251_Enzymy_Prezentace - Obchodní akademie a Hotelová

Report
VY_32_INOVACE_05_PVP_251_Hol
Výukový materiál zpracován v rámci oblasti
podpory 1.5
„EU peníze středním školám“
Název školy
Obchodní akademie a Hotelová škola Havlíčkův Brod
Název OP
OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost
Registrační číslo projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.0258
Název projektu
Inovace a individualizace výuky na OA a HŠ
Šablona
III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Označení vzdělávacího materiálu
VY_32_INOVACE_05_PVP_251_Hol
Druh učebního materiálu
Prezentace
Autor
RNDr. Ivana Holubová
Vzdělávací obor, pro který je
materiál určen
Předmět
Ekonomické lyceum, Obchodní akademie, Hotelnictví
Ročník
II. ročník
Název tematické oblasti (sady)
Přírodní organické látky
Název vzdělávacího materiálu
Enzymy
Anotace
Prezentace je určena pro výuku předmětu CHE a ZPV ve 2. ročníku
čtyřletých oborů. Je součástí sady „Přírodní organické látky“. Jejím cílem
je přehlednou a stručnou formou prezentovat základní poznatky o
enzymech. Uvádí základní charakteristiku enzymů, jejich složení, funkce,
rozdělení, přehled zástupců a jejich využití.
Únor 2013
Zhotoveno, (datum/období)
Ověřeno
Chemie, Základy přírodních věd
2. května 2013
7. Května 2013
Co jsou enzymy?
• z řeckého „en zymé“ (v kvasnicích - odtud byly
poprvé izolovány) , dříve nazývány fermenty
• biokatalyzátory, řídí a usměrňují většinu reakcí v
organismu, tj. ovlivňují metabolismus,
snižováním aktivační energie (a tím i teploty)
umožňují průběh mnoha reakcí v lidském těle,
jsou účinnější než běžné anorganické
katalyzátory
• mají specifický účinek – jeden enzym ovlivňuje
jednu látku nebo skupinu podobných látek
(zámek a klíč)
Enzymy
•
•
•
•
makromolekulární látky bílkovinné povahy
v organismech se vyskytují v nepatrném množství
jsou ve všech živých soustavách
v lidském organismu se vyskytuje asi tři tisíce
různých druhů enzymů
• nejsou jedovaté
• poruchy v činnosti enzymů mohou způsobit tzv.
metabolická onemocnění (např. fenylketonurie)
Stavba enzymu
ENZYM
=
APOENZYM
bílkovinná část
+
KOFAKTOR
nebílkovinná část
KOENZYM
PROSTETICKÁ SKUPINA
nebo
s bílkovinou je spojena
pevnou kovalentní vazbou
nízkomolekulární
látka
Typy kofaktorů
• pevně vázán na apoenzym (stabilní součást
molekuly) - prostetická skupina
• slabě vázán na apoenzym  snadno se
odděluje -koenzym
• apoenzym a koenzym tvoří holoenzym
Koenzym
 nízkomolekulární látka nebílkovinné povahy
 není pevně vázán na apoenzym, proto může mezi různými
apoenzymy volně přecházet (několik enzymů může mít stejný
koenzym)
 hlavní úlohou koenzymů je přenos atomů, jejich skupin, nebo
samotných elektronů mezi odlišnými enzymy, čímž zajišťuje
spřažení různých biochemických reakcí
 bývají obvykle tvořeny heterocyklickou sloučeninou nebo
derivátem nějakého vitamínu rozpustného ve vodě
 typická je jejich fosforylace, tj. navázání zbytků kyseliny
fosforečné
Funkce enzymů
• snižování aktivační energie reakcí (= energie, kterou je nutno
dodat, aby mohla chemická reakce proběhnout – na štěpení
vazeb reaktantů)
• zkracují čas dosažení rovnovážných koncentrací
• nespotřebovávají se, z reakce vycházejí nezměněny
• umožňují uskutečnění reakce při teplotě, tlaku a pH lidského
těla
• jsou specifické
• mohou být regulovány
• nemění G dané reakce
• nemění rovnovážné koncentrace
Obrázek převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed.
Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2
Působení enzymů
• katalýzy se účastní jen část molekuly - aktivní
centrum (část apoenzymu tvořená určitými
aminokyselinami) - váže se na něj substrát
• tvar substrátu odpovídá tvaru aktivního centrasubstrát zapadá jako klíč do zámku
• po proběhnutí chemické reakce se uvolňují v
nezměněné podobě, nespotřebovávají se
Co ovlivňuje účinnost enzymů?
• teplota
–
–
–
–
–
nízká teplota – činnost enzymů zpomaluje
vysoká teplota – enzymy ničí
každých 100C se zvýší rychlost reakce 2-3krát
optimální teplota je v rozmezí mezi 25 – 400C
většina enzymů je aktivní do 500C
• pH (většina enzymů je aktivních v neutrálním pH, výjimku
tvoří enzymy trávicího traktu)
• koncentrace enzymu nebo substrátu
(čím vyšší koncentrace, tím vyšší rychlost reakce)
Proenzym (zymogen)
• neaktivní forma enzymu
• aktivaci způsobí:
• biochemické změny, např. odštěpení části jeho
řetězce nebo změna aktivního místa
způsobená navázáním jiné molekuly
(regulátoru) mimo aktivní centrum do tzv.
alosterického centra
Příklady proenzymů
• pepsinogen – v kyselém prostředí žaludku se
mění na aktivní pepsin
• trypsinogen –vylučovaný slinivkou břišní,
účinkem enzymu enteropeptidasy, vznikajícího
v tenkém střevě (či v menší míře účinkem
trypsinu) se mění na aktivní na trypsin
• chymotrypsinogen – vzniká ve slinivce břišní,
odtud je vylučován do dvanáctníku, kde
působí v aktivní formě jako chymotrypsin
Rozdělení enzymů
• do šesti hlavních kategorií, podle chemické reakce,
kterou katalyzují :
– oxidoreduktázy (EC1)
– transferázy (EC2)
– hydrolázy (EC3)
– lyázy (EC4)
– izomerázy (EC5)
– ligázy (syntetázy) (EC6)
• pro velké množství enzymů byl vytvořen jejich kompletní seznam, kde
jsou enzymy vedeny pod čtyřčíselným kódem
EC 1.1.1.1
• první číslo zařazuje enzym do jedné z hlavních kategorií (viz přehled)
Charakteristika skupin enzymů
• oxidoreduktázy - katalyzují přenos elektronů (oxidaci a
redukci mezi dvěma substráty), jsou důležité pro proces
dýchání a fotosyntézu
• transferázy - katalyzují přenos skupiny na jinou např.
transaminázy
• hydrolázy - katalyzují štěpné reakce ve vodě např. ptyalin,
pepsin, amyláza
• lyázy - katalyzují štěpné reakce bez vody
• izomerázy – katalyzují izomerace (reakce uvnitř molekuly
jednoho substrátu, přesouvají tak atomy (skupiny) z jednoho
atomu uhlíku na druhý)
• ligázy - katalyzují syntézy jednoduchých molekul na složitější
Zástupci
•
•
•
•
•
•
•
•
ptyalin – v ústech, štěpí škroby na jednodušší cukry
pepsin – v žaludku, štěpí bílkoviny na AK
trypsin - v žaludku, štěpí bílkoviny na AK
sacharáza – štěpí sacharózu na glukózu
amyláza – štěpí škrob na jednodušší cukry
lipáza – štěpí tuky
proteináza – štěpí bílkoviny
oxido-reduktázy – katalyzují oxidačně redukční děje
Využití enzymů
• biotechnologie – odvětví chemických výrob
– kvasné technologie – výroba piva, vína, octa,
ethanolu atd.
• prací prostředky – obsahují proteinázy a lipázy –
enzymy štěpící bílkoviny a tuky ((tepelně odolné
enzymy)
• lékařství - detekce protilátek, stanovení glukózy v
krvi…
Použitá literatura:
Karlson, Peter. Základy biochemie: vysokošk. učeb. 1. vyd. Praha: Academia,
1965
Kolář, Karel, Kodíček, Milan a Pospíšil, Jiří. Chemie II pro gymnázia: organická a
biochemie. 1. vyd. Praha: SPN, 1997. ISBN 80-7235-283-0.
Kotlík, B. Růžičková, K. Chemie II v kostce pro SŠ, organická chemie a
biochemie. Havlíčkův Brod : Fragment, 1997. ISBN 80–7200–057–8.
Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th
ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2
Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání
na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá
autorskému zákonu.

similar documents