Casi più complicati. inibizione mista (competitiva e non competitiva)

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1 Casi più complicati inibizione mista (competitiva e non competitiva) reazioni reversibili reazioni a più substrati effetto del ph

2 inibizione mista (competitiva e non competitiva) K I K I E + I EI ES + I IES K I < K I K I > K I Sia K m che V max sono influenzati dalla presenza dell inibitore

3 ENZIMI ALLOSTERICI: non seguono la cinetica Michaelis-Menten il legame del substrato all enzima modifica il legame ad altri siti Forme T ed R +attivatore inibitore allosterico si lega preferibilmente a T attivatore allosterico si lega preferibilmente a R fes solo substrato + inibitore fes=[es]/e tot =V/V max [S] mm

4 Sviluppo di farmaci Acido acetilsalicilico

5 Un farmaco ha spesso come bersaglio un enzima o un recettore IC 50 =concentrazione di farmaco (=inibitore) che riduce la risposta di attività del 50%

6 La concentrazione di un farmaco nel suo sito bersaglio è funzione della velocità di assorbimento (biodisponibilità orale), di distribuzione (compartimento bersaglio), di metabolismo e di escrezione

7 Regolazione dell attività enzimatica Controllo dell attività 1. Inibitori 2. Regolazione Allosterica 3. Modificazione Covalente reversibile 4. Attivazione proteolitica Controllo della disponibilità dell enzima Controllo a livello del substrato

8 Controllo della disponibilità dell enzima La quantità di un dato enzima nella cellula dipende sia dalla sua velocità di sintesi, sia dalla sua velocità di degradazione. Queste velocità sono controllate dalla cellula Controllo a livello del substrato esochinasi D-glucosio + ATP D-glucosio-6-fosfato + ADP La velocità di reazione di D-glucosio è proporzionale [D-glucosio], una elevata concentrazione di substrato tende a far avvenire la reazione. Una elevata concentrazione di prodotto favorisce invece la reazione inversa

9 Controllo dell attività catalitica regolazione a feedback Le vie metaboliche assomigliano a catene di montaggio Feedback negativo Substrato iniziale metaboliti intermedi Attivazione del precursore Feedback positivo Prodotto finale Un aumento del prodotto E ha come conseguenza una diminuzione della sua formazione. Bloccando il primo step si evita l accumulo di intermedi Feedback negativo

10 Controllo dell attività modificazioni covalenti: alcuni enzimi rimangono inattivi fino a quando vengono trasformati in forme attive altri vengono inattivati da trasformazioni Ex. fosforilazione di una serina

11 per la cellula una glicogeno fosforilasi continuamente attiva non sarebbe vantaggiosa consumo riserve glucosio!! La possibilità di mobilitare glucosio da glicogeno deve essere a risposta veloce fosforilasi b (poco attiva) fosfatasi fosforilasi chinasi fosforilasi a (attiva) risposta a cascata in seguito allo stimolo ormonale (adrenalina e glucagone) la fosforolasi b è potenzialmente attiva ed è regolata allostericamente da ATP e glucosio (inibitori) e AMP (attivatore)

12 glicogeno fosforilasi

13 glicogeno fosforilasi regolazione con modificazione covalente Fosforilasi a +P Fosforilasi b -P regolazione con effettori allosterici inibitori: ATP, G6P, glucosio; attivatore AMP)

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15 dimero della fosforilasi a Ser-14 fosforilata

16 fosforilasi b AMP Sito attivo più accessibile Ansa che impedisce l ingresso al sito attivo

17 controllo allosterico diretto della glicogeno fosforilasi ATP, G6P, AMP, glucosio: effettori allosterici ATP, G6P inibiscono la fosforilasi b AMP attiva la fosforilasi b glucosio inibisce la fosforilasi a

18 MODIFICAZIONE COVALENTE

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20 Proteina-chinasi camp-dipendente fosforilasi chinasi meno attiva fosforilasi chinasi più attiva glicogeno fosforilasi b glicogeno fosforilasi a Fosfoproteina fosfatasi-1

21 Zimogeni: forme neo-sintetizzate delle proteasi Scissioni autocatalitiche

22 Asp 194 interagisce con il nuovo N-terminale della Ile 16 dopo la scissione proteolitica Negli zimogeni la stabilizzazione dello stato di transizione è ridotta. L attivazione comporta la corretta formazione della tasca e del sito relativo allo stato di transizione tetraedrico (legami a H nel buco ossianionico)

23 1) Un enzima dei primi stadi nell ossidazione dell acido palmitico è il palmitoil-coa-deidrogenasi (PCDH). Hai isolato e purificato l enzima da fegato di topo e hai fatto uno studio cinetico utilizzando come substrato il palmitoil-coa e una concentrazione di enzima pari a 0.01 mm. I risultati che hai ottenuto per la misura della velocità iniziale in funzione della concentrazione di substrato sono riportati nella tabella: Stimare il valore di k cat e K M. [Palmitoil-CoA, mm] Velocità (mm min -1 ) 1/[S] 1/vo

24 1. Quale dei due enzimi riportati in tabella come A e B catalizza la reazione a velocità maggiori a bassa concentrazione del substrato e quale alle più elevate concentrazioni? Enzima [Substrato] V max K M mm mmsec -1 mm A A B B

25 1) La seguente tabella presenta le velocità v 0 (µ M/sec), alle quali un enzima converte il suo substrato a prodotto. La reazione 1 (R1) è la reazione non inibita e le R2 e R3 rappresentano i dati raccolti in presenza di due inibitori differenti, ciascuno presente in concentrazione 10 mm. Assumendo che la concentrazione di enzima sia la stessa nelle tre reazioni, determinare K m e V m per l enzima e per ciascun inibitore determinare K i e il tipo di inibizione. [S] mm v, R1 v, R2 v, R