Leki_Enzymy.doc

(264 KB) Pobierz
Tworzenie kompleksu biopolimer-ligand ( np

Tworzenie kompleksu biopolimer-ligand ( np. lek)

 

DG= -RTln K(wiązania)

 

Oddziaływania jonowe ( -5 kcal/mol do  -10 kcal/mol)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Oddziaływania jon-dipol ( -4kcal/mol do -7 kcal/mol)

 

C-X

(X= O,N, S, Cl, Br...)

 



C=O            + NH3-R  ( np. zasadowy aminokwas)

 

 

 

Oddziaływania dipol-dipol ( -1 kcal/mol)

 

 

 

 

 

 

 

Wiązania wodorowe ( -3 kcal/mol do –7kcal/mol)

 

X-H .....Y

 

X: O, S, N, P,

 

Y:   C=O;  S=O;  NO2

 

 

 

Oddziaływania hydrofobowe

 

 

Natura efektu:

 

Orientacja wody wokół niepolarnego łańcucha oznacza wyższą energię układu

Zbliżenie  niepolarnych  podstawników wymusza asocjację cząsteczek wody Oznacza wzrost entropii układu

Następuje zmniejszenie energii swobodnej takiego układu

Oznacza to stabilizację układu

 

Oddziaływanie CH2..... CH to około 0,7 kcal/mol

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Siły van der Waalsa, Siły dyspersji Londona

 

Oddziaływania międzycząsteczkowe dipol....dipol indukowany

( DG0 około – 0,5 kcal/mol)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mechanizmy katalizy enzymatycznej

 

Aproksymacja

Kataliza kowalencyjna

Ogólna kataliza kwasowo-zasadowa

Kataliza elektrostatyczna

Odkształcenie cząsteczek

Dehydratacja

 

 

 

 

Aproksymacja

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kataliza kowalencyjna

 

 

Kataliza nukleofilowa:

 

Reakcja centrum nukleofilowego enzymu z centrum elektrofilowym substratu ( Tetraedryczny stan przejściowy)

 

Odejście grupy dobrze odchodzącej i utworzenie produktu pośredniego

 

Atak nukleofila ( np. jon OH- ) i utworzenie produktu reakcji

 

 

Grupy nukleofilowe enzymów:

 

OH                   Seryna

Imidazol              Histydyna

Aminowa              Lizyna

CO2-                            Asparaginian, glutaminian

 

Przykłady: reakcje hydrolizy estrów, amidów

 

 

 

 

Zalety reakcji katalizowanej przez enzymy:

 

              Reakcja jednocząsteczkowa, wewnątrzcząsteczkowa

 

Korzystna entropowo

 

Grupy nukleofilowe enzymu ( SH, OH) są bardzo reaktywnymi nukleofilami

 

Związek pośredni jest bardziej reaktywny od substratu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Reakcja hydrolizy estrów działaniem lipazy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ogólna kataliza kwasowo-zasadowa

 

 

Hydroliza estru

 

CH3-COOEt    +  HOH =   CH3-COOH  +   EtOH

 

Kat: zasady, kwasy np. OH- , H+

 

 

Jednoczesna enzymatyczna kataliza kwasowa i zasadowa

 

 

 

 

 

 



                                                                       





                                                                     

 

                                                                                                 

                                                                                                               

                            

 

 

 

 

 

 

 

 

Przekazywanie ładunku w czasie aktywacji seryny (charge-relay system)

 

 

 

Deprotonizacja histydyny przez grupę karboksylową kwasu asparaginowego

 

Usunięcie protonu z grupy hydroksylowej seryny

 

Atak utworzonego jonu alkoksylowego ( reaktywny nukleofil) na centrum elektrofilowe

 

 

 

 

 

 

 

Kataliza elektrostatyczna

 

 

 

 

 

                          Naprężenie i odkształcenie

 

Wiązanie substratu indukuje zmianę konformacji (E i S)

 

Grupy funkcyjne substratu przyjmują właściwą orientację wobec aktywnych grup funkcyjnych enzymu

 

Pojawia się naprężenie w substracie ( destabilizacja substratu)

 

Wartość DG# obniża się z uwagi na uwolnienie naprężenia

 

 

Leki. Inaktywacja i hamowanie działania enzymu.

 

 

Inhibitor- spowalnia lub blokuje reakcję katalizowana prze enzym

Inaktywator- nieodwracalnie wiąże się z enzymem

 

Enzym........Lek

 

                   E



Związek (i)          Związek (k)

 

a) zmniejszone stężenie (i)    ....  choroba

    np. Kwas  4-aminomasłowy (i).......Padaczka

           Terapia:               zwiększenie koncentracji kwasu w płynie mózgowym

hamowanie działania enzymu (aminotransferaza 4-aminobutanowa)

 

b) nadmiar (k).......choroba

              np. kwas moczowy......skaza moczanowa

              Terapia:              hamowanie działania enzymu katalizującego tworzenie    kwasu ( oksydaza ksantynowa katalizuje konwersję ksantyny do

              Kwasu moczowego)

 

c) Związek (k)... metabolit niezbędny w procesie rozwoju komórki bakterii, wirusa

              Chemioterapia: blokowanie enzymu hamuje wzrost i replikację komórek

              Np. hamowanie działania racemazy alaninowej...blokowanie syntezy

                            Peptydoglikanów....utrudniona synteza ściany bakteryjnej

 

 

             

 

 

Projektowanie inhibitorów:

 

              Cechy:              Specyficzność substratowa w stosunku do E patogenu

                                          Nie występują objawy niepożądane

 

 

 

 

 

Lekooporność

 

Zmiany w procesie wychwytywania leku

Nadmierna ilość docelowego enzymu

Modyfikacja enzymu docelowego

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin