ENZIMI 5 koenzimi

7/26/2019 ENZIMI 5 koenzimi

1/61

1

ENZIMI

VKoenzimi

Prof. dr Lejla Begi


2/61

2

Neki enzimi trebaj !omo drgi" mali" molekla ili jona tok kataliti#kog !ro$e%a

&ak'e molekle %e nazi'aj koenzimi !ri #em o'aj termin ima(ire zna#enje

Koenzimi %e mog %matrati %!e$ijalnom kla%om %!%trata tj.%ekndarnim %!%tratima bdi %e "emij%ki mijenjaj kaorezltat enzimat%kog djelo'anja

)oto'o %'i koenzimi %adr*e fo%fatn ki%elin+odn. nkleotide

Mnogi koenzimi 'ezani % %a "idro%olbilnim 'itaminima

Koenzimi+'od


3/61

,

Koenzimi+'od

Vitamin Koenzim ReakcijaTiamin (B1) Tiamin pirofosfat

(TPP)Aktivacija i transferaldehida

Riboflavin (B) !"#$ !A% &ksidacija'redkcija

#iacin (B) #A%*$ #A%P* &ksidacija'redkcija

Pantotenska kiselina (B+) Koenzim A (,oA) Aktivacija i transfer acilne-rpe

Piridoksin (B.) Piridoksal fosfat(P/P)

Razli0ite reakcije kojeklj0j aktivacijaminokiselina

Biotin () Biotin ,&aktivacija i transfer

/iponska kiselina /ipoamid Aktivacija acil -rpa$oksidacija'redkcija

!olna kiselina Tetrahidrofolat (2!) Aktivacija i transfer ,1fnkcionalnih -rpa

Vitamin B1

Adenozil kobalamin$ metilkobalamin

3zomerizacije i transferimetilne -rpe


4/61

-

Koenzim *em %mi%l !red%ta'lja organ%k molekl koja %ere'erzibilno i laba'o 'e*e za !rotein%ki dio enzima

Pro%teti#na gr!a !red%ta'lja organ%k molekl koja %eire'erzibilno 'e*e na enzim

%no'na razlika izme/ koenzima *em %mi%l i !ro%teti#negr!e je na#in 'ezi'anja na enzim0 te me"anizm #e(a kataliti#kom !ro$e%

Koenzimi+'od


5/61

Koenzim %e 'ezje laba'o i re'erzibilno !tem neko'alentni" 'eza

Koenzim %e obna'lja tok katalize naj#e(e %djelji katalizi d'ij razli#iti" bio"emij%ki" reak$ija

Primjer gli$eralde"id+,+fo%fat de"idrogenaza

Po%jedje jako 'ezje mje%to za ok%idirani oblik koenzima N345N3467

Nakon ok%ida$ije %!%trata0 red$irani oblik N348 na!(ta enzim

9eok%ida$ija N348 %e 'r(i z !omo drgog elektron+ak$e!tor%i%tema

Koenzimi+'od


6/61

:

Pro%teti#na gr!a %'oje #e(e kataliti#kom !ro$e%i%!olja'a %klo! jednog enzima0 ali reak$iji %a d'arazli#ita %!%trata

Primjer ok%idaze aminoki%elina 3minoki%elina 6 ;34< iminoki%elina 6 ;3482 ;34826 2< 8226 ;34

3minoki%elina i ki%ik % d'a razli#ita %!%trata

Koenzimi+'od


7/61

=

Koenzimi+!odjela

3 Koenzimi oksidoredktaza

Nikotinamid adenin dinkleotid N346

Nikotinamid adenin dinkleotid fo%fat N34P6

;la'in mononkleotid ;MN

;la'in adenin dinkleotid ;34

>bikinon koenzim ?

@tani#ni "emini+$ikli#ki tetra!iroli

Li!on%ka ki%elina Li!@2

Aeljezo+%m!or !roteini ;e+@ !roteini


8/61

Koenzimi+!odjela

33 Koenzimi prenosioci -rpa (transferaza)A

3denozin trifo%fat + 3&P Preno%i fo%fate i 3MP

@lfat fo%foadenilne ki%eline + P3P@ Preno%i %lfat

Piridok%al fo%fat C PLP Preno%i amino gr!

Ditidin difo%fat C D4P Preno%i fo%foril "olin i %rodne gr!e

>ridin difo%fat C >4P Preno%i (eere0 ronate


9/61

Koenzimi+!odjela

33 Koenzimi prenosioci -rpa (transferaza)B ' prenosioci ,1 jedinica

@+adenozil metionin + @3M Preno%i metiln gr!

&etra"idrofolna ki%elina C 8- folat Preno%i formilne0 "idrok%imetilne0metilen%ke0 metenilne0 formimino gr!e

Biotin Preno%i karbok%iln gr!

Metil kobalamin+ B12 koenzim Preno%i metiln gr!


10/61

1F

Koenzimi+!odjela

33 Koenzimi prenosioci -rpa (transferaza)

, ' prenosioci , jedinicaKoenzim 3+ Do3 Preno%i a$etilne 5a$ilne7 gr!e

&iamin difo%fat + t!! Preno%i D2+alde"idne gr!e


11/61

11

Koenzimi+!odjela

333 Koenzimi liaza4 izomeraza i li-aza

>ridin difo%fat C >4P Izomeriza$ija (eera

B12 koenzim 9eak$ije !regradnje

&iamin difo%fat + t!! 4ekarbok%ila$ija

Piridok%al fo%fat C PLP 4ekarbok%ila$ija

3&P @'e ligaze

Biotin Karbok%ila$ija


12/61

12

Koenzimi+!odjela

8idrolaze nemaj koenzime.


13/61

1,

Koenzimi ok%idoredktaza

Nikotinamid koenzimi N346i N34P6

Koenzimi de"idrogenaza koje katalizirajde"idrogeniranje !rimarne ili %ekndarne alko"olne

gr!e

N346 i N34P6 % akti'ni obli$i 'itamina B,

Me"anizam djelo'anja

Prijeno% 'odika oblik "idridnog iona 58+7 %a %!%trata na D-atom !iridin%kog!r%tena0 !ri #em N atom gbi !oziti'ni naboj


14/61

1-



@tereo%!e$ifi#no%t reak$ije !rijeno%a 8+ %!%trat !rilazimolekli N346 %a jedne %trane i !redaje 8+G 8+koji %e %a

N348 !redaje drgom %!%trat !oti#e %a drge %trane!iridin%kog !r%tena molekle N348

;iziolo(ki zna#ajN346HN348 redok% %i%tem !reno%i elektrone %a

%!%trata na enzime re%!iratornog lan$aN34P6HN34P8 redok% %i%tem %l*i kao donor 8 atoma redkti'nim bio%intezama


15/61

1


N346i N34P6



16/61

1:

D&P je %trktrno razli#it od %!%trataD&P %e ne 'e*e na akti'o mje%to enzima

D&P %e 'e*e na alo%teri#ko+reglatorno mje%to enzima

D&P je alo%teri#ki in"ibitor

Nikotinamid koenzimi N346



17/61

1=


;la'in%ki koenzimi ;346i ;MN6


18/61

1


;la'in%ki koenzimi ;346i ;MN6

Me"anizam djelo'anja re'erzibilni !rijeno% 2

elektrona i 2 !rotona

Izoalok%azin%ki !r%ten !rimanjem 1 !rotona i 1elektrona !relazi form %emikinona 5;348.7G!rimanjem jo( 1 elektrona i 1 !rotona !relazi form "idrokinona 5;34827

;34 i ;3482 %djelj mnogim reak$ijama5%k$inat de"idrogenaza0 a$il+Do3 de"idrogenaza7


19/61

1

Koenzimi ok%idoredktaza;la'in%ki koenzimi ;346i ;MN6


20/61

2F


;e1@FDJ%-$entar1 ;e 6 - $i%tein%kao%tatka

5eljezo'smpor proteini5eljezo'smpor proteini


21/61

21


;e2@2DJ%-$entar2 ;e 6 2 anorgan%ka%lfida 6 - $i%tein%kao%tatka



22/61

22

;e-@-DJ%-$entar

- ;e 6 -anorgan%ka%lfida 6 -$i%tein%ka o%tatka




23/61

2,


Koenzim ? 5?1F7

4gi li!ofilnibo#ni lana$ od 1Fizo!renoidni"

jedini$a

Po%t!ni !rijeno%2 !rotona i 2elektrona

KinoniKinoni


24/61

2-


6tani0ni hemini6tani0ni hemini'cikli0ni tetrapiroli'cikli0ni tetrapiroli


25/61

2


,ikli0ni tetrapiroli,ikli0ni tetrapiroli

Dito"rom $ i $1@trktra "ema i%ta kao 8bProtein%ki dio i "em 'ezanitioetar%kom 'ezom

e%to koordina$ij%ko mje%to za@ metionina 5ne reagira %a 20DN i D7

8em 3 %trktri $ito"roma a

i a,4'a bo#na lan$a %modifi$irana.;arnezilni o%tatak i formilnagr!a


26/61

2:

Koenzimi ok%idoredktaza/ipoi0na (liponska) kiselina i lipoamid/ipoi0na (liponska) kiselina i lipoamid

:0+ditiooktanoi#na ki%elina

3kti'ni dio $ikli#ni di%lfid kojire'erzibilno !relazi di"idro oblik


27/61

2=


Pro%tet%ka gr!a enzimadi"idroli!oat tran%a$etilazekarbok%ilna gr!a %e 'ezje nalizin%ki o%tatak enzima

amidnom 'ezom0 !a na%tajeli!oamid

&ran%fer akti'irane D2jedini$e%a &PP na @+atom na !ozi$iji

li!oamida rezltira ok%ida$ijomD2jedini$e0 a redk$ijomdi%lfida


28/61

2


&ksidacijska dekarboksilacija pirvata&ksidacijska dekarboksilacija pirvata


29/61

2

Koenzimi !reno%io$i gr!a

3&P kao koenzim za !rijeno% gr!a3&P kao koenzim za !rijeno% gr!a

Koenzimi D1 metabolizma 58- folat0 biotin7Koenzimi D1 metabolizma 58- folat0 biotin7

Koenzimi D2metabolizma 5Koenzim 3 + Do30 tiaminKoenzimi D2metabolizma 5Koenzim 3 + Do30 tiamin!irofo%fat+&PP7!irofo%fat+&PP7


30/61

,F


ATP kao koenzim za prijenos -rpaATP kao koenzim za prijenos -rpa


31/61

,1

@!oj %a 'i%okim !oten$ijalom za !rijeno%@!oj %a 'i%okim !oten$ijalom za !rijeno%fo%fatne gr!efo%fatne gr!e

Enzimi kinaze kataliziraj !rijeno% fo%fatneEnzimi kinaze kataliziraj !rijeno% fo%fatnegr!e %a 3&P+a 5donor7 na alko"oln0gr!e %a 3&P+a 5donor7 na alko"oln0karbok%iln ili g'anidino gr! 5ak$e!tor7karbok%iln ili g'anidino gr! 5ak$e!tor7

4rga 'a*na fnk$ija kinaza je%te %inteza4rga 'a*na fnk$ija kinaza je%te %inteza3&P+a iz 34P+a i energijom bogatog 'ezanog3&P+a iz 34P+a i energijom bogatog 'ezanogfo%fata 5fo%forila$ija na ni'o %!%trata7fo%fata 5fo%forila$ija na ni'o %!%trata7

Koenzimi !reno%io$i gr!aATP kao koenzim za prijenos -rpaATP kao koenzim za prijenos -rpa


32/61

,2

Moge reak$ijeMoge reak$ije

1. nkleofilni na!ad 8+gr!e alko"ola na P atom 3&P+a koji je najdaljeniji1. nkleofilni na!ad 8+gr!e alko"ola na P atom 3&P+a koji je najdaljenijiod D atoma riboze. Na%taj e%tar fo%fatne ki%eline i 34P. 9eak$ija kinaza.od D atoma riboze. Na%taj e%tar fo%fatne ki%eline i 34P. 9eak$ija kinaza.

2. nkleofilni na!ad 8+gr!e alko"ola na %rednji P atom 3&P+a. Na%taj e%tar2. nkleofilni na!ad 8+gr!e alko"ola na %rednji P atom 3&P+a. Na%taj e%tardifo%fatne ki%eline i 3MP. Pre'o/enje riboza fo%fata P9PP++fo%foribozil 1+difo%fatne ki%eline i 3MP. Pre'o/enje riboza fo%fata P9PP++fo%foribozil 1+difo%fatdifo%fat

,. nkleofilni na!ad 8+gr!e na P atom 3&P+a koji je najbli*i D atom,. nkleofilni na!ad 8+gr!e na P atom 3&P+a koji je najbli*i D atomriboze. Na%taj die%tar fo%fatne ki%eline i !irofo%fat. 59. nkleotidil tran%ferazariboze. Na%taj die%tar fo%fatne ki%eline i !irofo%fat. 59. nkleotidil tran%feraza!ri %intezi nklein%ki" ki%elina.7!ri %intezi nklein%ki" ki%elina.7

-. nkleofilni na!ad D-. nkleofilni na!ad D++na P atom 3&P+a koji je najbli*i D atom riboze.na P atom 3&P+a koji je najbli*i D atom riboze.Na%taj a$iladenilat i !irofo%fat 5akti'a$ija aminoki%elina7Na%taj a$iladenilat i !irofo%fat 5akti'a$ija aminoki%elina7

. nkleofilni na!ad @ atoma metionina na D atom riboze. Na%taj @+. nkleofilni na!ad @ atoma metionina na D atom riboze. Na%taj @+adenozil metionin0 !irofo%fat i fo%fatadenozil metionin0 !irofo%fat i fo%fat



33/61

,,


9eak$ija adenilat $iklaze+intramoleklarna !rijeno%nareak$ija


34/61

,-


>4P+>4P glkoza>4P+>4P glkoza

D4P+D4P "olinD4P+D4P "olin3kti'ni %lfat+fo%foadenozin fo%fo%lfat3kti'ni %lfat+fo%foadenozin fo%fo%lfat


35/61

,

Koenzimi !reno%io$i gr!aKoenzimi ,1 metabolizmaKoenzimi ,1 metabolizma

D1 jedini$a fragment molekle koji %adr*i 1 DD1 jedini$a fragment molekle koji %adr*i 1 Datomatom

Na%taj ok'ir intermedijernog metabolizmaNa%taj ok'ir intermedijernog metabolizma

3minoki%eline %erin0 gli$in i metionin 'a*ne 3minoki%eline %erin0 gli$in i metionin 'a*ne metabolizm D1 jedini$ametabolizm D1 jedini$a

D1 jedini$e metilna gr!a0 "idrok%imetilnaD1 jedini$e metilna gr!a0 "idrok%imetilnagr!a0 formilna gr!a0 formimino gr!a0gr!a0 formilna gr!a0 formimino gr!a0karbok%ilna gr!akarbok%ilna gr!a


36/61

,:

Koenzimi !reno%io$i gr!aKoenzimi ,1 metabolizma'6 adenozil metioninKoenzimi ,1 metabolizma'6 adenozil metionin

3kti'ni metil+koenzim za!rijeno% metilne gr!e

@inteza kreatina


37/61

,=

Koenzimi ,1 metabolizma ' tKoenzimi ,1 metabolizma ' tetrahidrofolna kiselina

Broj gltamin%ki" o%tataka 'arira od , do ili 'i(e!o'ezani" !e!tidnom 'ezom koja klj#je gama+karbok%iln gr!



38/61

,

Aktivacija folne

kiseline: adicija etiri

H atoma na

pozicijama 5,6,7,i 8

pteridinskog prstena,

uz katalitikodjelovanje folat

reduktaze (A!"#$


Koenzimi ,1 metabolizma ' tKoenzimi ,1 metabolizma ' tetrahidrofolna kiselina


39/61

,

"rijenos %"rijenos %&&

jedinice uzjedinice uz

pomo' Hpomo' H))

folatafolata


40/61

-F

Ciklini derivaturee, vezan sa

tiofanom

Aktivni dio: N

atom na poziciji 1


Koenzimi ,1Koenzimi ,1metabolizma 'metabolizma 'Biotin


41/61

-1

*iotin je vitamin i prostetska grupa enzima kar+oksil transferaza(acetil %oA kar+oksilaza, piruvat kar+oksilaza, kar+amoil fosfatsintetaza $

-ovalentno vezan za enzim preko amino atoma lizina

.loga: prijenos kar+oksilne grupe

. toku katalitikog me/anizma nastaje intermedijer kar+oksi)+iotin)enzim

-ar+oksilacija +iotina, uz istovremenu /idrolizu A0", pokre'ereakciju kar+oksilacije supstrata




42/61

-2

Me"anizam kataliti#kogdjelo'anja biotina

!va katalitika mjesta iprotein nosa +iotina u

strukturi kar+oksil transferaza




43/61

-,

"ehanizam kataliti0ko- djelovanja biotina




44/61

--


Koenzimi , metabolizma 'Koenzimi , metabolizma 'Koenzim A (,oA)


45/61

-

*io/emijska uloga: prijenos acetilnog ostatka

Acetil)%oA je aktivirani acetat (tioestar %oA i acetatne kiseline$

1eakcije aktiviranog acetata:

&2 reakcije na kar+onilnoj grupi acetata: nukleofilni napad 3 ili atoma druge molekule, pri emu nastaju esteri ili amidi

42 reakcije na metilnoj grupi acetata: eliminacijom protonanastaje reaktivni kar+anion (%)$ koji moe reagirati sakar+onilnom ili kar+oksilnom grupom druge molekule, te sestvara %)% veza(sinteza citrata$2


Koenzimi , metabolizma 'Koenzimi , metabolizma 'Koenzim A (,oA)


46/61

-:

Piridoksal fosfat (PLP)

iamin pirofosfat (PP)

!o"alamin koenzimi

#iotin

Koenzimi liaza0 izomeraza i ligaza


47/61

-=

Piridoksal fosfat (P/P)

"iridoksal fosfat uestvuje u razliitim

reakcijama na , i % atomu aminokiselina

1eakcije na % atomu ukljuuju reakcije

racemizacije (izomerizacije 9 i !

aminokiselina$ i transaminacije)transferaze

1eakcije dekar+oksilacije)liaze



48/61

-

Koenzimi liaza0 izomeraza i ligazaPiridoksal fosfat (P/P)


49/61

-

"9" je prostetska grupa

aminotransferaza2

"9" je vezan u aktivnom

centru enzima putemnekovalentni/ interakcija i

kovalentnom vezom

(c/iff)ova +aza$2

c/iff)ova +aza nastaje

izmedju ;)amino grupe

lizina aktivnog centra

enzima i alde/idne grupe

"9")a2




50/61

F

&p7a reakcije transaminacije




51/61

1

*io/emijska uloga: koenzim u*io/emijska uloga: koenzim u

reakcijamareakcijama

dekar+oksilacije keto)kiselinadekar+oksilacije keto)kiselina

astaje iz vitamina *astaje iz vitamina *&&

preno


52/61

2

=e/anizam djelovanja: disocija+ilni H atom na %=e/anizam djelovanja: disocija+ilni H atom na %44tiazola, pri emu nastajetiazola, pri emu nastaje

kar+anion koji stupa u reakciju sa kar+onilnom grupom (neoksidativnakar+anion koji stupa u reakciju sa kar+onilnom grupom (neoksidativna

dekar+oksilacija$dekar+oksilacija$

Tiamin pirofosfat (TPP)


K i i li i i li


53/61

,

*io/emizam

katalitikog

djelovanja 0""(dekar+oksilacija

piruvata u

acetalde/id)

Tiamin pirofosfat (TPP)


K i i li i i li


54/61

-

Kobalamin koenzimi

B12 koenzimi metil+kobalamin i adenozil+kobalamin

@trktra deri'ati 'itamina B12

B12 koenzimi imaj ili metiln ili adenoziln gr! 'ezan zaDo0 (to je !r'a !oznata metaloorgan%ka 'eza metabolizm

> metabolizm %i%ara0 od'ijaj %e %amo d'ije reak$ije !ri%%t' B12 koenzimi

1. @inteza metionina iz "omo$i%teina 5metil+kobalamin7

2. Izomeriza$ija L+metilmalonil+Do3 %k$inil+Do3 5+adenozil+kobalamin


K i i li i i li


55/61

%ijanoko+alamin: %o je

koordiniran sa tetrapirolovim

prstenom nazvanim korinski

prsten

a %o moe +iti vezana voda,cijanid ili /idroksilna grupa

"risustvo %o i amidni/ veza

(naziv cijanoko+alamin$


Kobalamin koenzimi



56/61

:

5>deoksi)

adenozilko+alamin:

=etaloorganska veza

izmedju %o?#i 5>% atoma

deoksiri+oze


Kobalamin koenzimi



57/61

=

Pre'odjenje !ro!ionil+

Do3 %k$inil+Do3Izomeriza$ija


Kobalamin koenzimi

K i i li i i li


58/61

6inteza metionina iz homocisteina=etil)ko+alamin je koenzim enzima metionin sintaze koja

katalizira sintezu metionina iz /omocisteina2 3slo+odjeni *&4

reagira sa novom molekulom 5)metil)0H@2

Koenzimi liaza0 izomeraza i ligazaKobalamin koenzimi

K i i li i i li


59/61

6intezametionina izhomocisteina

$idroksiko"alamin rea%ira sa N&'metil'$, pri emu

nastaje metil'ko"alamin i $ *eakcija je veoma va+na jer

se vri re%eneracija $

Koenzimi liaza0 izomeraza i ligazaKobalamin koenzimi

K i i li i i li


60/61

:F

Biohemizam perniciozne anemije

"erniciozna anemija nastaje usljed deficita vitamina *&4koji je,opet, uzrokovan insuficijentnom sekrecijom intrinsikog faktora

ntrinsiki faktor je glikoprotein kojeg lui sluznica eluca i kojikomleksira vitamin *&4i tako olak


61/61

:1

?2 o+zirom da je metionin sintaza jedini enzim u sisara

koji djeluje na 5)metil)0H@, smanjenje njene intracelularne

aktivnosti uzrokuje akumulaciju 5)metil)0H@

2 Dotovo sav folat postaje uskladi

Documents

ENZIMI 5 koenzimi