Soru

Zorluk: ZorKoenzimler ve Kofaktörler

Hücre içi biyokimyasal reaksiyonların katalizlenmesinde görev alan yardımcı grupların (kofaktörlerin) enzime bağlanma afiniteleri ve süreklilikleri, reaksiyon mekanizmasının temelini oluşturur. Bazı yardımcı gruplar reaksiyon döngüsü sırasında enzimden ayrılan "ko-substratlar" iken, diğerleri enzime kalıcı veya çok sıkı şekilde bağlı olan "prostetik gruplar" olarak tanımlanır.

Buna göre, aşağıdaki enzim ve yardımcı grup eşleştirmelerinden hangisi, yardımcı grubun enzime bağlanma karakteri veya metal iyonu ilişkisi açısından yanlıştır?

  1. A
    Karbonik anhidraz — Zn2+Zn^{2+} (Metalloenzim bileşeni; aktif merkezde yapısal ve katalitik rol oynayarak sıkıca tutulur)
  2. B
    Süksinat dehidrogenaz — FAD (Prostetik grup; enzimin histidin kalıntısına kovalent bağ ile kalıcı olarak bağlanmıştır)
  3. C
    Piruvat karboksilaz — Biotin (Prostetik grup; enzim yapısındaki lizin yan zincirine kovalent olarak bağlanmıştır)
  4. D
    Piruvat dehidrogenaz — Tiamin pirofosfat (Prostetik grup; enzime kovalent olmayan ancak çok sıkı bağlarla tutunur)
  5. Laktat dehidrogenaz — NAD+NAD^{+} (Prostetik grup; aktif merkeze kovalent bağla bağlanarak reaksiyon boyunca enzimden ayrılmaz)Cevap

Cevap

Laktat dehidrogenaz enziminde kullanılan NAD+NAD^{+}, bir prostetik grup değil, geçici olarak bağlanan bir ko-substrattır.
Laktat dehidrogenaz enziminin kullandığı NAD+NAD^{+} (veya NADP+NADP^{+} kullanan diğer enzimler), bir ko-substrattır. Bu moleküller aktif merkeze zayıf etkileşimlerle bağlanır ve reaksiyonun sonunda (oksitlenmiş veya indirgenmiş formda) enzimden ayrılarak bir sonraki reaksiyon için serbest kalırlar. Kovalent bağlanma göstermezler ve prostetik grup sınıfına girmezler.

Adım Adım Çözüm

1
Koenzimlerin bağlanma tiplerini (ko-substrat vs. prostetik grup) ayırt et.
NAD+NAD^{+} ve NADP+NADP^{+} gibi niasin türevleri ko-substrattır; FAD, Biotin ve TPP gibi gruplar ise genellikle prostetik gruptur.
Ko-substratlar reaksiyon sırasında enzimden ayrılırken, prostetik gruplar enzimin ayrılmaz bir parçasıdır.
2
Spesifik enzim örneklerindeki metal iyonu ve kovalent bağ durumlarını kontrol et.
Karbonik anhidrazda Zn2+Zn^{2+} metalloenzim yapısındadır. Süksinat dehidrogenazda FAD kovalent bağlıdır.
Metalloenzimlerde metal iyonu yapısal bir bileşendir; bazı prostetik gruplar ise kovalent bağla sabitlenir.
3
Laktat dehidrogenaz (LDH) mekanizmasını değerlendir.
LDH, piruvat ve laktat dönüşümü sırasında NAD+NAD^{+}/NADH çiftini ortamdan alıp verir.
NAD+NAD^{+} kovalent bağlanmaz ve reaksiyon sonunda indirgenmiş halde enzimden uzaklaşır.

Anahtar Kavram

Koenzimlerin (ko-substrat ve prostetik grup) ve metalloenzimlerin bağlanma karakteristikleri.
Bu soruyu puanla