• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Izomeraza triozofosforanowa

    Przeczytaj także...
    Miejsce aktywne, centrum aktywne, centrum katalityczne – część cząsteczki, która jest bezpośrednio zaangażowana w reakcji chemicznej. W przypadku prostych cząsteczek, takich jak np. kwasy nieorganiczne w reakcję zaangażowana jest cała cząsteczka. W przypadku dużych i złożonych cząsteczek, takich jak np. enzymy, polimery syntetyczne i niektóre rozbudowane związki metaloorganiczne, tylko niewielka część cząsteczki jest rzeczywiście zaangażowana w reakcję, a jej reszta pozostaje praktycznie bierna.Sekwencja aminokwasów, struktura pierwszorzędowa białka, struktura pierwotna białka – pierwszy poziom organizacji, na którym można opisać budowę białka. Opisuje liniowy układ aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym zgodny z kodem genetycznym.
    Glukoza (dokładniej: D-glukoza) – organiczny związek chemiczny, monosacharyd (cukier prosty) z grupy aldoheksoz. Jest białym, drobnokrystalicznym ciałem stałym, z roztworów wodnych łatwo krystalizuje jako monohydrat. Jest bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie (nie zmienia pH roztworu). Ma słodki smak, nieco mniej intensywny od sacharozy.

    Izomeraza triozofosforanowa, TIM (EC 5.3.1.1) – enzym katalizujący odwracalną reakcję przekształcenia fosfodihydroksyacetonu w D-aldehyd 3-fosfoglicerynowy.

    Struktura monomeru izomerazy triozofosforanowej

    Reakcja[ | edytuj kod]

    W wyniku przekształcenia fosfodihydroksyacetonu powstaje aldehyd 3-fosfoglicerynowy, który jest wykorzystywany w kolejnym etapie przemiany glukozy w pirogronian (zob. schemat szlaku metabolicznego). Reakcja polega na przeniesieniu atomu wodoru z C-1 na C-2.

    Enzymy – wielkocząsteczkowe, w większości białkowe, katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji.Zasady – jedna z podstawowych obok kwasów i soli grup związków chemicznych. Wodne roztwory silnych zasad nieorganicznych są nazywane ługami (np. ług sodowy). Istnieją trzy różne definicje tej grupy związków:

    Glycerone-phosphate wpmp.pngBiochem reaction arrow reversible NNNN horiz med.svgD-glyceraldehyde-3-phosphate wpmp.png

    Funkcja[ | edytuj kod]

    Izomeraza triozofosforanowa odgrywa ważną rolę w procesie glikolizy jest niezbędna do wytwarzania energii w komórce. Enzym ten znajduje się w niemal każdym organizmie, wliczając w to zwierzęta takie jak ssaki czy też owady, jak również grzyby, rośliny oraz bakterie. Jednakże istnieją pewne bakterie, które nie przeprowadzają procesu glikolizy, np. bakterie z rodzaju Ureaplasma, u których enzym ten jest nieobecny.

    Teoria kwasów i zasad Lewisa – teoria określająca właściwości kwasowe i zasadowe substancji chemicznej na podstawie jej zdolności akceptorowo-donorowych. Kwas Lewisa to związek chemiczny (oznaczany zazwyczaj symbolem "A"), który może przyjąć parę elektronową od zasady Lewisa ("B"), będącej donorem pary elektronowej. W ten sposób powstaje tzw. addukt AB:Fosfodihydroksyaceton, fosforan dihydroksyacetonu, DHAP – organiczny związek chemiczny biorący udział w wielu reakcjach, począwszy od cyklu Calvina w roślinach aż do procesu biosyntezy lipidów i eterów w Leishmania mexicana. Jego główna biologiczna rola polega na udziale w szlaku metabolicznym glikolizy.

    Izomeraza triozofosforanowa jest wysoce skutecznym i wydajnym enzymem. Jego obecność powoduje, że reakcja izomeryzacji fosfodihydroksyacetonu w aldehyd 3-fosfoglicerynowy przebiega około miliarda razy szybciej. Reakcja przeprowadzana przez izomerazę triozofosforanową jest tak wydajna, że uznano ten enzym za katalitycznie perfekcyjny: szybkość reakcji jest ograniczana tylko przez prędkość dyfuzji substratu do miejsca aktywnego.

    Koniec N, koniec aminowy (żargonowo: N-koniec) – koniec polipeptydowego łańcucha zawierający grupą aminową (−NH 2 lub −NH+ 3). Na drugim końcu łańcucha, nazywanym końcem C lub końcem karboksylowym, znajduje się grupa karboksylowa (−COO–). Wyróżnianie końców łańcucha polipeptydowego określa ich kierunek. Aminokwasy występujące w łańcuchu zwyczajowo numeruje się, zaczynając od końca aminowego.Proton, p (z gr. πρῶτον – "pierwsze") − trwała cząstka subatomowa z grupy barionów o ładunku +1 i masie spoczynkowej równej ok. 1 u.

    Mechanizm[ | edytuj kod]

    W reakcji izomeryzacji uczestniczą dwie reszty katalityczne izomerazy triozofosforanowej – Glu165 oraz His95. Reakcja transformacji polega na przekazywaniu protonu – glutaminian pełni rolę zasady (atak nukleofilowy), a histydyna pełni rolę kwasu – jest donorem protonu (zob. Teoria kwasów i zasad Brønsteda i Lewisa). Produkt pośredni – endiol (zob. diole) – jest zatrzymywany w centrum aktywnym i nie ulega rozpadowi na metyloglioksal i ortofosforan.

    Helisa alfa – struktura drugorzędowa białka (tak jak i harmonijka beta), stabilizowana przez wiązania wodorowe. Kształtem przypomina cylinder, tworzony przez ciasno, prawoskrętnie skręconą sprężynę. Ściany cylindra tworzy łańcuch polipeptydowy, a łańcuchy boczne (podstawniki) wystają na zewnątrz. Co cztery aminokwasy w łańcuchu polipeptydowym tworzone jest wiązanie wodorowe pomiędzy grupą karboksylową jednego aminokwasu a grupą aminową drugiego. Skok helisy następuje co 0,54 nm.Koniec C, koniec karboksylowy (żargonowo: C-koniec) – koniec łańcucha polipeptydowego zawierający grupą karboksylową (−COO–). Na drugim końcu łańcucha, nazywanym końcem N lub końcem aminowym, znajduje się grupa aminowa (−NH 2 lub −NH+ 3). Wyróżnianie końców łańcucha polipeptydowego określa ich kierunek. Aminokwasy występujące w łańcuchu zwyczajowo numeruje się, zaczynając od końca aminowego.

    Struktura[ | edytuj kod]

    Izomeraza triozofosforanowa jest homodimerem, tzn. jest złożona z dwóch identycznych podjednostek, z których każda zbudowana jest z około 250 reszt aminokwasowych (zob. wiązanie peptydowe i końce łańcucha (N i C) – przykład polipeptydu Val-Gly-Ser-Ala). Struktura trzeciorzędowa podjednostki zawiera 8 alfa-helis na zewnątrz enzymu i 8 harmonijek beta, które tworzą „beczułkę” wewnątrz enzymu. Na ilustracji poniżej zaznaczono kolorami poszczególne końce łańcuchów polipeptydowychaminowy koniec N (niebieski) i karboksylowy koniec C (czerwony). Miejsce aktywne tego enzymu tworzą reszty kwasu glutaminowego jak również histydyny. Centrum to znajduje się wewnątrz baryłki. Sekwencja aminokwasów wokół miejsca aktywnego jest silnie zakonserwowana (stabilna) we wszystkich znanych izomerazach triozofosforanowych.

    Struktura trzeciorzędowa białka – poziom organizacji, na którym można opisać budowę białka. Określa się tu wzajemny układ w przestrzeni elementów struktury drugorzędowej, bez uwzględniania zależności od sąsiednich cząsteczek. Kształt, wielkość i właściwości danej podjednostki decydują o aktywności biochemicznej, w tym o działaniu enzymu. Warunkują ją różne wiązania chemiczne oraz oddziaływania międzycząsteczkowe np.:Diole (R(OH)2) – grupa organicznych związków chemicznych, alkohole zawierające dwie grupy hydroksylowe. Reaktywność dioli jest zbliżona do innych alkoholi.
    1
    Dimer izomerazy triozofosforanowej
    2
    „Beczułka” monomeru TIM (koniec N – niebieski, koniec C – czerwony)

    Uwagi[ | edytuj kod]

    Mutacje[ | edytuj kod]

    U ludzi, deficyt izomerazy triozofosforanowej jest związany z postępującymi, ciężkimi schorzeniami neurologicznymi, które w większości przypadków prowadzą do śmierci, nawet we wczesnym dzieciństwie.

    Dyfuzja - proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. Ze względu na skalę zjawiska, rozpatruje się dwa podstawowe rodzaje dyfuzji:Harmonijka beta (beta-kartka) – jedna z możliwych struktur drugorzędowych białka (inną jest helisa alfa). Ten sposób przestrzennego ułożenia aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym przypomina wyglądem kartkę papieru pofałdowaną w harmonijkę. Kształt harmonijki beta stabilizowany jest poprzez wiązania wodorowe występujące pomiędzy sąsiednimi łańcuchami – beta nićmi. Beta nić jest to prawie całkowicie rozciągnięty fragment polipeptydu, zwykle o długości 5-10 aminokwasów. Występują harmonijki beta: równoległe, antyrównoległe i mieszane. Struktury te (w odróżnieniu od helis alfa zbudowanych z jednej ciągłej sekwencji) składają się z oddzielnych fragmentów łańcucha (nici beta) czasem znacznie od siebie oddalonych w sensie struktury pierwszorzędowej.

    Zobacz też[ | edytuj kod]

  • Glikoliza – etap przekształcania fosfodihydroksyacetonu w aldehyd 3-fosfoglicerynowy




  • Warto wiedzieć że... beta

    Kwas pirogronowy (kwas 2-oksopropanowy), CH3−CO−COOH – organiczny związek chemiczny z grupy α-ketokwasów. Jest produktem przejściowym fermentacji alkoholowej węglowodanów. W organizmach powstaje zwykle jako produkt glikolizy w reakcji katalizowanej przez kompleks dehydrogenazy pirogronianowej w mitochondriach. Jego forma zjonizowana (pirogronian) jest substratem w cyklu kwasu cytrynowego (cyklu Krebsa).
    Kwas glutaminowy (Glu, E) – organiczny związek chemiczny z grupy aminokwasów o charakterze kwasowym. Anion karboksylowy tego kwasu (forma anionowa jest formą przeważającą w warunkach fizjologicznych) to glutaminian. Enancjomer L kwasu glutaminowego jest aminokwasem endogennym, obecnym w prawie wszystkich białkach. W kodzie genetycznym odpowiadają mu kodony GAA i GAG.
    Peptydy (gr. πεπτίδια, "strawne") – organiczne związki chemiczne, powstające przez połączenie cząsteczek aminokwasów wiązaniem peptydowym. Granica pomiędzy peptydem a białkiem nie jest dokładnie sprecyzowana, rozróżnienie jest oparte na masie cząsteczkowej klasyfikowanego związku. Za peptydy różni autorzy uważają poliaminokwasy o masie cząsteczkowej mniejszej od 5-10 tys. daltonów. Powyżej tej granicy związki takie zaliczamy do białek.
    Glikoliza, szlak Embdena-Meyerhofa-Parnasa – ciąg reakcji biochemicznych, podczas których jedna cząsteczka glukozy zostaje przekształcona w dwie cząsteczki pirogronianu.
    Izomeryzacja – reakcja chemiczna, polegająca na przekształceniu się jednego izomeru w drugi, np. izomeryzacja kwasu (−)mlekowego w kwas (+)mlekowy w wyniku inwersji Waldena. Izomeryzacja może stanowić zarówno samodzielną reakcję chemiczną, jak i być ubocznym, często niepożądanym efektem innej reakcji chemicznej.
    Komórka (łac. cellula) – najmniejsza strukturalna i funkcjonalna jednostka organizmów żywych zdolna do przeprowadzania wszystkich podstawowych procesów życiowych (takich jak przemiana materii, wzrost i rozmnażanie). Jest podstawową jednostką morfologiczno−czynnościową ustroju.
    Reakcja odwracalna – reakcja złożona, która w szerokim zakresie parametrów zewnętrznych (np. ciśnienie, temperatura, stężenia reagentów) może równocześnie zachodzić w dwóch przeciwnych kierunkach, zgodnie z tym samym równaniem, przy czym szybkości obu reakcji prostych (cząstkowych, elementarnych, izolowanych) są różne i zmieniają się w czasie wraz ze zmianami stężenia reagentów. W przypadku, gdy energia nie jest dostarczana z zewnątrz (reakcja zachodzi samorzutnie), większą szybkość ma ta z obu reakcji elementarnych, która przybliża układ termodynamiczny, jakim jest środowisko reakcji, do stanu równowagi (np. stanu o najmniejszej entalpii swobodnej, gdy p,T = const).

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.895 sek.