Kemijska kataliza (teorija prijelaznog stanja, principi kemijske katalize, principi enzimske katalize, kinetički izotopni efekt, uloga koenzima). Izabrani primjeri enzimske katalize (proteaze, metaloenzimi). Temeljne jednadžbe enzimske kinetike (kinetika stacionarnog stanja, Michaelis-Menten model, inhibicija, multisupstratni sistemi). Određivanje i značenje pojedinačnih koeficijenata brzina reakcija (konvencionalne metode, metode brzih reakcija - zaustavljeni tok, relaksacija, gašenje, analiza kinetike predstacionarnog stanja i kinetike relaksacije). Utjecaj pH na enzimsku katalizu. Metode za mjerenje kinetike i ravnoteže (fluorescencijska spektroskopija; termodinamske i kinetičke metode za određivanje Kd). Detekcija međuprodukta u enzimski kataliziranoj reakciji. Ireverzibilna inhibicija. Alosteričke interakcije (pozitivna i negativna kooperativnost, Hill-ova jednadžba). Komplementarnost enzima i supstrata te korištenje energije vezanja u katalizi (tirozil-tRNA-sintetaza kao primjer, katalitička antitijela). Izabrani primjeri enzimski kataliziranih reakcija (restrikcijske endonukleaze, DNA-polimeraze). katalitička RNA i ribonukleoproteinski kompleksi (RNaza P)
ISHODI UČENJA: Očekuje se da će nakon uspješno položenog ispita studenti moći
1. Objasniti i pokazati sposobnost razlučivanja osnovnih principa enzimske katalize (kiselinsko-bazna kataliza, kovalentna kataliza, elektrostatska kataliza, upotreba vezne energije u katalizi).
2. Objasniti ulogu kofaktora u biokatalizi, modele monosupstratne i višesupstratne enzimske reakcije, ulogu i vrste inhibicije te utjecaj pH na enzimsku reakciju.
3. Objasniti Michaelis-Menten i Briggs-Haldane modele enzimske katalize, pokazati razumijevanje kinetičkih parametara dobivenih kinetikom ustaljenog stanja (prednosti i limitacije kinetike ustaljenog stanja) te prikazati osnovne matematičke jednadžbe koje opisuju navedene modele.
4. Objasniti metode kinetike predustaljenog stanja (kinetika jednog kruga i burst kinetika), pokazati razumijevanje kinetičkih parametara dobivenih tim metodama te prikazati osnovne matematičke jednadžbe koje se koriste za utočnjavanje eksperimentalnih podataka.
5. Objasniti metode za određivanje stabilnosti interakcije protein:ligand, pokazati razumijevanje parametara dobivenih tim metodama te prikazati osnovne matematičke jednadžbe koje opisuju najčešće i najjednostavnije modele interakcije.
6. Navesti i objasniti metode fluorescencijske spektroskopije koje se koriste za praćenje procesa u biološkim sustavima.
7. Vizualizirati strukture proteina, samih ili u kompleksu s raznim ligandima, koristeći koordinate atoma pohranjene u proteinskim bazama podataka.
8. Usporediti i zaključiti o sličnostima i razlikama između proteinskih i ribonukleoproteinskih enzima.
9. Pokazati razumijevanje temeljnih fenomena katalize u biološkim sustavima koji su vezani uz trodimenzionalnu strukturu proteina i modularnu i/ili oligomernu građu proteina.
10. Demonstrirati razumijevanje i sposobnost prosudbe o mogućnosti upotrebe raznih komplementarnih metoda s ciljem rasvjetljavanja mehanizama enzimske reakcije kako u izvornim znanstvenim radovima tako i u samostalnom mini-projektu.
|
- 1. A. Fersht, Structure and Mechanism in Protein Science: A Guide to Enzyme Catalysis and Protein Folding, W. E. Freeman and Company, New York, 1999.
2. Pregledni znanstveni radovi po izboru nastavnika
3. Izvorni znanstveni radovi po izboru nastavnika
- Perry A. Frey and Adrian D. Hegeman, Enzymatic Reaction Mechanisms, Oxford University Press, 2007
I. H. Segel, Enzyme Kinetics : Behavior and Analysis of Rapid Equilibrium and Steady-State Enzyme Systems, Wiley Classics Library Edition, 1993
|
Pristupačnost
