphorylase
Aktivierung durch proteolytische Spaltungeines Proenzyms (Zymogen)
Nach der Spaltung durchTrypsin kommt es zu einerKonformationsänderung, diezur vollständigen Ausbildung des aktiven Zentrums führt
Blutgerinnungs-Kaskade
(intravaskuläres System)
(extravaskuläres System)
Struktur des Fibrinogen
Bildung eines Fibrin - Netzwerks
Recommended