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Bioorganische Chemie Enzymatische Katalyse 2011 Prof. Dr. A. Jäschke INF 364, Zi. 308, Tel. 54 48 51 [email protected] Ringvorlesung Chemie B - Studiengang Molekulare Biotechnologie Gliederung Allgemeine Eigenschaften, Nomenklatur Enzymkinetik Enzyminhibition Katalytische Strategien Enzymatische Mechanismen (an Beispielen) Enzymregulation und -kontrolle

Bioorganische Chemie Enzymatische Katalyse 2011 · Kovalente Katalyse Katalyse durch vorübergehende Bildung einer kovalenten Katalysator-Substrat-Bindung Nucleophile Gruppe am Katalysator

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Page 1: Bioorganische Chemie Enzymatische Katalyse 2011 · Kovalente Katalyse Katalyse durch vorübergehende Bildung einer kovalenten Katalysator-Substrat-Bindung Nucleophile Gruppe am Katalysator

Bioorganische ChemieEnzymatische Katalyse 2011

Prof. Dr. A. Jäschke

INF 364, Zi. 308, Tel. 54 48 51 [email protected]

Ringvorlesung Chemie B - Studiengang Molekulare Biotechnologie

Gliederung

Allgemeine Eigenschaften, NomenklaturEnzymkinetikEnzyminhibitionKatalytische StrategienEnzymatische Mechanismen (an Beispielen)Enzymregulation und -kontrolle

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Worauf beruht das katalytische Leistungsvermögen von Enzymen?

Katalytische Strategien

Kovalente Katalyse

Allgemeine Säure-Base-Katalyse

Metallionenkatalyse

Katalyse durch Annäherung

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Kovalente Katalyse

Katalyse durch vorübergehende Bildung einer kovalenten Katalysator-Substrat-Bindung Nucleophile Gruppe am Katalysator greift elektrophiles Zentrum am Substrat anJe stabiler die kovalente Bindung, desto schwieriger ihr ZerfallLeicht polarisierbare Gruppen (Lys, Cys, Asp, His, Ser)

Proteasen ermöglichen eine schwer durchführbare Reaktion

Proteinstoffwechsel

Abbau im Organismus

Nahrungsaufnahme

Regulatorische Strategie

Reaktionsgleichung

Warum stabil?

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Substratspezifität von Chymotrypsin

C-terminal von großen hydrophoben Resten – Trp, Phe, Tyr, Met

Ein ungewöhnlich reaktives Serin im Chymotrypsin

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Farbreaktion

Kinetik der Chymotrypsinkatalyse

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Kovalente Katalyse (allgemein)

3D-Struktur von Chymotrypsin

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Die katalytische Triade

Stryer, 5th Edition

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Die Oxyanionentasche

Die hydrophobe Tasche von Chymotrypsin

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Nomenklatur der Protease-Substrat-Wechselwirkungen

Strukturelle Übereinstimmung von Trypsin und Chymotrypsin

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Unterschiedliche Serinproteasen

Die katalytische Triade von Subtilisin

Evolution – hier: Bakterium

Oxyanion: Seitenkette eines Aspartats

Katalyt. Triade mindestens 3mal unabhängig in der Evolution entstanden

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Wie kann man die Bedeutung einzelner AS untersuchen?

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3 weitere Proteinklassen

Alternative Mechanismen

Unterschiedliche nucleophile Gruppe

Cathepsine: homologCaspasen: gleiches aktives Zentrum

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ReninPepsin: SymmetrieHIV-Protease

Carboxypeptidase AMatrix-Metalloproteasen

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Proteaseinhibitoren sind wichtige Medikamente

Komplex aus Crixivan und HIV-Protease