Kinetika enzimskih reakcija (2503)

Izv.prof.dr.sc. Valentina Pavić

Sveučilišta J.J. Strossmayer u Osijeku, Odjel za biologiju

Spoznati kinetiku enzimskih reakcija, mogućnosti i tehnike praćenja brzine enzimskih reakcija, kinetičke modele, kinetičke konstante i njihovo određivanje te inhibitore i tipove inhibicije enzimskih reakcija, kao i primjenu ovih spoznaja pri pojašnjavanju metaboličkih i molekularno bioloških procesa.

• Osnovni principi enzimske katalize
• Termodinamičke promjene u enzimskim sustavima
• Jedinice kojima se izražava aktivnost enzima
• Promjene koncentracije sudionika tijekom enzimske reakcije
• Michaelis-Menten model, kinetičke konstante KM i Vmax i njihovo značenje
• Kinetika alosteričkih enzima
• Načini mjerenja brzine enzimskih reakcija
• Inhibicija enzimskih reakcija, tipovi inhibicije, promjene kinetičkih konstanti inhibiranih enzimskih reakcija
• Kinetika enzima u fiziološkim sustavima
• Regulacija metaboličkih procesa kinetičkim osobinama nekih enzima

1. Prilagoditi optimalne uvjete reakcije u odnosu prema vlastito analiziranom biološkom materijalu.
2. Provesti mjerenje brzine enzimske reakcije u biološkom materijalu i izraziti dobivene rezultate na odgovarajući i uobičajen način.
3. Odrediti osnovne kinetičke konstante i raspraviti dobivene rezultate, te pratiti učinak inhibitora na enzime u odabranim biološkim sustavima.
4. Primijeniti stečena znanja te literaturne podatke pri pojašnjavanju metaboličkih i molekularno-bioloških procesa.

Redovito pohađanje nastave (maksimalni izostanak 2h predavanja); vježbe, tj. laboratorijski rad mora se odraditi u cjelosti.

1. Nelson D. L., Cox M. M. (2013) Lehninger principles of biochemistry, W. H. Freeman & Co., 6th ed. New York
2. Cornish-Bowden A. (2004) Fundamentals of Enzyme Kinetics, revised Edition, Portland Press, London

1. Adamczyk, Malgorzata, Karen van Eunen, Barbara M. Bakker, and Hans V. Westerhoff. 2011. “Enzyme Kinetics for Systems Biology When, Why and How.” Methods in Enzymology 500: 233–57. doi:10.1016/B978-0-12-385118-5.00013-X.
2. Berg, Jeremy M., John L. Tymoczko, Lubert Stryer, Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, and Lubert Stryer. 2002. Biochemistry. 5th ed. W H Freeman.
3. Bu, H.-. 2006. “A Literature Review of Enzyme Kinetic Parameters for CYP3A4-Mediated Metabolic Reactions of 113 Drugs in Human Liver Microsomes: Structure- Kinetics Relationship Assessment.” Current Drug Metabolism 7 (3): 231–49. doi:10.2174/138920006776359329.
4. Chow, Melissa L., Laura Troussicot, Marie Martin, Bastien Doumèche, Florence Guillière, and Jean-Marc Lancelin. 2016. “Predicting and Understanding the Enzymatic Inhibition of Human Peroxiredoxin 5 by 4-Substituted Pyrocatechols Combining Funnel-Metadynamics, Solution NMR and Steady-State Kinetics.” Biochemistry, May. doi:10.1021/acs.biochem.6b00367.
5. Deschamps, Joshua D., Abiola F. Ogunsola, J. Brian Jameson, Adam Yasgar, Becca A. Flitter, Cody J. Freedman, Jeffrey A. Melvin, et al. 2016. “Biochemical/Cellular Characterization and Inhibitor Discovery of Pseudomonas Aeruginosa 15-Lipoxygenase.” Biochemistry, May. doi:10.1021/acs.biochem.6b00338.
6. Durruty, Ignacio, Luis A. N. Aguirrezábal, and María M. Echarte. 2016. “Kinetic Modeling of Sunflower Grain Filling and Fatty Acid Biosynthesis.” Frontiers in Plant Science 7: 586. doi:10.3389/fpls.2016.00586.
7. Filatova, Lyubov Y., David M. Donovan, Nadiya T. Ishnazarova, Juli A. Foster-Frey, Stephen C. Becker, Vladimir G. Pugachev, Nadezda G. Balabushevich, Natalia F. Dmitrieva, and Natalia L. Klyachko. 2016. “A Chimeric LysK-Lysostaphin Fusion Enzyme Lysing Staphylococcus Aureus Cells: A Study of Both Kinetics of Inactivation and Specifics of Interaction with Anionic Polymers.” Applied Biochemistry and Biotechnology, May. doi:10.1007/s12010-016-2115-7.
8. Ghneim, H. K. 2016. “The Kinetics of the Effect of Manganese Supplementation on SOD2 Activity in Senescent Human Fibroblasts.” European Review for Medical and Pharmacological Sciences 20 (9): 1866–80.
9. Li, Pu, and Quoc Dong Vu. 2013. “Identification of Parameter Correlations for Parameter Estimation in Dynamic Biological Models.” BMC Systems Biology 7: 91. doi:10.1186/1752-0509-7-91.
10. Li, Pu, and Quoc Dong Vu. 2015. “A Simple Method for Identifying Parameter Correlations in Partially Observed Linear Dynamic Models.” BMC Systems Biology 9: 92. doi:10.1186/s12918-015-0234-3.
11. Marangoni, Alejandro G. 2002. Enzyme Kinetics. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc. http://doi.wiley.com/10.1002/0471267295.
12. Rubin, Katy J., and Peter Sollich. 2016. “Michaelis-Menten Dynamics in Protein Subnetworks.” The Journal of Chemical Physics 144 (17): 174114. doi:10.1063/1.4947478.
13. Sawlekar, Rucha, Francesco Montefusco, Vishwesh V. Kulkarni, and Declan G. Bates. 2016. “Implementing Nonlinear Feedback Controllers Using DNA Strand Displacement Reactions.” IEEE Transactions on Nanobioscience, April. doi:10.1109/TNB.2016.2560764.
14. Tummler, Katja, Timo Lubitz, Max Schelker, and Edda Klipp. 2014. “New Types of Experimental Data Shape the Use of Enzyme Kinetics for Dynamic Network Modeling.” The FEBS Journal 281 (2): 549–71. doi:10.1111/febs.12525.

• Rasprave sa studentima i kolegama.
• Praćenje napredovanja svakoga studenta.
• Uspješnost kolegija će evaluirati svake godine zajedničko stručno povjerenstvo Instituta Ruđer Bošković, Sveučilišta u Dubrovniku i Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku.