معلومة

ج- العوامل المساعدة ودفع الإلكترون: المصادر والمصارف - علم الأحياء

ج- العوامل المساعدة ودفع الإلكترون: المصادر والمصارف - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

  • شرح الدور العام للعوامل المساعدة في التفاعلات المحفزة بالإنزيم ؛
  • التعرف من بنيتها على العوامل المساعدة مثل الثيامين والنيكوتيناميد والبيريدوكسال ؛
  • رسم آليات لإظهار كيف يسهل بيروفوسفات الثيامين نزع الكربوكسيل من أحماض ألفا كيتو كعامل مساعد في التفاعلات المحفزة بالإنزيم ؛
  • رسم آليات لإظهار كيف يسهل النيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد الأكسدة ، والتفاعلات المؤكسدة decarboxylaitn والتفاعلات المؤكسدة لنزع الأمين كعامل مساعد في التفاعلات المحفزة بالإنزيم ؛
  • رسم آليات لتوضيح كيف يسهل فوسفات البيريدوكسال انقسام جميع الروابط إلى الكربون ألفا في الأحماض الأمينية كعامل مساعد في التفاعلات المحفزة بالإنزيم ؛

لإنشاء الروابط وكسرها ، يجب تحريك الإلكترونات. في رسم آليات التفاعل ، أظهرنا كيف انتقلت الإلكترونات من "المصادر" إلى "الأحواض". في العديد من التفاعلات المحفزة بالإنزيم ، تُستخدم مشتقات الفيتامينات كركائز أو "عوامل مساعدة" أو "أنزيمات مساعدة" لتسهيل تدفق الإلكترونات في تكوين الرابطة وانكسارها. لكل من التفاعلات أدناه ، باستخدام تشبيه المصدر / الحوض ، اكتب آلية معقولة توضح تدفق الإلكترون أثناء التفاعل. باستثناء التفاعل الأول ، تتطلب جميعها مشتق فيتامين لتسهيل تدفق الإلكترون. تخيل حدوث تفاعل واحد يحدث تلقائيًا في محلول في غياب إنزيم (على الرغم من وجود إنزيمات لتحفيز هذا التفاعل). تتضمن بقية التفاعلات مشتقات الفيتامينات كجزء من تفاعل محفز بالإنزيم.

ارسم آليات معقولة لكل تفاعل من التفاعلات أدناه ، موضحًا تدفق الإلكترونات من المصدر إلى الحوض. قد يكون المصدر غالبًا زوجًا من الإلكترونات على أنيون تم تكوينه عن طريق إزالة بروتون مسبقًا من الذرة بواسطة قاعدة عامة. يمكن أن يكون الحوض عبارة عن كربونيل O يتلقى زوجًا من الإلكترونات من إحدى روابط C-O المزدوجة للكربونيل. عندما يتم تكوين رابطة للكربونيل ، يجب أن تنفصل إحدى الروابط المزدوجة مع انتقال الإلكترونات (مؤقتًا إذا كان التفاعل عبارة عن تفاعل بديل محب للنيوكليوفيلي) إلى Carbonyl O ، وهو حوض ممتاز لأنه كهرسلبي للغاية. الحوض الأفضل هو N موجب من أيون الإيمينيوم ، ونعرض أمثلة على ذلك أدناه.

غالبًا ما تكون العوامل المساعدة التي تصادف تفاعلات الإنزيم المحفزة عبارة عن مشتقات فيتامينية. سوف ندرس المزيد عن بعضها لاحقًا. يتم عرض "الأجزاء التجارية" للعوامل المساعدة أدناه فقط.

1. RX TYPE - نزع الكربوكسيل العفوي من أحماض بيتا كيتو (لا يلزم وجود عامل مساعد ، على الرغم من أن التحفيز النووي بواسطة أمين من خلال تكوين قاعدة شيف سوف يسرع التفاعل.)

2. نوع RX - نزع الكربوكسيل من أحماض ألفا كيتو - يتطلب بيروفوسفات الثيامين - TPP ، أحد مشتقات الثيامين - فيتامين ب 1 ، الذي يسبب نقصه البري بري. يرتبط TPP تساهميًا بالإنزيم ، كما هو الحال في نازعة هيدروجين البيروفات و alpha-ketoglutarate dehydrogenase. الجزء الأول من رد الفعل. لا يعكس عدد الأسهم المؤدية إلى المنتج العدد الفعلي للخطوة.

جمول: ثيامين ثنائي الفوسفات المعتمد على إنزيم بيروفات ديكاربوكسيلاز (1pyd)
(انتقل إلى جزيء العرض الأيسر ، اختر عارض Jmol).

3. نوع RX - REDOX باستخدام NAD +. يتطلب فيتامين النيكوتينك أسيد ، ويسمى أيضًا النياسين (فيتامين حمض النيكوتين. نقص فيتامين أ يسبب البلاجرا. يتم تعديله كيميائيًا لتشكيل NAD +.

4. نوع RX - نزع الكربوكسيل المؤكسد.

5. نوع RX - التطهير بالأكسدة (تلميح: استخدم NAD قبل الماء في الآلية).

Jmol: محدث Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (NAD) Jmol14 (Java) | JSMol (HTML5)

إنزيمات فوسفات بيريدوكسال

فوسفات البيريدوكسال (PLP) مشتق من فيتامين ب 6 أو البيريدوكسال. يسبب النقص التشنجات وفقر الدم المزمن والاعتلال العصبي. يساعد في العديد من التفاعلات (محفزة بواسطة الإنزيمات المعتمدة على PLP). يرتبط PLP تساهميًا ببقايا اللايسين في رابط قاعدة شيف (الأديمين). في هذا الشكل ، يتفاعل مع العديد من الأحماض الأمينية الحرة (كركائز) ليحل محل قاعدة شيف إلى Lys من الإنزيم بقاعدة شيف إلى ركيزة الأحماض الأمينية. أولا مراجعة لتشكيل قاعدة شيف.

PLP: الهيكل والتعلق التساهمي بالإنزيم

للتفاعلات 6-8 ، افترض أن ركيزة الأحماض الأمينية موجودة في قاعدة شيف مع PLP.

كتب ويليام جينكس في نصه الكلاسيكي ، الحفز في الكيمياء:

"لقد قيل أن الله خلق كائنًا حيًا تم تكييفه خصيصًا لمساعدة عالم الأحياء في العثور على إجابة لكل سؤال حول فسيولوجيا الأنظمة الحية ؛ إذا كان الأمر كذلك ، فلا بد من استنتاج أن فوسفات البيريدوكسال تم إنشاؤه لتوفير الرضا والتنوير لهؤلاء. علماء الإنزيمات والكيميائيين الذين يستمتعون بدفع الإلكترونات ، حيث لا يشارك أي أنزيم آخر في مجموعة متنوعة من التفاعلات ، في كل من أنظمة الإنزيم والنموذج ، والتي يمكن تفسيرها بشكل معقول من حيث الخصائص الكيميائية للأنزيم المساعد. يتم إجراء معظم هذه التفاعلات ممكن من خلال ميزة هيكلية مشتركة. أي أن سحب الإلكترون باتجاه ذرة النيتروجين الموجبة للإيمين وإلى حوض الإلكترون في حلقة البيريدوكسال من ذرة كربون ألفا للحمض الأميني المرفق ينشط جميع البدائل الثلاثة لهذا الكربون للتفاعلات التي تتطلب سحب الإلكترون من هذه الذرة ".

النمذجة الجزيئية: PLP: Tyrosine Aminotransferase Jmol (من PDB)

6. RX TYPE - α-DECARBOXYLATION من الأحماض الأمينية.

7. نوع RX - القضاء على بيتا من سيرين. مثال: سيرين ديهيدراتاز. (تلميح: قم بإزالة H على α-C أولاً) ، ثم OH)

8. RX TYPE - تخلص من الأحماض الأمينية. (تلميح: قم بإزالة H من α-C أولاً)

تعمل إنزيمات PLP أيضًا على تحفيز تفاعلات النقل ، ومثال على ذلك موضح أدناه:

حمض أميني 1 + حمض ألفا كيتو 1 <==> حمض ألفا كيتو 2 + حمض أميني 2 على سبيل المثال:

الأول ، المرتبط بـ PLP من خلال رابط قاعدة شيف ، يفقد α-H ، ويشكل كيتيمين من خلال تفاعلات توتوميرزيشن ، والتي تتحلل في النهاية لتشكيل أوكسالاسيتات وبيريدوكسامين. يتفاعل pryidoxamine مع α-ketoglutarate في عكس التفاعلات الثلاثة الأولى لـ Glu.

9. RX TYPE - ACETYLATION: إن "أنهيدريد الخل" لتفاعلات الأستلة البيولوجية هو acetyl-CoA ، وهو مشتق من فيتامين بانتاثنيك أسيد ، والذي يحتوي على ثيول حر. يتم أسيتيله في الثيول في العديد من التفاعلات الأيضية لإنتاج acetylCoA الذي يحتوي على رابطة thioester ، وهو كاشف أسيتيل بيولوجي. يمكن شق هذا الجزيء بطريقة طاردة للطاقة ويرجع ذلك جزئيًا إلى الرابطة الضعيفة بين الأسيتيل C و Sk مما يؤدي إلى نقل مجموعة الأسيتيل. لقد ناقشنا سابقًا أهمية هيستون Lys acetylation بواسطة هيستون أسيتيلاز في التحكم في التعبير الجيني.

10. RX TYPE - METHYL TRANSFERAS:

يعد التعديل الإضافي بعد الترجمة لبروتينات هيستون ، الميثيل ، طريقة أخرى يتم فيها التحكم في نسخ الجينات. عامل methylating في الطبيعة هو S-adenosine methionine ، وهو مشتق من الميثيون الذي يتم ميثيله بواسطة مشتق فيتاميني آخر ، وهو رباعي هيدروفولات (من حمض الفوليك). SAM عبارة عن ركيزة لإنزيمات الميثلة التي تنقل مجموعة الميثيل إلى البروتينات والحمض النووي. يتصور التفاعل أدناه مثيلة البروتين في سلسلة جانبية Lys.

11. RX TYPE - CARBOXYLATIONS (تضاف)


شاهد الفيديو: ما هو الفرق بين السكر الأبيض والبني وسكر الفواكه والمخاطر فيهم (شهر فبراير 2023).