Title: BV2 / BV2 - 2 / Modul 4 / Enzymkinetik

Q: Vad är kinetik?
A: Kemisk reaktionshastighet

Q: Vad är enzymkinetik?
A: Enzymskatalyserad reaktion

Q: Vad menas med benämning av kinetiska parametrar?
A: Mätning av enzymaktivitet

Q: Vad står Vmax för?
A: Maximala hastigheten för en enzymreaktion

Q: Hur sänker enzymet tröskeln för reaktionen (översiktligt)?
A: Genom att överföra substrat till ett mer reaktivt tillstånd - det underlättar för att reaktionen ska ske

Q: Vad visar x-axeln i enzymgrafen?
A: Reaktionsriktningen

Q: Vad visar y-axeln i enzymgrafen?
A: Den energi som hör till substratet

Q: Hur ser relationen ut mellan substratets och produktens energiinnehåll?
A: Substratet har högre energiinnehåll än produkten, vilket betyder att energi frigörs i reaktionen - förutsättningen att ske spontant
- Men det sker inte alltid energi, ibland måste energi tillföras

Q: Hur varierar mängden energi beroende på on reaktionen blir enzymkatalyserad eller inte?
A: Det blir samma
produkt och samma mängd energi frigörs oavsett om reaktionen är
enzymkatalyserad eller inte, det som ändras är att vägen från substrat till
produkt går snabbare med enzym

Q: Vad mer underlättar enzymet?
A: Enzymet underlättar också reaktionen i omvänd riktning

Q: Vad är k i enzymkinetik?
A: En proportionalitetskonstant

Q: Vad kan sägas om 1:a ordningens kinetik?
A: Reaktionshastigheten är proportionell mot substratkoncentrationen
- Allstå ju mer substrat vi har desto fortare går reaktionen

Q: När gäller 1:a ordningens kinetik?
A: Gäller vid låg substratkoncentration

Q: Vad är formeln för 1:a ordningens kinetik?
A: V=k*[S]^1

Q: Vad är formeln för 0:e ordningens kinetik?
A: V=k*[S]^0

Q: Vad kan sägas om 0:e ordningens kinetik?
A: Reaktionshastigheten är oberoende av substratkoncentrationen

Q: När gäller 0:e ordningens kinetik?
A: Gäller vid hög substratkoncentration relativt enzymkoncentrationen
- Enzymtillgången blir då hastighetsbestämmande

Q: Vad är bestämmande i 0:e ordningens kinetik?
A: Enzymtillgången

Q: När viker grafen av avseende reaktionshastighet och substratkoncentration?
A: Det viker av där den gör för att när substratkoncentrationen ökar tillräckligt mycket börjar det bli ont om enzym och spelar ingen roll hur mycket substrat vi har eftersom alla enzym är upptagna
- Då inträder något som kallas för 0:e ordningens reaktion
- Då är reaktionshastigheten oberoende av substratkoncentrationen

Q: Vad är 0:e ordningens reaktion?
A: Då reaktionshastigheten är oberoende av substratkoncentration

Q: När inträder 0:e ordningens reaktion?
A: När substratkoncentrationen ökar så pass att det börjar bli brist på enzym och då spelar det ingen roll hur mycket substrat man tillsätter för ala enzym är upptagna

Q: Vad definierar reaktionshastigheten V0?
A: Antal mol bildad produkt per tidsenhet när produktkoncentrationen (P) är låg
- Detta sker nära tidpunkten 0 (Därav V0)

Q: Vad är michaelis-menten-kinetik?
A: När reaktionshastigheten ökar linjärt med substratkoncentrationen (1:a ordningens kinetik)
Vid högre substratkoncentrationer når reaktionshastigheten en platå och därmed maximum (0:e ordningen)

Q: Vad kan sägas om nettoreaktionshastigheten?
A: Eftersom när enzymerna kan katalysera reaktionerna sänks aktiveringsenergin för reaktionerna i bägge riktningar, alltså om produktkoncentrationen är hög kommer reaktionen i motsatt riktning att ske i större utsträckning
Detta innebär att nettoreaktionshastigheten sjunker, produkt kan också ligga kvar i det aktova sätet och hindra substrat från att binda in - därför mäter man tidigt

Q: Varför mäter man V0 tidigt?
A: Eftersom enzymerna katalyserar reaktionerna så aktiveringsenergi sjuker i bäggre riktningar, innebärande att nettoreaktionshastigheten sjunker
- Produkt kan också ligga kvar i det aktiva sätet och hindra substrat från att binda in

Q: Vad kan få reaktionen att ske i motsatt riktning?
A: Om produktkoncentrationen är hög kommer reaktionen i motsatt riktning att ske i större utsträckning

Q: Vad ska man göra om man vill ha V0-värdena?
A: Då ska man mäta dem tidigt i reaktionen

Q: Vad sker ju mer substrat man lägger till?
A: Ju mer substrat ju mer ökar produktbildningshastigheten - något som liknar första ordningens kinetik

Q: Vad är Michaelis-Menten-ekvationen?
A: v= (Vmax*[S]) / ([S]+Km)

Q: Vad är Vmax?
A: Den maximala hastigheten för den enzymkatalyserade reaktionen

Q: När hittar vi Michaeliskonstanten?
A: När hälften av alla enzymer mättats av substrat - alltså när vi har halva Vmax
- Det är den koncentration av substrat som behövs för att hälften ska mättas

Q: Vilken typ av mått är Michaeliskonstanten?
A: Det är ett affinitetsmått - Ju högre värde på km, ju mer substrat behövs det

Q: Vad är Km ett mått på?
A: Km är ett inverterat mått på substrat-affiniteten hos ett enzym

Q: Vad menas med affinitet avseende Michaeliskonstanten?
A: Affinitet är benägenhet att binda in i detta fall

Q: Vad indikterar stort Km?
A: Stort Km indikerar lägre affinitet

Q: Vad är Km i konstantväg?
A: Km är en fysikalisk konstant som avser ett specifikt enzym för ett specifikt substrat i en given miljö

Q: Vad är Km oberoende av?
A: Km är oberoende av både [E] och [S]

Q: Vilken enhet används vid Km?
A: mol/L (koncentration)

Q: Vad är Km beroende av?
A: Konstanten är miljöberoende, så om vi skulle ändra t.ex. pH ändrar vi enzymets och substratets egenskaper och därmed så ändrar vi även Km-värdet

Q: Varför kan Km vara besvärlig att härleda?
A: Km kan vara en ganska besvärlig sak att härleda eftersom konstanten är en produkt av olika hastighetskonstanter i olika riktningar

Q: Vad är reaktionshastigheten proportionell mot i Michaelis-menten-ekvationen vid mycket låg substratkoncentration?
A: Reaktionshastigheten är direkt proportionell mot substratkoncentrationen

Q: Vad gäller för mycket låg substratkoncentration avseende Michaelis-menten-ekvationen?
A: Substratkoncentrationen<<Km -> Substratkoncentration+Km = Km

Q: Vad gäller för mycket hög substratkoncentration avseende Michaelis-menten-ekvationen?
A: Substratkoncentration>>Km -> Substratkoncentration+Km = Substratkoncentration

Q: Vad gäller när substratkoncentration är densamma som Km avseende Michaelis-menten-ekvationen?
A: Km = Substratkoncentrationen -> Substratkoncentrationen + Km

Q: Vad kan sägas om reaktionshastigheten vid mycket hög substratkoncentration?
A: Reaktionshastigheten är maximal, oberoende av substratkoncentrationen

Q: Vad kan sägas om reaktionshastigheten när Km har samma värde som substratkoncentration?
A: Km har samma värde som substratkoncentrationen, vid vilken reaktionshastigheten är hälften av det maximala

Q: Vad gäller för 2 isoenzymer?
A: De katalyserar samma reaktion, har samma km värde -> det behövs lika mycket substrat för att mätta respektive reaktion/enzym
- Men vid samma enzym kommer det ena kunna genomföra fler omvandlingar -> kunna bilda mer produkt

Q: Hur kan 2 (iso)enzymer jämföras på 2 sätt?
A: Om blått enzym har högre Vmax, men samma Km som svart, dvs blå ger mer produkt vid samma koncentrationer
Om blått enzym har lägre Km, men samma Vmax som svart, dvs blå kräver lägre koncentration för mättad, men vid tillräckligt hög substratkoncentration ger bägge lika snabb produktbildning

Q: Vad används Vmax och Km till?
A: De är mått för att jämföra och kategorisera enzym

Q: Vad händer om 2 enzym har samma Vmax, men olika Km?
A: Det behövs inte lika mycket substrat för att det med lägre Km ska kunna jobba för full maskin, däremot är max-hastigheten densamma för bägge enzymerna - när bägge är mättande jobbar de lika fort

Q: Hur uppskattade man Vmax och Km på den tiden då det inte fanns datorer?
A: Man inverterade Michaelis-menten-ekvationen -> då fick man ett linjärt samband -> dubbel reciprok plott

Q: Vad gjordes för att på ett enklare sätt kunna uppskatta Vmax och därmed Km?
A: Lineweaver och Burk (1934) inverterade Michaelis-Menten-ekvationen

Q: Vad är ett annat namn för dubbel reciprok plott?
A: Lineweaver-Burk plot

Q: Vilken typ av graf är dubbel reciprok plot?
A: Linjär graf

Vad är Lineweaver-Burk plot (ekvationen)?

Q: Vad möjliggjorde Lineweaver-Burk plot?
A: Då kunde man istället hitta -1 genom Km och 1 genom Vmax vid y-axeln

Q: Vad utgör variabler i Lineweaver-Burk ekvationen?
A: 1/V och 1/Substratkoncentrationen

Q: Vad utgör konstanter i Lineweaver-Burk ekvationen?
A: Km/Vmax och 1/Vmax

Q: Vad utgör de olika komponenterna i  Lineweaver-Burk ekvationen om man skulle göra om formeln till en linjär ekvation?
A: y - 1/v
x - 1/Substratkoncentrationen
a - Km/Vmax
b - 1/Vamx

Q: Vad använder vi enzymkinetiken till?
A: Vi använder oss av enzymkinetiken för att jämföra enzymaktiviteten

Q: Vad är ett sammanhang då enzymkinetik-jämförelser är särskilt viktiga?
A: Ett sammanhang då det är särskilt användbart är när man tittar på inhibering

Q: Vad är funktionen hos många läkemedel/gifter?
A: Funktionen/aktiviteten hos många gifter/läkemedel är att påverka enzymers aktivitet genom t.ex. blockering

Q: Vad är ett viktigt sätt för celler att reglera reaktionurval?
A: Inhibering är
också ett viktigt sätt för celler att reglera vilka reaktioner som ska skyndas
på och vilka som ska bromsas

Q: Vad är kompetitiv inhibering?
A: När ett ämne som är snarlikt substratet binder in på den plats där substratet  ska in -> då blir det en sorts tävling mellan substrat och inhibitor -> därav namnet

Q: Vad sker om den kompetitiva inhibitorn har hög affinitet?
A: Om inhibitorn har hög affinitet för enzymet sjunker reaktionshastigheten tydligt - substratet kommer inte ens dit

Q: Vad är ickekompetitiv inhibering?
A: När en inhibitor binder
in till en annan plats på enzymet, vilket innebär att substratet och inhibitorn
inte tävlar om samma plats, utan substratet kan binda in till enzymet även om
inhibitorn finns där

Q: Vad kan substratet inte göra med en kompetitiv inhibitor?
A: Substratet kan inte tävla
bort inhibitorn, så det spelar ingen roll hur mycket substrat vi sätter till,
det här problemet kvarstår

Q: Vad är påverkan hos en ickekompetitiv inhibitor?
A: Inhibitorn påverkar strukturen så att enzymets katalytiska förmåga försämras

Q: Vad innebär kompetitiv inhibition?
A: Innebär att Km ökar -> dvs det behövs mer substrat för att hålla igång reaktionen, men om vi lyckas konkurrera bort inhibitorn blir reaktionshastigheten oförändrad

Q: Hur varierar enzymaktiviteten vid kompetitiv inhibering?
A: Enzymet kan reagera antingen med inhibitorn eller substratet:
- Om substratet binder in kommer reaktionen fortskrida
- Om inhibitorn binder in händer det ingenting om inte substratet kommer in och konkurrerar bort inhibitorn så vi går tillbaka till ovanstående punkt - naturligvis kan det omvända också ske

Q: Vad händer med Km och Vmax vid kompetitiv inhibition?
A: Vmax - oförändrat
Km - ökar

Q: Vad händer med Km och Vmax vid icke-kompetitiv inhibition?
A: Vmax - minskar
Km - oförändrad

Q: Vad händer med Km och Vmax vid mixad inhibition?
A: Vmax - minskar
Km - ökar

Q: Vad är mixad inhibering en inhibering av?
A: Det här är en inbindning vid sidan av det aktiva sätet och den inbindningen påverkar både affinitet och max aktivitet

Q: Hur förändras hastigheten som funktion av substratkoncentrationen vid kompetitiv inhibering?
A: Om vi kollar på hastighet som funktion av substratkoncentrationen kommer hastigheten att sjunka i närvaro av inhibitor, men det är möjligt att nå samma hastighet om man lyckas konkurrera bort inhibitorn - dvs med högre substratkoncentration

Q: Hur kan förändringen i reaktionen vid kompetitiv inhibition ses i en Lineweaker-Burk plot?
A: En lineweaver-burk plott gör det lättare att leta efter/hitta Km
Det vi kan se vid kompetitiv inhibering är att Vmax blir detsamma, medan Km ökar

Q: Vad sker vid ickekompetitiv inhibition?
A: Substratet kan binda in även om det finns en inhibitor bunden där, men det kan inte ska någon katalys - det spelar ingen roll om vi tillsätter mer substrat

Q: Hur förändras hastigheten som funktion av substratkoncentrationen vid icke-kompetitiv inhibering?
A: Då sjunker reaktionshastigheten eftersom en del av enzymerna är tagna ur spel, medan de enzym utan inhibitor bunden till sig funkar precis som vanligt
- Det betyder att Km kommer inte att ändras, däremot sjunker Vmax

Q: Hur kan förändringen i reaktionen vid icke-kompetitiv inhibition ses i en Lineweaker-Burk plot?
A: Här sker det förändringar i lutningen, men startpunkten är densamma

Q: Vad gör hexokinas och glukokinas?
A: Dessa är enzymer som katalyserar fosforyleringen av glukos till glukos-6-fosfat
- Det är den första reaktionen som sker med socker inne i cellen

Q: När är glukokinas aktivt?
A: Glukokinas (lever) är då inte särskilt aktivt vid låga koncentrationer:
- Däremot när maten kommer in är det ganska höga koncentrationer i porta systemet
- Glukokinas har då hög kapacitet att arbeta när det kommer mycket glukos

Q: När är hexokinas aktivt?
A: Hexokinas ute i vävnaden kommer ha full kapacitet och jobba på max redan när vi är på faste-nivå glukos
- Så kommer det in glukos i cellen kommer det fosforyleras
- Däremot är kapaciteten begränsad - Vmax är begränsad

Q: Vad kan man säga att vi generellt har angående enzym?
A: Man kan säga att vi har enzymanpassningar här för olika jobb/för att ta hand om olika situationer
- Här kommer därför Km och Vmax väl till pass

Q: Vilken typ av kurva följer enzymer som följer Michaelis-Menten-ekvationen?
A: En hyperbol kurva

Q: Vilken typ av kurva följer allostera enzymer?
A: En sigmoidal kurva

Q: Hur regleras nyckelsteg i ämnesomsättningen?
A: Flera nyckelsteg i ämnesomsättningen regleras på detta vis med enzymer, dvs inbindning av ämnen som sekundärt påverkar aktiviteten
- Det rör sig om ämnen som antingen aktiverar eller inhiberar reaktionen i fråga

Q: Vad sker med kurvan när enzym är allosteriskt reglerade?
A: När den här regleringen träder in avviker mönstret från michaelis-menten kinetiken med hyperbol-kurvan
- Istället får man en sigmoidal kruva

Q: Vad är ett exempel på allosterisk reglering?
A: Ett nyckelsteg i glykolysen där Fruktos-6-fosfat fosforyleras igen till F-1,6, bisP - är ett viktigt regler-steg i ämnesomsättningen

Q: Vilken typ av reglering är alloster reglering?
A: Feed forward

Q: Vilken typ av reglering är produktinhibering?
A: Feed backward

Q: Vad sker vid feed forward - alloster reglering?
A: Dels kan produkten från en reaktion i en sekvens binda till ett enzym längre ner i samma sekvens och på så sätt aktivera det enzymet
- Det kommer en massa substrat så då gäller det att enzymet som katalyserar (F->G) är igång

Q: Vad sker vid Feed backward - produktinhibering?
A: Om det bildats väldigt mycket produkt behöver ju inte mer av ämnet brytas ned
- Då kan vi sätta upp det nedströms, längre ned i reaktionssekvensen, binda till ett enzym tidigare i kedjan och inhibera det

Q: På vilka 2 sätt kan reglering an enzymaktivitet ske?
A: - Alloster reglering - feed forward
- Produktinhibering - feed backward

Q: Vad är ytterligare ett sätt reglering av enzymaktivitet kan ske på?
A: Genom kovalent modifiering - reversibel eller irreversibel

Q: PÅ vilka sätt kan reglering av enzymaktiviteten ske?
A: Reglering av enzymaktiviteten kan ske på många olika vis och de verkar över olika tidsskalor
Dels genom substrattillgång
- Det påverkar direkt reaktionshastigheten och ger en direkt effekt
Detsamma gäller för produktinhibering
- Den är omedelbar och kan påverka både Vmax och KM
- Produkten kan både verka som en inhibitor, men kan även ge en reaktion i motsatt riktning
Allosterisk kontroll är också mer eller mindre omedelbar
- Kan även verka över minuter beroende på reaktionsväg
Kovalent modifiering
- Är det sätt som t.ex. insulin och glukagon använder för sina intracellulära effekter
- Det är kaskadreaktioner som föregår där och det kan handla om minuter för detta att ta full kraft
Syntes eller degradation av enzym
- Är den långsammaste formen av reglering handlar om uppbyggning av eller nedbrytning av enzymer
- Då är skalan istället på timmar till dagar

Q: Vilken är den långsammaste formen av reglering av enzymaktivitet?
A: Syntes eller degradation av enzym
- Kan ta timmar till dagar

Q: Vad är kovalent modifiering?
A: Det är kaskadreaktioner som föregår där och det kan handla om minuter för detta att ta full kraft
- Är det sätt som t.ex. insulin och glukagon använder för sina intracellulära effekter

Q: Vad orsakar reglering genom substrattillgång?
A: Förändring i hastighet (v)

Q: Vad orsakar reglering genom produktinhinhibition?
A: Förändring i Vmax och/eller Km

Q: Vad orsakar reglering genom alloster reglering?
A: Förändring i Vmax och/eller Km

Q: Vad orsakar reglering genom kovalent modifikation?
A: Förändring i Vmax och/eller Km

Q: Vad orsakar reglering genom syntes och degradation av enzym?
A: Förändring i mängden enzym

Q: Vad är kovalent modifiering - förklaring?
A: Är enzym-katalyserade förändringar av synteserade proteiner och inkluderar addition eller borttagning av kemiska grupper
- Kan rikta in sig på en eller flera aminosyror och förändrar de kemiska egenskaperna vid sätet