אנזימיםאנזימים

::מצגת זו כוללת את הנושאים הבאיםמצגת זו כוללת את הנושאים הבאים

.השפעת הטמפ' על פעילות אנזימטית

.השפעת ריכוז מצע על פעילות אנזימטית

.השפעת מעכבים על פעילות אנזימטית

בדיקת קצב פעילות אנזיםבדיקת קצב פעילות אנזים

ניתן לבדוק קצב פעילות אנזים בדרכים שונות:

לפי- ריכוז התוצר שנוצר ביח' זמן.1.

לפי- כמה מצע התפרק ביח' זמן.2.

ת ו ל

י ע פ

על ' פ

מט

ת ע

שפה

ת טי

מי נז

א

בדיקה ישירה ובדיקה עקיפהבדיקה ישירה ובדיקה עקיפה

זו בדיקה בשיטת הספקטרופוטומטריה : שיטה מבוססת על כך שלתוצר יש בליעה אופיינית למגיב. קיימת שאינה מסויים, גל באורך הוא התוצר ע"י האור של בבליעה עליה

ביחס ישר לריכוז התוצר.

יתרונות:נוחיות הבדיקהמקבלים מידע על קצב מהלך התגובה

תטי

מנזי

את

לועי

פעל

פ' מ

טת

עשפ

ה

זוהי בדיקה ישירהזוהי בדיקה ישירה

בדיקה ישירה ובדיקה עקיפהבדיקה ישירה ובדיקה עקיפה

,במידה ולתוצר אין בליעה שניתנת למדידהעם שיגיב צבע בעל ריאגנט להוסיף יש

התוצר ואותו לבדוק בספקטרופוטומטר.

תטי

מזי

אנת

לועי

פל

עפ'

מט

ת ע

פש

ה

זוהי בדיקה עקיפהזוהי בדיקה עקיפה

חסרון השיטה העקיפהחסרון השיטה העקיפה

לבצע וחייבים ישירה אינה שהיא זו בשיטה החסרון אותה בשני שלבים:

מגיבים את המצע עם האנזים לפרק בשלב ראשון – זמן מסויים ואז מפסיקים את התגובה.

שני )ריאגנט בשלב התוצר עם תגובה מבצעים – בליעה בודקים אז ורק למשל( צבע

בספקטרופוטומטר.

סירבול הבדיקהלא ניתן לדעת מה מתרחש במהלך התגובה

ת טי

מזי

אנת

לועי

פל

עפ'

מט

ת ע

פש

ה

הביקורות הנדרשות לבדיקה אנזימטית

מצע בלבד – כי קיים פירוק טבעי של 1.המצע.

אנזים בלבד – כי יתכן ולאנזים יש בליעה 2.(.Blankבפני עצמו. )מבחנת ה

ת טי

מזי

אנת

לועי

פל

עפ'

מט

ת ע

פש

ה

ישנם שתי בעיות לגבי השפעת :חימום על אנזים

אנזים1. פעילות על שונות טמפ' – השפעת בין ל Eהתגובה S בטמפרטורות נבדקת

Goשונות ומתקבל הגרף הבא

יציבות האנזים בטמפ' מסויימת לאורך זמן2.ה זה במקרה –E 'טמפ באותה ישהה

ורק 50)למשל שונים, זמן מעלות( לפרקי אח"כ יועבר למצע, והפעילות תתבצע הכי

.Eה- יעיל בטמפ' האופטימלית של

ת טי

מזי

אנת

לועי

פל

עפ'

מט

ת ע

פש

ה

Back

השפעת טמפ' על פעילות אנזימטית

השפעת ריכוז מצע על פעילות השפעת ריכוז מצע על פעילות אנזימטיתאנזימטית

השפעת ריכוז מצע על פעילות אנזימטיתהשפעת ריכוז מצע על פעילות אנזימטית

אינו יציב, וקשה מאד להוכיח את קיומו ESהתצמיד במעבדה. הוא יכול להתפרק בשתי דרכים:

לכוון המצע והאנזים.1.

ת לכוון התוצר והאנזים.2.לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

E + S ES P + E

חשיבות למידת המאפיינים הקינטיים של חשיבות למידת המאפיינים הקינטיים של ::האנזמיםהאנזמים

מנגנון פעולה

שליטה על פעולתם

הערכה כמותית של יעילות אנזים על סוגים שונים

של מצע.

.השוואה בין איזואנזימים על פעילותם באותו מצע

.הכרת ההשפעה של מולק' מעכבות על הפעילות

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

E + S ES P + Ek1

k2

k3

קטן יחסית ל K3מבין שלושת הקבועים שבנוסחה, K1 ו K2 ולכן נחשב כ"צוואר הבקבוק": קצב התגובה

לפי נקבע דבר של נקבע K3בסופו התגובה )קצב תמיד לפי השלב האיטי ביותר(

המצע ריכוז השפעת המתאר קצב [s]הגרף על גרף נקרא אנזימטית מנטןפעילות והוא מיכאליס

נראה כך:

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

ניתוח הגרף:ניתוח הגרף:

ניתן להבחין בגרף זה בשלושה קטעים:

משתנה Vתגובה מסדר ראשון: המהירות 1.ביחס ישר לריכוז המצע.

נשארת קבועה V: המהירות 0 תגובה מסדר .3למרות העלייה בריכוז המצע.

לסדר 0 קטע זה הוא תגובת ביינים בין סדר .2עליה עם עולה כאן התגובה קצב ראשון:

בריכוז אבל לא ביחס ישר.

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

00 תגובה מסדר תגובה מסדר 33הסבר לקטע הסבר לקטע ::

למצע להתקשר שיוכל אנזים מספיק אין מהווה מסויים בשלב ועולה. הולך שריכוזו כל במערכת. מגביל גורם האנזים ריכוז האתרים של האנזים רוויים במצע, ולמעשה מגיעים למקסימום פעילות אנזימטית שאינה

עולה למרות עלייה בריכוז המצע.

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

משוואת מיכאליס מנטןמשוואת מיכאליס מנטן

הסבר המשוואה:

Vמהירות התגובה האנזימטית -

[s]ריכוז המצע –

Vmaxקבוע –

Kmקבוע מיכאליס מנטן –

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

קיימים שלושה מקרים קיימים שלושה מקרים במשוואה:במשוואה:

S=Km הוא ריכוז המצע שבו ל : V= Vmax

S>>Km אין מגבלה במצע ולכן האנזים פועל :תלויה התגובה ומהירות פעילות במקסימום

בגרף(3.)קטע V=Vmax ואז Eרק בריכוז ה

S<<Km בריכוזים נמוכים של מצע קיים יחס : בגרף( 1 )קטע S ל Vישר בין

2

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

KmKm:הגדרה: הגדרה

עבור קבוע ערך הוא מנטן מיכאליס קבוע בריכוז תלוי ואינו מסויימים. ומצע אנזים

האנזים.

חצי הוא האנזים פעילות שבו המצע ריכוז Vmax.

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

::KmKmמשמעות ה משמעות ה

האנזים 1. בין הזיקה את המבטא כמותי מדד . לסובסטרט

בין ה Km ככל ש ל E עולה הזיקה S כי יורדת, . Vmaxצריך יותר מצע כדי להגיע ל

Km נמוך מבטא זיקה טובה, כי יש צורך בפחות . Vmaxמצע כדי להגיע ל

)קיימים איזואנזימים העובדים על אותו מצע אבל לאותו מגיעים הם למצע. שונה זיקה להם יש

Vmax אבל ערך ה Km .)שלהם שונה

2

2

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

::KmKmמשמעות ה משמעות ה

קשורה בקבועים:Km. המשמעות השנייה של 2

K2 ו K3 הם הקבועים שמבטאים פירוק של התצמיד ES ולעומתם , K1 ליצירת שתורם קבוע הוא

של ESהתצמיד ערכו כאשר .Km משמע גדול, ויורד, כלומר K1 גבוה ועולה וK2 + K3שערך נמוך

מאשר ESהתצמיד ולהתפרק להיפרד יותר נוטה ה בין טובה זיקה אין – ל Eלהיווצר S ,ולהיפך .

K1 ערכם קטו וערכו של K2 + K3 נמוך, Km כאשר התצמיד נוטה יותר להיווצר מאשר להתפרק.

Km = K2+K3K1

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

החסרון במשוואת מיכאליס החסרון במשוואת מיכאליס ::מנטןמנטן

מתוך הגרף קשה לדעת בוודאות את הערך של Vmax של אינסופי ערך עבור מוגדר הוא כי

S ובמעבדה קשה להגיע לריכוז מצע אינסופי ,ל להגיע קשה שגם גם Vmaxומכאן לכן .

ערך את לחשב פותחה Kmקשה לכן .משוואה שונה מתוך משוואת מיכאליס מנטן.

.לינוובר ברקמשוואת

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

A Lineweaver-Burk plotA Lineweaver-Burk plotת

לועי

פעל

ע מצ

וז יכ

רת

עשפ

הת

טימ

נזיא

A Lineweaver-Burk plotA Lineweaver-Burk plot

מקבלים גרף המתואר ע"י קו v -1\s\1כאשר מתארים ישר. בגרף זה הנקודות שמתקבלות הן הפוכות לאלו

v\1 כי בריכוז נמוך ביותר של סובסטרט ה V-Sשב הוא הגבוה ביותר. התכונה החשובה ביותר בגרף זה

נק' ה- אינו מתלכד עם נק' ה-0היא שהגרף ולכן .0 ואז s=0\1משמעותה S מגיעים לא אינסופי. הוא

ל- גם v=o\1מבחינת הגרף אז כי V אינסופי, אבל ניתן לינארי הוא זה בגרף המתואר שהקו מכיוון להמשיך אותו כקו דימיוני והא יחתוך בנק' מסויימת

. X - ובנקודה נוספת את ציר ה-yאת ציר ה

ת לו

עי פ

עלע

מצוז

יכ ר

תע

שפה

תטי

מנזי

א

מעכבי פעילות אנזים

::מעכבי פעילות אנזיםמעכבי פעילות אנזים

:הפיכים בלתי נקשר מעכבים המעכב לאנזים בקשרים חזקים שקשה לסלק אותם הוא האנזים לפעילות שנגרם העיכוב ולכן

בלתי הפיך.

:הפיכים המעכב מעכבים הרחקת מאפשרת לאנזים לחזור לפעילותו המקורית.

תטי

מנזי

אה

ובתג

ב קצ

ל ע

ם בי

עכמ

ת ע

שפה

::ישנם שלושה סוגי מעכביםישנם שלושה סוגי מעכבים

– תחרותי competitiveעיכוב

inhibition

- עיכוב לא תחרותיnoncompetitive

עיכוב בלתי תחרותי uncompetitive-

תטי

מנזי

אה

ובתג

ב קצ

ל ע

ם בי

עכמ

ת ע

שפה

מעכב תחרותימעכב תחרותים

נזיא

ת לו

עי פ

עלם

ביעכ

מת

עשפ

ה

מעכב תחרותימעכב תחרותית

טימ

נזיא

ה וב

תגב

קצל

עם

בי עכ

מת

עשפ

ה

מעכב תחרותימעכב תחרותי

לסובסטרט במיבנם דומיםמעכבים תחרותיים הפעיל. לאתר הקשירה על אתו ומתחרים

ה- עלייה בערך יש זאת הנמדד Kmבעקבות ה בין הזיקה )מוריד את ל Eבנוכחות מעכב.

S.)

אולם ב שינוי שבעודף Vmaxאין כיוון עם התחרות על להתגבר ניתן סובסטרט

)כי המצע Vmaxהאנזים. ריכוז כאשר מוגדר הוא אינסופי(.

תטי

מנזי

אה

ובתג

ב קצ

ל ע

ם בי

עכמ

ת ע

שפה

Effects of competitive inhibition on enzymekinetics

תטי

מנזי

אה

ובתג

ב קצ

ל ע

ם בי

עכמ

ת ע

שפה

מעכב לא תחרותימעכב לא תחרותית

טימ

נזיא

ה וב

תגב

קצל

עם

בי עכ

מת

עשפ

ה

מעכב לא תחרותימעכב לא תחרותית

טימ

נזיא

ה וב

תגב

קצל

עם

בי עכ

מת

עשפ

ה

Effects of noncompetitive inhibition on enzyme kinetics

תטי

מנזי

אה

ובתג

ב קצ

ל ע

ם בי

עכמ

ת ע

שפה

מעכב לא תחרותימעכב לא תחרותי

לאתר נקשרים תחרותיים לא מעכבים רגולטורי השונה מהאתר הפעיל של האנזים. לקשירת מפריעה אינה המעכב קשירת אין השפעה ולכן הסובסטרט לאתר הפעיל.

– לסובסטרט האנזים זיקת לא Kmעל קשור לאנזים Iמשתנה. אבל, בכל מקרה ש

ולכן בפעילות עיכוב יש תוצר, מקבלים לא Vmax .יורד

תטי

מנזי

אה

ובתג

ב קצ

ל ע

ם בי

עכמ

ת ע

שפה

....הערההערה

לעמודה לקשור ניתן זיקתית בכרומטוגרפיה האנזים כי תחרותי, מעכב מצע במקום הדימיון בגלל תחרותי למעכב גם נקשר סיבה אין והמעכב. הסובסטרט במבנה רק צורך יש יפעל. שהאנזים זה במקרה

לבדוק את תנאי הניתוק מהעמודה.

תטי

מנזי

אה

ובתג

ב קצ

ל ע

ם בי

עכמ

ת ע

שפה

מעכב בלתי תחרותימעכב בלתי תחרותית

טימ

נזיא

ה וב

תגב

קצל

עם

בי עכ

מת

עשפ

ה

מעכב בלתי תחרותימעכב בלתי תחרותי

לתצמיד להקשר מעדיף תחרותי בלתי מעכב [ES] מתוך ולכן החופשי. לאנזים מאשר

דווקא זה מעכב קשירת כי רואים התרשים את ש K1מעלה בעוד K2 הערך לכן יורד.

Km .בנוכחות מעכב זה, יורד וקטן אף הוא , טובה יותר. S ל Eכלומר, הזיקה בין ה

K3 קטן במקרה זה ולכן Vmax.יורד

תטי

מנזי

אה

ובתג

ב קצ

ל ע

ם בי

עכמ

ת ע

שפה

תטי

מנזי

אה

ובתג

ב קצ

ל ע

ם בי

עכמ

ת ע

שפה

[[EE]]השפעת ריכוז האנזים השפעת ריכוז האנזים על קצב התגובה על קצב התגובה

האנזימטיתהאנזימטית

[[EE]]השפעת ריכוז אנזים השפעת ריכוז אנזים

ההשפעה נמדדת בדר"כ בריכוז מצע גבוה. כלומר, אין הגבלה של ריכוז המצע.

במצב ES הוא בעצם Eאבל כיוון שמדובר בריכוז מצע אינסופי זה כל האתרים של האנזימים רוויים במצע.

Vmax .מתאר את פעילות האנזים בריכוז מצע אינסופי -

משתנה בהתאמה לריכוז הסובסטרטK3 מתאר את פעילות האנזים עבור מול אחד של -

אנזים.

Vmax= k3[E]

ת לו

עי פ

עלם

נזיא

וז יכ

רת

עשפ

הת

טימ

נזיא

[[EE]]השפעת ריכוז אנזים השפעת ריכוז אנזים

Km ריכוז את משנים כאשר משתנה אינו של Kmהאנזים. כתכונה נחשב כאמור,

ואינה למצע זיקתו את המבטאת האנזים שינויים לעומת-זאת האנזים. בריכוז תלויה

וב המבנה PHבטמפ' על להשפיע עשויים Kmהמרחבי של האנזים, ולכן ישפיעו על ה

שלו. בדר"כ כל שינוי בתנאים האופטימליים , ובדר"כ יוריד גם את ה Kmיגרמו לעליה ב

Vmax.

ת לו

עי פ

עלם

נזיא

וז יכ

רת

עשפ

הת

טימ

נזיא