Gli enzimi. Termodinamica delle reazioni enzimatiche. Energia di attivazione (Ea). Cinetica di Michaelis-Menten: Km , Vmax. Effetto del pH sulle reazioni enzimatiche. pKa dei residui catalitici. Inibitori ed inibizione. Marcatori di affinità. Meccanismo d'azione degli enzimi. Cinetica di stato prestazionario. Regolazione dell'attività enzimatica. Mutagenesi sito diretta. Analisi di enzimi mutati. Plot di Scatchard. Uso della cristallografia in enzimologia
A. FershtSTRUTTURA E MECCANISMI D’AZIONE DEGLI ENZIMI.Zanichelli
Obiettivi Formativi
Scopo del corso è fornire agli studenti le basi teoriche per lo studio della catalisi enzimatica. Comprendere le relazioni struttura-funzione; analizzare i meccanismi di regolazione e la flessibilità conformazionale delle proteine; analisi e valutazione dei complessi multienzimatici; teoria dello stato di transizione; termodinamica di una reazione catalizzata; tipi di catalisi; Studio delle equazioni fondamentali della cinetica enzimatica per giungere alla determinazione delle costanti di velocità enzimatiche. Analisi della cinetica di stato prestazionario. Analizzare la dipendenza dal pH delle reazione catalizzate da enzimi. Analisi dei metodi per individuare i residui coinvolti nella catalisi.
Prerequisiti
Insegnamenti contenenti i prerequisiti (vincolanti e/o consigliati)Corsi vincolanti: NessunoCorsi raccomandati: Nessuno. E' comunque necessaria la conoscenza dei principi di base della biochimica.
Metodi Didattici
Numero di ore relative alle attività in aula: 48
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale.
Programma del corso
Gli enzimi: caratteristiche generali. Coenzimi e cofattori e vitamine. Il sito attivo. Classificazione degli enzimi. La termodinamica delle reazioni enzimatiche. Spontaneità di una reazione. Grafico energetico di una reazione catalizzata da un enzima. Energia di attivazione (Ea). Equazione di Arrhenius. Relazione tra Ea e velocità di una reazione enzimatica. La cinetica enzimatica. La velocità iniziale. Condizioni di rapido equilibrio. Equazione di Michaelis-Menten. Significato dei principali parametri cinetici Km e Vmax e kcat. Il grafico dei doppi reciproci. Effetto del pH sulle reazioni catalizzate da un enzima. Gruppi ionizzabili negli enzimi: loro titolazione. Il pKa dei residui catalitici. Esempi pratici. Modello di Dixon Inibitori ed inibizione. Inibizione Competitiva, non competitiva, acompetitiva e mista. Inibizione parziale: metodi cinetici per l'individuazione di un inibitore parziale. L'inibizione irreversibile. Esempi di inibizione irreversibile. Marcatori di affinità. Utilizzo dei marcatori di affinità per la mappatura dei residui catalitici di un enzima. Tipi di catalisi. Esempi di meccanismo d'azione degli enzimi: esempi pratici. La cinetica di stato prestazionario. Individuazione di un intermedio cinetico. Regolazione dell'attività enzimatica. Controllo su sintesi e degradazione. Modificazioni covalenti. Attivazione proteolitica. Allosterismo: principi e modelli cinetici. Studio del meccanismo catalitico di un enzima mediante mutagenesi. Analisi strutturali e cinetiche di enzimi mutati. Dominanti negativi ed individuazione dei substrati fisiologici di un enzima. Plot di Scatchard. La cristallografia in enzimologia