Embed Size (px)
Citation preview
Mr.sci. Islam zeqiri
biokimist
Mendafshi : Fibroini
Sqepi: Keratina
Floket:Keratina
Leshi: KeratinaPendla: Keratina
Enzimat-definicioniRrjedhe prej fjales enzyme – Greke- tharme,
ose ferment – (vlim).Enzimet jane katalizator me prejardhje
biologjike.Sinteza e tyre behet ne qeliza te gjallaVeprimin katalitik e kryejne ne mesin qelizor
dhe jashteqelizor.
Teorija kinetike e reaksionitTeorija kinetike ose teorija e ndeshjes
spjegon qe molekulat per te reaguar ne mes veti duhet te ndeshen dhe duhet te kene mjafte enegji per te tejkaluar barijeren energjetike te reaksionit.
Nese ,molekulat kane mjafte energi kinetike per te reaguar ,te gjithe faktoret qe e risin reaksionin e tyre kinetik , e risin shpejtesin e reaksionit.
Enzimat si veprues katalitik specifik1. Mekanizmi nepermjet te cilit enzimat e
shpejtojne reaksionin mundet te ilustrohet.2. Enzimat i shpejtojne reaksionet kimike per 10
¹². Enzimat nuk veprojne ne ndryshimin e pozites
se reaksionit. Konst. drejtepesh = C(P) / C (S). Enzimat e rrisin shpejtesin e reaksionit vetem
per reaksionet e pershtatshme termodinamike ΔG= Δ Gp - Δ G s < 0.
Enzimat e shpejtojne reaksionin ne te dy drejtimet.
Enzimat e ndihmojne gjendjen kalimtare ne te dy drejtimet.
Enzimat jane ne baze te strukures komplementare ne gjendjen kalimtare.(te krijuar)
Ndryshojne konfigurcionin molekular ne mes te enzimit e te substratit.
Enzimat e shpejtojne reaksionin kimik sepse
e zvogelojne energjin e aktivizimit.
Enzimat jane aktive kur gjenden ne
konformacion nativ.Enzimat e humbin aktivitetin ne temperatura
ekstreme , ne Ph te forte dhe ne prezencen e detergjenteve ,te cilat i denatyrojne.
Jane termostabile.Denatyrimi e shkatrron strukturen e qendres
aktive.
Perparsit e katalizes enzimatike ne krahasim me katalizatoret kimikEnzimat e rrisin me teper shpejtesin e
reaksionitKryhen ne kushte me te pershtateshme;Reaksioni kimik kerkon temp. me te larte,
dhe ph ekstreme.Kataliza enzimatike kryhet ne kushte
fiziologjike.
Emzimat kane specifitet,dhe selektivitet ,me te larte te veprimit.
Specifitet ndaj substratit e produktitStereospecifitet absolut.Nuk perbejne produkte toksike sekondare.Aktiviteti mundet te rregullohet me; rregullim allosterik modifikim kovalent
Enzimat jane stereospecifikeMolekulat biologjike paraqiten si
stereoizomer. L dhe D amino acidet, L dhe D gluqidet.Enzimat reagojne vetem me njerin
stereoizomer.Molekulat biologjike ne natyre I takojne
njerit konfiguracion; amino ac.-L gluqidet –D
Enzimet jane stereospecifike ndaj substratit dhe krijojne produkte stereospecifike.
Rregullimi i aktivitetit enzimatikNdryshimi I numrit te molekulave te
enzimit shpejtesija e sintezes shpejtesija e shkaterrimitNdryshimi I aktivitetit enzimatik; aktivizimi I prekursoreve inaktivizues modifikimi kovalent inhibimi me reaksionin e ndersjelle. veprimi I molekulave rregullatore.
Kinetika e reaksioneve enzimatike varet prej ;Perqenderimit te substratitPrezences se aktivatoreve dhe te inhibitorevePHKapacitetit jonikTemperaturesKofaktoreve
Emertimi I enzimaveEmertimi I bazuar ne substratin qe I
nenshtrohet reaksionit enzimor.psh. Enzimi amilza –katalizon amidonin.
-emertimi I bazuar ne reaksionin kimik qe behet nen veprimin katalitik te enzimit. psh. Hidrolazat – katalizojne hidrolizen,transaminazat-transaminimin etj.
Emertimi I bazuar ne substratin qe hyn ne reaksion dhe qe i nenshtrohet substratit. Psh.laktat-dehidrogjenazat.
- emertimi sipas punes se veprimit te enzimit
psh. Pepsina,tripsina,kimotripsina etj.Enzimat percaktohen me keto metoda; -kolorimetrike -titrimetrike -enzimatike
Aktiviteti katalizues I enzimave eshte shume i madhë.
Shpejtesia e reaksionit kimik definohet si shenderimi I nje substance te catuar ne produkt ne njesi te kohes.
Pra aktivitei enzimatik paraqet aftesin e enzimit per te katalizuar shenderimine 1 m mol te substratit ne minut.
Natyra kimike e enzimaveTe gjitha enzimat e njohura per nga natyra
jane proteina me katjone metalike gjegjsisht proteina te perbera ose proteide te natyres globulare.
Ne .molekulen e proteidit nje enzim perben dy komponente.
- apoenzimen (kompon proteinike) - koenzimen (kompon jo proteinike) APOENZIMA + KOEMZMA =
HOLOENZIMA
Apoenzima – eshte makromolekule termolabile,
bartes i specifitetit te enzimit ndaj substratit , ka veqori koloidale, nuk dializohet.
koenzima ka natyre jo proteinike , eshte termostabile,dializohet dhe ndahet prej apoenzimes, ne kombinim me apoenzima te ndryshme katalizon reaksione krejtesishte te ndryshme.psh;
Piridoksal fosfati ne kombinim me dy apoenzima katalizon reaksionin e dekarboksilimit (me enzimet dekarboksilaza) dhe te transaminimit (transaminaza).
Specifiteti ndaj substratit si dhe specifiteti I
veprimit te reaksionit mvaret prej apoenzimes .Rendesia dhe roli I koenzimes bazohet ne
veprimin efektor te tij.Ekzistojne shume grupe te reaksioneve per
kryerjen e te cilave eshte e dmosdoshme prezenca e ezimave te perbera si reaksionet e oksido-reduktimit, izomerizimit, bartjen e grupeve kimike etj.
Perkuder ketyre, te reaksionet hidrolitike ,( si jane ato qe kryhen ne traktin digjestiv ) nen veprimin e hidrolazave ,qe jane protein – enzimave te thjeshta.
Disa enzima e kane ne perberje dhe jonin e metalit, I cili e ploteson aktivitetin e enzimes.
Joni aktivizues kryen keto funksione;--merre pjese ne krijimin e qendres aktive--ndikon ne strukturen terciare te enzimes.--aktivizon kompleksin enzim substrat.--trnsporton elektronet.etj
Vendi i veprimit te enzimave-topografiaSipas vendit te veprimit mund te ndahen ne ; -intracelulare - extracelulareNe qelize kryhen reaksionet me rendesi vitale Ne hapsiren qelizore dhe organelet e saja si
ne( mitohodrije, lizozome, aparatin e Golgjit, ribozome kryhet nje lloje I aktivitetit enzimatik.
-jashte qelizes veprojne enzimet e traktit digjestiv , si dhe enzimat qe bejne pjese ne koagulimin e gjakut.
Ne ribozome gjenden enzimat te cilat
marrin pjese ne proceset e biosintezes se proteinave .
Ne mitokondrie gjenden enzimat e vargut te frymemarrjes indore.frymemarrjes indore
Ne membranen e mbrendeshme te mitokondrieve jane te vendosura enzimat qe marrin pjese ne proceset katabolike si ciklit citrik, enzimat te cilat marrin pjese ne beta oksidim in e acideve yndyrore, enzimat e metabolizmit te a. acideve.
Ne berthame gjenden enzimat qe katalizojne sintezen e acidet nukleinike.
Ne citoplazem gjenden enzimat glukolitike e, te ciklit pentozik etj.
Veprimi I koncentrimit te reaktanteve ne reaksionin biokimikNe sasi te larta te reaktanteve,nje numer I
madhe I molekulave ndeshen dhe krijohet energji e mjaftueshme qe te zhvillohet reaksioni. Nese dyfishohet koncentrimi I njerit nga reaktanteve,do te rritet dyfish shpejtesia e reaksionit.
Pra shpejtesia e reaksionit eshte proporcionale me koncentrimin e molekulave qe reagojne.
Energjia kimikeGjate nje reaksioni kimik lirohet nje sasi e
caktuar e energjise e cila varet prej potencialit energjetik te substancave.
AB----- A +B + Energjia -----
Reaksionet spontane kimike jane
egzergjene , dhe reaksioni zhvillohet gjere sa energjia mund te mirret (shpenzohet).
Kur nuk eshte e mundur edhe me tutje te shpenzohet energjia vendoset drejtepeshimi I reaksionit dhe Δ G = O
Drejtimi i reaksionit varet prej ndryshimit standard te energjise se lire .
Energjia e lire mund te jete NEGATIVE nese
reaksioni zhvillohet nga e majta ne te djathte.POZITIVE nese reaksioni zhvillohet ne drejtim
te kundert.Ndryshimi I energjise se lire te nje reaksioni
perbehet prej dy komponenteve termodinamike;
a. enalpise ( ndryshimi I energjise se mbrendeshme)
b. entropise qe paraqet qrregullimet molekulare.
Energjia e aktivizimitENERGJA E AKTIVIZIMIT paraqet energjin e
tere qe eshte e nevojshme qe te gjitha molekulat e nje reaktanti A te aktivizoi, ne nje temp. te caktuar .
Me rritjen TEMPERATURES rritet shpejtesia e reaksionit ,duke u rritur dhe niveli energjetik i reaktanteve gjere ne gjendjen aktive.
Katalizatoret e rrisin shpejtesin e reaksionit kimik duke e ULURE energjine e cila eshte e domosdoshme per aktivizimin e reaktanteve, gjegjesisht molekulat i aktivizon.
Drejtepeshimi dinamik dhe gjendja stacionare Enzimat veprojne ne reaksion ashtu qe
reaktantet te cilet marrin pjese ne reaksion te jene ne drejtepeshim.
Drejtepeshimi dinamik paraqet gjendjen stacionare gjate te ciles ne reaksion vazhdimisht arrijne substanca te reja dhe eleminohen produktet e reaksionit.
Organizmi eshte nje sistem i hapur, ai merre ushqimin dhe O2 dhe eleminon CO2 dhe produktet katabolike.
Te tipet e mbyllura te reaksioneve, disa katalizator nuk veprojne ne drejtpeshimin e reaksionit , gjersa te tipet e hapura enzimi vepron ne perqendrimin stacionar te nje komponente te reaksionit.
LLojet e reaksioneve kimike;Ne baze te numrit te molekulave qe hyjne ne
reaksion ndahen ne reaksione; - monomolekulare - bimolekulare - tremolekulare
Reaksionet kimike sipas kinetikesJane te tipit 0 -reaksionet te cilat nuk varen
prej perqendrimit te cilit do reaktant.- te rendit te pare- A--- P jane reaksionet te
te cilat shpejtesia e reaksionit eshte proporcionale me perqenderimin e njenit reaktant.
Reaksionet te rendit te dyte- reaksione ne te
cilat shpejtesia e reaksionit eshte proporcionale me perqenderimin e te dy reaktanteve. A+B --P
- Reaksionet e rendit te trete - jane proporcionale me prodhimin e perqendrimeve te tre reaktanteve.
Koncepti i barieres se energjise
Kuptojmë energjine te cilen kane substancat , dhe e cila NUK I LEJON qe ato spontanisht te reagojne ne mes vetI.
Enzimat si katalizatore JANE FAKTOR ME
RENDESI , edhe ne tejkalimin e barijeres energjetike ,per kryerjen e reaksioneve kimike.
Barijera energjetike eshte energjia te cilen e posedojne substancat PER TE QENDERUAR NE INERCION me pamundesin e reagimit spontan te tyre.
Enzimat veprojne ne shpejtesin e reaksionit kimik, duke VENDOSUR gjendjen e drejtepeshimit ne reaksion.
Shpejtesia e reaksionit percaktohet nga ;
AFERSIA HAPSINORE e pjesemarresve ne
reaksionNDRYSHIMI I INDUKUAR I konfiguracionit
te molekulave te substratit,ndaj moekulave te enzimit.
PREZENCA E GRUPEVE REAKTANTE te enzimeve.
Ne disa raste dhe LIDHJA KOVALENTE e substratit me enzimin.
Mekanizmi I katalizes enzimatike Kinetika e reaksioneve enzimatike studion
shpejtesin e reaksioneve enzimatike si dhe faktoret te cilet veprojne ne te.
Faktoret qe veprojne ne shpejtesin e reaksionit enzimatik jane ;
TemperaturaPHPerqendrimi I substratitPrezenca e koenzimaveAktivatoret dhe inhibitoret.
Kompleksi enzim substrat formohet duke u lidhure molekulat e substratit me qendren aktive te enzimes.
Molekulat e substratit lidhen me qendren aktive me lidhje te dobeta jokovalente.
Psh. lizozima eshte enzim I gr. Te hidrolazave qe SHKEPUT vargjet e karbohidrateve.
Katalizon hifrolizen e lidhjen β 1,4 ac. acetilneuraminik.ne mukopolisaharide dhe mukopeptide.
Te ky enzim substrati lidhet ne qendren aktive me lidhje JO KOVALENTE,(lidhje hidrogjenike).
Mbetjet qe jane pergjegjese per shkeputje te lidhjeve jane grupet karboksile te asparg ne poziten 52 dhe te glut.35.
Ne krijimin e urave (lidhjeve) hidrogjenike
marrin pjese GR. REAKTIVE te mbetjeve te a. acideve ansore dhe te atomeve te lidhjeve peptide.
Ne ndryshimin e tille te konfiguracionit te substratit, me lehte SHKEPUTET lidhja C-O-C. Energjin e duhur e merre prej lidhjeve tjera jo kovalente.
Te reaksionet kimike , ne disa raste ekzistojne lidhje kovalente te enzimit me substratin, e reaksioni zhvillohet ne dy etapa;
--Spari pjesemarresi I reaksionit LIDHET me lidhje kovalente per pjesen proteinke AKTIVE te enzimes.
--- Ne etapen e dyte te reaksionit KRIJOHET PRODUKTI prej lidhjeve intermediare.
Psh. Te aldolaza si substrat ka S’PARI
dihidroksiacetonin , pastaj formohet komponim INTERMEDIAR ne forme te bazes se Shiffit .
Dhe ne etapen DYTE ,BEHET ADIRIMI aldolik ne gr. Aldehid te pjesemaresit tjeter te reaksonit qe eshte gliceraldehid-3-fosfati.
Pjesa e molekules se enzimes qe eshte ne NE LIDHJE TE NGUSHT ME
SUBSTRATIN gjate katalizes paraqet qendren aktive te enzimes.
Qendra aktive e enzimes eshte nje
FORMACION TREDIMENZIONAL e ndertuar prej grupeve kimike reaktive qe kane prejardhje prej a. acideve te pozitave te ndryshme te vargjeve peptide.
Psh. Qendra aktive e ribonukleazes perben
mbetjet e histidines ne poz. 121 dhe 119.Qendra aktive e lizozimes perben ne poz. 35
ac glutaminik. Ne poz. 52 ac. asparginik.triptofanin ne poz. 62 dhe 63.
His 57 (kuq), Asp 102 (kalter) and Ser 195 (gjelbert).
Keto gr. Formojne lidhje hidrogjenike ,te
rendesishme per rruajtjen e struktures TERCIARE te enzimes.
Poashtu mund te formojne komplekse me JONE te metaleve.
Molekula e enzimes si makromolekul mund te kete nje numer me te madhe te njejtit a. ac. por ne reaksion do te hyje gr. qe ka poziten me te pershtateshme .
Kjo qender eshte e perbere prej nje numeri te
vogel te GRUPEVE FUNKSIONALEdhe paraqet pjesen minimale te vargut peptid.
Nese enzima eshte PROTEID ENZIM ne perberjen e qendres aktive bejne pjese dhe jonet e metaleve.
Karakteristike eshte se a. acidet te cilat perbejne grupet reaktive te qendres aktive jane te vendosura ne pjese te NDRYSHME te vargut peptid (struktura primare).
Me formimin e struktures sekondare dhe terciare behet e mundeshme AFERSIA HAPSINORE e ketyre a. acideve , gjegjesisht e grupeve reaktive.
Ne perberjen e qendres aktive te enzimave bejne pjese keto grupe;
-UNAZA IMIDAZOLE e histidines qe kalon ne jon imidazol.
- AMINO GRUPI i lizines lidhet me substratin dhe formon bazen e Schiffit.
-GR.KARBOKSILI ac. glutaminik eshte si proton akceptor.
- GR.BAZIK guanidin I arginines te shume enzima I lidhe gr.me potencial negativ.
- GR.INDOL I triptofanit - KARBOKSIL I ac. asparginik - GR-SH- I cisteines ka veprim nukleofil - GR.OH- i serines dhe treonines lidhen me mbetjet
peptide ne forme te estereve.
Me shkaterrimin ose bllokimin e qendres
aktive te enzimes , enzima E HUMBE aktivitetin e saje katalitik, por pjeset tjera te molekules se enzimes mund te shkeputen dhe te mos e pengoi aktivitetin e enzimes.
Psh. Prej Papaines mund te shkeputen 120 a. ac nga 180, e veprimi katalitik I saje te mbetet.
Zakonishte enzimet kane nga NJE GR.
AKTIV por disa prej tyre kane EDHE ME SHUME.
Disosimi I enzimave ne nenjesi manifestohet me HUMBJEN e veqorive katalitike.
Me eksretimin e disa enzimave ne hapesiren ekstracelulare qendra e tyre aktive mund te MASKOHET me fragmente te ndryshme te vargut peptid ,ato jane ne gjendje inaktive –PROENZIME.
Ne baze te funksionit ne lidhjen e substratit me enzimen ,grupet e ndryshme te qendres aktive ndahen ne;
- grupe KATALITIKE- te cilat direkt bejne lidhjen e substratit me qendren aktive te enzimes.
-grupet -KONTAKE I afrojne dhe I perforcojne molekulat e substratit per enzimen.
Grupet NDIHMSE –nuk bejne pjese direkt ne formimin e kompleksit enzim substrat, por stabilizojne strukturen terciare dhe kuaternare te enzimes.
Veprimi I reaktanteve ne shpejtesin e reaksionit kimikNE perqendrime te larta te reaktanteve
numri I madhe imolekulave kane energji per te reaguar.
Me rritjen e perqendrimit te njeres komponent rritet shpejtesia e reaksionit per dy here.
SHpejtesia e reaksionit eshte proporcionale me perqendrimin e substancave qe reagojne.
Psh.shpejtesia A dhe B Nese eshte I dyfishuar njeri substrat atehere
kemi A dhe B,B ose AB 2.Shpejtesia e reaksionit A dhe B shenohet me
k1 , gjersa e An dhe Bn eshte k-1K1=k-1 ose k1 A B=k-1 AnBn k1/k-1=kdrejtepeshimit,
Veprimi I enzimes Veprimi I substratit
Kinetika e reaksioneve enzimatike sipas Michalis MentenitShpejtesia e reaksionit RRITET gjate
katalizes enzimatike.Kinetika e reaksioneve paraqet mardhenjen
kuantitative ne mese te SHPEJTESISE te reaksionit dhe PERQENDERIMIT te enzimit e substratit.
Matja e aktivitetit enzimatik eshte baze per studimin e reaksionit enzimatik.
Per te percaktuar aktivitetin e tyre duhet te MATET shpejtesia e reaksionit. Kjo arrihet duke e mature perqendrimin e substratit dhe te produktit ne njesi te kohes.
Ecuria e reaksioneve te katalizuara nga enzimat ne temp. dhe PH konstante spjegohet sipas perkufizim te raportit te shpejtesise se reaksionit qe varet nga perqenderimi I substratit, enzimes shpejtesise maxi . Dhe vleres se Km.
Teorin per shpejtesin e reaksionit
emzimatik e ka studiuar me hollesisht MICHIALIS dhe MENTEN ne baze te se ciles koncentrimi I substratit ne te cilen arrihet gjysma e shpejtesise maksimale eshte konstant e veqant per secilin enzim dhe emertohet si Km.
V[S] v=----------- Km +[S]
Sipas kesaj teorie reaksioni enzimatik
zhvillohet ashtu qe ; a.Enzimi se pari reagon ne substrat dhe
KRIJOHET kompleksi ENZIM SUBSTRAT. b.Ne fazen e dyte ZBERTHEHET
kompleksi ES ne P dhe E. Michalis dhe Menten kane supozuar se keto reaksione e percaktojne shpejtesine e tere te reaksionit .
K1 = konstantja e krijimit te kompleksit ES.K-1 =konstanta eshpejtesise te reak.ne anen
e kundert.K2= konstantja e shpejtesise se zberthimit te
ESK3=konstantja e zberthimit te ES dhe krijimit
te E dhe P.K4 =Konstantja e reaksionit te kundert te
krijimit te ES.
Duhet kuptuar disa karakteristika te sistemit te reaksionit;
konstanta e drejtepeshimit eshte marredhenja e konstanteve te shpejtesise se reaksionit k1/k-1.
Ne drejtepeshim jane shpejtesit e te dy reaksioneve te kunderta.
Drejtepeshimi eshte nje gjendje dinamike,vazhdimisht molekulat e substancave A dhe b shenderohen ne An dhe Bn ,dhe e kunderta.
Nese dihet koncentrimi I A dhe B si dhe An dhe Bn ,ne drejtepeshim mundemi me llogarit dhe vlerat numerike te konstantes se drejtepeshimit. ΔG.
Koncentrimi I enzimit; shpejtesia fillestare e nje reaksioni qe e
katalizon enzima eshte proporcionale me koncentrimin e enzimes.
Duhet cek se pergjegjese per paraqitjen e shpejtesise se komponenteve te reaksinonit dhe te tere reaksionit jane enzimat.
Jane te mundeshme disa forma te reaksionit ;Nese procesi I forminit te ES eshte me I
shpejte se I zberthimirt (k1>k3) ,reaksioni eshte I rendit te pare.
Nese ES formohet me ngadale (k1<k3) , reaksioni eshte I rendit te dyte.
Nese ES eshte ne ekuiliber (k1=k4).
Veprimi i substratit ne reaksionin kimikNese koncentrimi I substratit rritet
shpejtesia e reaksionit rritet gjere sa I tere enzimi nuk ngopet me substratin.
Ne gjendjen e ekuilibrit te reaksionit perqenderimi I kompleksit ES eshte konstant, gjersa shpejtesija e forminit te kompleksit eshte e barabart me shpejtesin e zberthimit te tij.
Ne fillim te reaksionit nese koncentrimi I substrati rritet vlerat e shpejtesise fillestare v rriten, gjere ne vlere V max (kur eshte shpenzuar shume pak substrat).
Me rritjen e metutjeshme te substratit shpejtesia rritet gjersa nuk ngopet enzima me substratin,shpejtesia e reaksionit e arrin nje vlere maksimale dhe me rritjen e metutjeshme mbetet e pandryshuar.
Ne dijagram kurba paraqitet me vije te drejte ne fillim te shpejtesise se reaksionit.
shpejtesia fillestare e reaksionit varet prej substratit ku gjysma e substratit eshte e lidhur per enzimen .
Ne baze te kesaj shpejtesia e reaksionit eshte e barabart me gjysmen e shpejtesise maximale qe mund te arrihet me ate koncentrim te enzimes.
Ne figure shifet se shpejtesija e reaksionit enzimatik rritet me rritjen e perqenderimit te substratit ne forme te hiperbolles.Km I pergjigjet asaj sasie te substratit ne te cilen arrihet gjysma e shpejtesise maximale.
Nese enzima vepron ne shume substrate atehere ne secilin substrat Km eshte e ndryshme.
Shpesh është përqëndërimi fillestar I enzimës më I vogël se sa përqëndërimi i substratit {E]o< [S], por ne reaksion shpejtë krijohët kompleks I enzim substratit aq sa edhe zbërthehët.
[ES]/t =0= k1 [E] [S]- (k2+k3) [ES]. [ES]=k1 [E] [S]/ (K2+K3).
[ES]= K1 [E]o [ s]/ (k1 [S]+ k2 +k3) Në bazë të këtij reksioni mundet të shprehet
shpejtësia e reaksionit.V={S]/t= {P}/t= k3{ES]=k1k3{E]o [S]/
(k1[s]+k2+k3)
Pasi që përqëndërimi I enzimit është konstant atëherë dhe shuma e përqëndërimit të enzimit të lirë dhe të atij në kompleks duhet të jetë barazi me përqëndërimin fillestar të enzimit. (Ne fazën e parë).
{E]o = [E]+[ES].
Nga reaksioni I mëparshëm rrjedhë; k3 [E]o [S]V=--------------------- (K2+K3)----------------------- + S K1Ky reaksion sipas Michailis dhe Mentenit
vlen per reaksione me nga nje substrat.
Sipas kësaj teorie shpejtësia maksimale e reaksionit varët prej përqëndërimit fillestar të enzimit Eo , dhe konstantës të zbërthimit të kompleksit ES ;
V max = K3[E]oKoeficienti I shumës së konstanteve të
zbërthimit dhe të krijimit të ES është barazi me Km sipas autorit.
Km= (k2+k3)/k1. Vmax[S] Vmax V=------------- ose -------------- Km +[S] Km ----------- {S] + 1
Ne baze te reaksionit mund te perfundojme;Nese nisemi nga nje sasi e caktuar e enzimit
dhe gradualisht e shtojme sasin e substratit, gjithnje e me teper krijohet kompleksi ES. Shpejtesia e reaksionit RRITET DERI SA I TERE ENZIMI NUK NGOPET ME SUBSTRATIN
Enzimi eshte I ngopur ,SHPEJTESIA e reaksionit eshte MAXIMALE.
Shpejtesia maksimale e reaksionit ,pra
momenti I ngopjes se enzimit me substratinESHTE PARAMETER SPECIFIK PER ÇDO ENZIM dhe paraqet raportin e konstanteve te shpejtesise se reaksionit te krijimit e te zberthimit te komplek. ES.
Sipas kesaj teorie shpejtesia maksimale arrihet kur enzimi eshte I ngopur me substratin, E KJO ARRIHET NE GJYSMEN E SHPEJTESISE MAXIMALE . dmth. Kur I teri eshte ne forme ES. Qe eshte parameter specifik per çdo enzim dhe sipas autorit QUHET KONSTANTA E MICHAILISIT.
Me percaktimin e Km vlersojme;-perqendrimin e substratit ne qeliza-veprimin e enzimave ne inde e organe te
ndryshmeKonstatojme veprimin e medikamemteve te
ndryshme ne organizem. percaktohen aktivatoret dhe inhibitoret e
reaksionit enzimatik.
Ekzistojne edhe perjashtime nga teoria e permendur,si INHIBIMI ne substrat dhe INHIBIMI ne produkt.
Km në grafikon mundet të parqitet sipas Lineweaver-Burkut. Nësë në ordinat dhe apscis vehën vlerat e tyre reciproke 1/V dhe
1/S.
Nese shpejtesia e reaksionit varet prej perqenderimit te substratit mundet te matet Km ashtu qe te paraqitet percaktimi linear I shpejtesise se reaksionit sipas Lineweaver Burkut.
Ne vend te shpejtesise v dhe perqenderimit S ne ordinate dhe apscis vendosen vlerat e tyre reciproke;
1/v=km+S/Vm x S;1/V=Km/Vmax x1/S=1/Vmax.
1/v dhe 1/S .Lakorja e shpejtesise se reaksionit qe eshte
ne funksion te perqenderrimit te substratit, do te jete e drejte dhe eshte baras me Km/Vmax. duke e prere boshtin e ordinates ne 1/Vmax.
Te reaksionet enzimatike qe zhvillohen me me shume substrate kinetika e tyre varet nga nje substrat perqenderimi I se cilit ndryshon , ndersa perqenderimi I substrateve te tjera ka vleren konstante.
Reaksionet me shume substrate mund te jane te tipit sekuencial dhe josekuencial(ping-pong-tipi).
Sistemet multienzimatikeJane agregate te perbera PREJ SHUME
ENZIMAVE te cilat katalizojne nje varge reaksionesh qe kryhen ne disa etapa te reaksioneve.
Principi I veprimit bazohet qe produktet intermediare gjate transfer-reaksioneve barten prej enzimes ne enzim.
Psh. Te sinteza e a. yndyrore.Sistemin multienzimatik e formojne enzimat e dekarb. oksidativ te 2-oksoacideve(si substrat sherben piruvati, 2-oksoglutar etj).
QENDRA ALLOSTERIKE E ENZIMAVEMe termin allosteri kuptojme lidhjen e
metabolitve te cilet ndryshojne aktivitetin e enzimes, DUKE MOS u lidhure per qendren aktive te enzimes,por ne nje vend tjeter ne molekulen e saje.
Enzimet te cilat ne molekulen e tyre perbejne qendren allosterike quhen enzima allosterike.
2,3 Bifosfoglicerati si EFEKTOR allosterik,
eshte produkt intermediar I glikolizes, (rregullon transportin e O2, duke u lidhure ne pjesen qendrore te Hb dhe vepron ne te kater vargjet e saja , duke e ndërruar strukturen , ashtu qe ULET afiniteti I saje per oksigjenin. .
Duke u lidhure me qendren allosterike
efektoret allosterik E NDRYSHOJNE konformacionin e molekulave te enzimes dhe VEPRIMIN e tyre katalitik.
Aktivatoret allosterik e RRISIN aktivitetin enzimatik,dhe jane efektor pozitiv.
Inhibitoret allosterik e PENGOJNE aktivitetin enzimatik dhe jane efektor negativ.
Aktivizimi dhe inhibimi me efektore allosterik
eshte REVERZIBIL.Ekziston SPECIFITET I larte I enzimave
allosterike ndaj efektoreve.Enzimat allosterike zakonisht katalizojne
reaksionet biokimike qe jane te LOKALIZUARA
Enzimat allosterike zakonisht katalizojne
reaksionet biokimike qe LOKALIZOHEN NE FILLIM ose ne PIKA KYQE te proqesit metabolik.
Ne proqeset katabolike si efektore negativ me se shpeshti veprojne KOMPONIMET MAKROERGJiKE(ATP)..psh. Si inhibitore alosterik I glikolizes.
ATP –si efektore allosterik I stimulon enzimat te cilat marrin pjese ne proqeset e biosintezes dhe I inhibon proqeset katabolike.
AMP dhe ADP kane veprim te kundert.
SPECIFITETI I ENZIMAVEEnzimat kane specifitet TE LARTE te
veprimit sepse KATALIZOJNE NJE TIP TE CAKTUAR te reaksioneve kimike dhe mundesojne transformimin e nje substrati ose nje numeri te vogel substratesh te njejta .
Gjate reaksioneve kimike eshte e mundur qe PRODUKTI I veprimit te nje enzimi te behet SUBSTRAT per enzimin e ardheshem.
Tipet e specifitetit te enzimave-specifiteti ABSOLUT I veprimit - specifiteti STEREOKIMIK -specifiteti I GRUPIT; ABSOLUT DHE
RELATIV.
Specifiteti absolut eshte nese enzimat
veprojne ne nje substrat te CAKTUAR.psh; katalaza zberthen vetem perok. e hidrogj.
Specifiteti stereokimik karakterizohet me veprimin e enzimave ne nje IZOMER optik.psh. Enzimat e seris L veprojne ne amino acide, gjersa te serise D ne monosaharide.
Per specifitetin e grupit behet fjale kur DISA
substrate qe perbejne TE NJEJTIN GRUP reagojne me te njejtin enzim.
Specifiteti I grupit absolut eshte kur gjate katalizes ,veprimi I grupeve reaktive te qendres aktive katalizon VETEM NJE REAKSION TE CAKTUAR .
Specifiteti I grupit relativ eshte kur gjate
katalizes enzimi katalizon DISA REAKSIONE te ndryshme.
Te protein enzimat specifiteti I bazuar ne tipin e reaksionit katalitik eshte I caktuar.
Rol te rendesishem ne specifitetin e enzimave ka struktura TERCIARE dhe KUATERNARE e molekules enzimatike.
IzoenzimatJane enzima te cilat katalizojne te njejtin
reaksion kimik dhe jane te ngjajeshme ne mes vedi por kane strukture primare te ndryshme.
Ato dallohen ne baze te veqorive te cilat jane te rendesishme per rregullimin e aktivitetit,e ne kete bazohet dhe funksioni biologjik i veprimit.
Psh. Ekzistojne pese forma te laktat
dehidrogjenazes ,te cilat gjenden ne dy nenjesi A dhe B gjenetikisht te determinuara. Çdo njera molekule e enzimes perbehet prej 4 nenjesive dhe eshte e mundure te behen 5 kombinime A4,A3B,A2B2,AB3,B4.
Keto 5 kommbinime shenohen si; LDH1, LDH2,LDH3,LDH4,LDH5.
Perqendrimi I izoenzimave ne organe te
ndryshme eshte I ndryshem,dhe fraksionet e izoenzimave percaktohen me metoden e ELEKTROFOREZES..
Veprimi I temp. ne aktivitetin enzimatikPasi qe enzimat kane natyre PROTEINIKE
veprimi I temp. ka rol te rendesishem .Ne temp. Prej 30oC-40oC jane me aktive.Ne temp. optimale aktiviteti enzimatik
RRITET NE FORME LINEARE sepse nxehtesia shenderrohet ne energji kinetike, rritet numeri i ndeshjeve te grimcave ne njesi kohore.
Ne temp. Me te larta se sa optimalia ,
shpejtesia e reaksionit ESHTE ME E MADHE, por enzimi shpejte DENATYROHET, dhe paraqitet rramje e shpejte e aktivitetit pas nje kohe te caktuar. Kurba e temp. nuk eshte simetrike.
Ne temp. MBI 50ºC shumica e enzimave
denatyrohen.Denatyrimi mvaret prej llojit te enzimit
prej shkalles se temp. dhe prej gjatesise se intervalit kohore.
Enzimat e PASTERTA jane me termolabileNe temp. mbi 80ºC enzimat shume
shpejte inaktivizohen.Ky eshte nje proqes IREVERZIBIL.
Ne proqesin ireverzibil shkeputen LIDHJET
HIDROFOBE, JONIKE DHE INTRAMOLEKULARE, SHKATRROHET STRUKTURA TERCIARE e molekules enzimatike.
Ne temp. te uleta aktiviteti enzimatik gradualisht ZVOGELOHET deri te nderprerja e tere e proqesit katalitik.
Ne 0ºc enzimat nuk kane veprim katalitik,Aktivizohen nese temp. rritet ne optimale.Tem. Prej -25ºc sherbejne per konzervimin e
enzimave.Rritja e tep. Per 10ºc e rrite aktivitetin
enzimatik per 1,5- 2 here.
Veprimi i PH ne aktivitetin enzimatikEnzimat jane aktive ne intervale TE
NGUSHTA TE PH .Ndryshimi i PH vepron ne shum proqese
metabolike.psh. Rrenja nen 7,5 PH ka veprim INHIBUES ne enzimin fruktokinaza,i cili eshte enzim me rendesi ne proqesin e glukolizes.
Vlera e PH per disa enzim varret edhe
prej NATYRES KIMIKE te enzimes.Veprimi I PH eshte me rendesi per
shkallen e JONIZIMIT te substratit ne molekulat e tij.
PH optimale eshte ajo vlere gjate te ciles molekulat e enzimave kane ate forme jonike e cila eshte me adekuate per kontakt me substratin me qendren aktive te enzimit.
PH eshte shume me rendesi per krijimin e
struktures TERCIARE te enzimes .Mvaresisht prej PH mund te ndryshoi jonizimi
i gr. Kimik te qendres aktive te enzimit.
Inhibitoret enzimatikMe inhibitore kuptojme substancat te cilat
ne perqendrime te vogela e ULIN aktivitetin e enzimave ne reaksion kimik.
Duke hyre ne reaksion me inhibitorin enzima formon KOMPLEKSIN (enzim-inhibitor).
Konstanta e disosimit te ketij kompleksi quhet konstanta e inhibimit.(Ki).Vlera e kesaj substance eshte me e vogel nese inhibimi eshte me i fuqishem.
Veprim inhibues kane dhe substancat qe
gjenden NE KUSHTE NORMALEne qeliza dhe lengje trupore psh. Inhibitoret natyrore te disa enzimave ; antitripsina, antipepsina,antitrombina.
Inhibimi I enzimave mund te jete ; I KETHYESHEM- reverzibil KONKURUES JOKONKURUES I PAKETHYESHEM - ireverzibil
Inhibimi reverzibilEshte me rendesi ne RREGULLIMIN e
proqeseve metabolike. Kompleksi ES lehte mund te DISOSOHET e
te rivendoset aktiviteti enzimatik.
INHIBIMI REVERSIBIL konkurues; paraqitet
kur molekulat e INHIBITORIT I KONKUROJNE molekulave te substratit NE GR. REAKTIV te qendres aktive te enzimes.
Nese inhibitori eshte ne perqenderime te medha NE TERSI e konkuron substratin.
ME RRITJEN e perqenderrimit te substratit inhibitori eliminhohet ,ne baze te ligjit te veprimit te
mases.
E x IKi= -------------- EIPsh. Ac. malonik e konkuron ac. sukcinik ne
enzimin e dehidrogjenazes se ac. sukcinik.
INHIBIMI JOKONKURUES- paraqitet kur inhibitori NUK e konkuron substratin ne qendren aktive te enzimes POR NE NJE VEND TJETER ne molekulen e enzimes.
Inhibitori ne kete rast e NDRYSHON FORMEN hapsinore te enzimes ,dhe keshtu e pengon bashkeveprimin e qendres aktive te enzimes me substratin.KM eshte me e larte.
Me ndryshimin hapsinore NDRYSHON mjafte
QENDRA AKTIVE sa qe mund te lidhe dhe substratin , por kataliza kryhet me NGADAL . Vmax ESHTE E ZVOGELUAR
Si inhibitore te ketij grupi jane; jonet e Cu, Hg, Ag etj.te cilat ne forme reverzibile I lidhin gr. SH te tyre.
Te inhibimi jokonkurues mund te parqiten
forma te ndryshme te lidhjes se inhibitorit si;Lidhja e tij me kompleksin ESLidhja me E.
Inhibimi ireversibil enzimi mbetet INAKTIV. Ne perqenderime te medha te inhibitorit I
tere enzimi lidhet me inhibitorin me lidhje KOVALENTE .
Si inhibitor te tille jane; tetraetilpirofosfat, parationi ,te cilat inhibojne veprimin e acetil holinesterazes.
organofosfatet- inhibojne holinesterazen. cianuret ,CO, gazi sulfhidrik I inhibojne
enzimat si peroksidazen katalazen .
Mr.sci. Islam Zeqiri
biokimist
