Classe 3: idrolasi. Prof. G. Gilardi - Biological Chemistry

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Raimonda Di Giacomo
6 anni fa
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1 Classe 3: idrolasi Le idrolasi in maggior parte o non hanno un gruppo prostetico o hanno solo un metallo di transizione( che destabilizza)? in tutti i casi: favorita l introduzione dell acqua come reagente. Sono reazioni di pseudoprimordine (attività dell acqua è sempre molto più alta di quella dei prodotti). 1

2 Funzionalmente le idrolasi si possono classificare: Idrolasi + Extracellulari + Endocellulari 2

3 IDRLASI EXTRACELLULARI-ENDCELLULARI EXTRACELLULARI : ambiente in cui agiscono molte idrolasi? esocitate in vescicole di plasmalemma; degradazione del mezzo ambiente per assunzione di sostanza semplice (sono riversate al di fuori della cellula). Cellule eucariote specializzate la producono. Es.: cellule dell apparato digerente. ENDCELLULARI : vescicole lisosomiali : entrano in funzione quando il lisosoma diventa accessibile al materiale nella cellula o diventa vacuolo digerito o si fonde con strutture endocellulari che vengono poi degradate. 3

4 END- E ES- ENZIMI + Endoenzimi Idrolasi + Esoenzimi ENDENZIMI : endoglicosidasi, endopeptidasi. Aggrediscono la molecola in posizioni lontane dai terminali ma esposte per la struttura terziaria della molecola polimerica. ESENZIMI : attacco a un terminale e poi procedono per esaurimento. 4

5 Proenzimi Molte idrolasi sono prodotte come proenzimi inattivi. Il proenzima è tale perchè nella sua struttura terziaria un braccio di diversa lunghezza viene a coprire un sito attivo (è un segmento peptidico). Il passaggio proenzima? enzima attivo per rimozione del braccio (spontanea, per autolisi o catalizzato da altri fattori enzimatici). 5

6 ESTERASI gruppo delle idrolasi? ESTERASI esteri di: - ac. Carbossilici (? lipidi) R C R - ac. Fosforico (? composti come fosfolipidi o in acidi nucleici o in composti fosforilati che sono intermedi metabolici) - P - le esterasi destabilizzano il legame estereo o per semplice protonazionedeprotonazione (R aa che trasferiscono + :? p ideale o gruppi sulfidrilici o più spesso residuo... dell istidina) oppure con metallo di transizione. - 6

7 Meccanismo di azione: protonazione Protonazione : è protonato l del legame estereo. La comparsa del catione sull promuove una ridistribuzione e- di legame? interruzione del legame estereo, la comparsa del catione sul C carbossilico su cui si lega l - dell acqua? addizione d acqua. R C R R C R C R R 7

8 Meccanismo di azione: metallo Metallo : è riconosciuto anche qui l del legame estereo.? trasformazione del legame dativo in covalente a spese del legame fra la componemte acida e quella alcolica e sulla componente acida si ha di nuovo addizione dell acqua (-) del mezzo. R C R Me-Enzima R C + - R Me-Enzima Questo vale anche per altri acidi es.? il residuo acido è sempre staccato in forma cationica e su di esso si addizionano gli - del mezzo. - P

9 Lipasi e fosfatasi tra queste estarasi sono importanti le LIPASI che idrolizzano i lipidi liberando alcoli e acili a lunga catena, sono importanti le FSFATASI (es. Fosfomonoesterasi che staccano R fosforici, questi non si dividono in eso e endoenzimi). 9

10 Nucleasi NUCLEASI : scindono legame fosfodiesterei.? endonucleasi? esonucleasi Le endonucleasi sono RIB e DESSSIRIBNUCLEASI che scindono il legame fosfodiestereo lontano dai terminali e riconoscono queste posizioni di scissione in base a uno o più basi coinvolte nel legame (es. Endonucleasi di restrizione). Esonucleasi: staccano i nucleotidi partendo da un terminale? a esaurimento staccano un R per volta. Endonucleasi : proenzima? enzima attivo. (ribo e desossiribonucleasi sono prodotti come proenzimi con un R peptidico che copre il sito attivo e che sarà rimosso dall ambiente esterno? il p e gli ioni che ne condizionano l attività (metalli cofattori) promuovono una transizione per cui il frammentocambia, spazialmente, orientamento? maggiore ingombro sterico e si stacca per idrolisi spontanea? adesso si ha enzima attivo che può degradare il substrato che ha a disposizione. 10

11 Glicosidasi GLICSIDASI : agiscono su legami glicosidici? endonucleasi? esonucleasi Ci saranno endo ed esoglicosidasi. Le END riconoscono solo i polisaccaridi ramificati (quelli di riserva e che portano delle catene laterali) GLICGEN AMILPECTINA(vegetale) NR R 11

12 Polisaccaridi ramificati La struttura non è cosi piatta ma è arrotondata. I legami si hanno fra posizione 6 della catena pricipale e 1 della catena laterale. Queste ramificazioni sono molto fitte (ogni 3 o 4 glucosi delle catene principali), hanno un numero vario di elementi (circa 10). Nelle amilopectine le catene laterali hanno fino a elementi e sono più radi (ogni elementi della catena principale). 12

13 Meccanica di scissione: protonazione La meccanica di scissione del legame glucosidico? destabilizzazione per protonazione o con un metallo di transizione. Protonazione? è protonato l del legame glicosidico? riaggiustamento della distribuzione dei legami dovuto al catione con interazione del legame glicosidico e trasferimento del catione sul gruppo glucosidico. Si mette in liberta il residuo alcolico mentre sul gruppo glicosidico si ha addizione di - dal mezzo , 4 α

14 Meccanica di scissione: metalloproteine Metalloproteine Es glicosidasi Mn. Il Mn si unisce con legame dativo all del legame glucosidico. Si ha un aumento di una delle covalenze del Mn che avviene a spese del legame -gr glucosidico. Ancora C glucosidico + con addizione di Mn-Enzima Mn-enzima 14

15 Endoglicosidasi Se consideriamo le endoglicosilasi (solo sui polisaccaridi ramificati possono agire)? il riconoscimento del legame è legato a condizioni steriche di interazioni sito attivo e siti accessibili della molecola. Solo alcune posizioni vengono riconosciute e quindi scisse. Polisaccaridi ramificati (glicogeno o amilopectina)si degradano a destrine che a loro volta sono attaccate e danno oligosaccaridi ancora con struttura terziaria e poi disaccaridi. endoe endoe endoe PSrr? DESTRINE? LIGSACCARIDI? DISACCARIDI Anche le endoglicosidasi riconoscono specificatamente il legame a- glicosidici. 15

16 Prodotti dell idrolisi A seconda del punto in cui si ha la scissione possiamo avere alla fine: - il maltosio se l unità disaccaridica riguarda due unità di glucosio legate con legame l isomaltoso : punto in cui le due unità disaccaridiche sono legate da 1-6.? piccole quantità di maltotrioso ( oligosaccaride) che si realizza quando le scissioni hanno riguardato 2 glucosi 1-4 più una ramificazione? questa non ha più struttura terziaria e quindi non è più riconosciuta da un endoenzima. N.B. esistono anche a-polisaccaridi a catena lineare, su questi (amilosi) agiscono delle esoglicosidasi 16

17 Esoglicosidasi Su amilosi : esoenzimi agiscono sulle catene lineari. Esoglicosidasi: sito attivo ospita e riconosce il terminale non riducente? viene riconosciuto e scisso il penultimo legame glicosidico partendo dal terminale non ridotto. Scissione con liberazione di maltosio (o per protonazione o con metallo) via via lungo la catena ad esaurimento. N.R. N.R. 17

18 Glicosidasi α-amilasi (TUTTE LE CELL.) endo (danno disaccaridi e polisaccaridi) P.RAMIFICATI Glicosidasi α-glicosidasi (a-legami) ßamilasi (PRCARITI,FUNGI alcuni vegetali) eso P. LINEARI β-glicosidasi (ß-legami) ESENZIMI (dal N.R. staccano 1 disaccar x volta) cellulasi? cellobio emicellulasi? xiloso+xiloso con ßlegame jalunoridasi? periodo di ident ac. Uronico 1,3 amminomonosacc 18

19 ß-glicosidasi I polisaccaridi ß sono a lunga vita: cellulose e emicellulose (vegetali) o mucopolisaccaridi (animali). Sono legati in modo lineare con legami 1,4 o 1,3. Le ß-glicosidasi (Nome tecnico: glucanoidrolasi) siccome sono esoenzimi, riconoscono solo i terminali non riducenti e anch essi destabilizzano il penultimo legame glucosidico della catena dal t. N.R.? riconoscono e staccano un periodo di identità (disaccaridi). 19

20 α glicosidasi α glicosidasi (soprattutto a-amilasi) possono essere intra o extra. es amilasi del pancreas. 20

21 Peptidasi Scindono elettivamente i legami peptidici ENDPEPTIDASI: scissione di grosse molecole attaccate lontano dai terminali ESPEPTIDASI: attaccano un terminale (amino- o carbossi- e staccano 1 aa alla volta fino ad esaurimento Esistono anche le dipeptidasi che scindono i dipeptidi Le peptidasi possono inoltre essere: endocellulari (o catepsine) presenti nei lisosomi esocellulari, secrete in vescicole che si fondono col plasmalemma e vengono esocitate. C N 21

22 Proteasi ad acido aspartico + is C N C-Glu Asp Enzima C + is N C-Glu Asp Enzima 1 frammento liberato C + is N - C-Glu Asp Enzima - 22

23 Proteasi ad acido aspartico C + C + + C + N - Enzima + C Asp Glu-Enzima C + Asp Glu-Enzima C Asp Glu-Enzima +. N. N- + N 2 2 frammento liberato 23

24 Proteasi a serina 1 frammento liberato C + N C N + C + N 2 C-Ser Enzima is 2 C-Ser Enzima is C + C 2 -Ser-Enzima 24

25 Proteasi a serina C + C 2 -Ser-Enzima - C + C 2 -Ser-Enzima C + C 2 -Ser-Enzima C 2 frammento liberato 25

26 Esopeptidasi: Zn-enzimi C N + C - N + C 2 N Zn-enzima Zn-enzima Zn-enzima 26

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