a biokémiában a szubsztrát olyan molekula, amelyen egy enzim hat. Az enzimek katalizálják a szubsztrátot(szubsztrátumokat) érintő kémiai reakciókat. Egyetlen szubsztrát esetén a szubsztrát az enzim aktív helyével kötődik, enzim-szubsztrát komplex képződik. Az aljzat egy vagy több termékké alakul át, amelyeket ezután felszabadítanak az aktív helyről. Az aktív hely ezután szabadon fogadhat egy másik szubsztrát molekulát., Egynél több szubsztrát esetében ezek egy adott sorrendben kötődhetnek az aktív helyhez, mielőtt együtt reagálnának a termékek előállítására. A szubsztrátot “kromogénnek” nevezzük, ha egy enzim hatására színes termék keletkezik. A szövettani enzim lokalizációs vizsgálatokban az enzimaktivitás színes terméke mikroszkóp alatt, a biológiai szövetek vékony szakaszaiban tekinthető meg. Hasonlóképpen, a szubsztrátot “fluorogénnek” nevezzük, ha egy enzim hatására fluoreszkáló termék keletkezik.,
például a túró képződése (oltó koaguláció) olyan reakció, amely a rennin enzim tejhez való hozzáadásával következik be. Ebben a reakcióban a szubsztrát egy tejfehérje (pl. kazein), az enzim pedig rennin. A termékek két polipeptid, amelyeket a nagyobb peptid szubsztrát hasításával alakítottak ki. Egy másik példa a hidrogén-peroxid kémiai bomlása, amelyet a kataláz enzim végez. Mivel az enzimek katalizátorok, az általuk végzett reakciók nem változtatják meg őket. A szubsztrátum(ok) azonban termék(EK )ké alakulnak., Itt a hidrogén-peroxid víz-és oxigéngázzá alakul át.
E + S ↽ − − ES ES ⟶ EP ↽ − − E E + P {\displaystyle {\ce {{e}+ s <=> ES -> EP <=> {e}+ p}}
- ahol e enzim, s szubsztrát, és p termék
míg az első (kötési) és a harmadik (kötési) lépés általában reverzibilis, a középső lépés visszafordíthatatlan lehet (mint az imént említett rennin és kataláz reakciókban) vagy reverzibilis (pl., sok reakció a glikolízis metabolikus úton).
a szubsztrátkoncentráció növelésével a reakció sebessége növekszik annak valószínűsége miatt, hogy az enzim-szubsztrát komplexek száma növekszik; ez addig történik, amíg az enzimkoncentráció korlátozó tényezővé nem válik.
Szubsztrát promiscuityEdit
Bár enzimek általában igen sajátos, néhány képesek elvégezni katalízis több mint egy hordozó, ingatlan nevezett enzim promiszkuitás. Egy enzimnek számos natív szubsztrátja és széles specifikussága lehet (pl., citokróm P450-ek általi oxidáció), vagy lehet, hogy egyetlen natív szubsztrátja van hasonló, nem natív szubsztrátokkal, amelyeket alacsonyabb sebességgel katalizálhat. Azok a szubsztrátok, amelyekre egy adott enzim in vitro reagálhat laboratóriumi körülmények között, nem feltétlenül tükrözik az enzim reakcióinak fiziológiai, endogén szubsztrátjait in vivo. Ez azt jelenti, hogy az enzimek nem feltétlenül végeznek minden olyan reakciót a szervezetben, amely a laboratóriumban lehetséges., Például, míg a zsírsav-amid hidroláz (FAAH) hasonló sebességgel hidrolizálhatja a 2-arachidonoilglicerin (2-AG) és az anandamid endokannabinoidjait in vitro, a FAAH genetikai vagy farmakológiai zavara emeli az anandamidot, de nem 2-AG, ami arra utal, hogy a 2-AG nem endogén, in vivo szubsztrát a FAAH számára. Egy másik példában megfigyelhető, hogy az N-Acil-taurinok (NATs) drámaian növekednek a FAAH-megszakított állatokban, de valójában gyenge in vitro FAAH szubsztrátok.,
Érzékenységszerkesztés
érzékeny szubsztrátok, más néven érzékeny index szubsztrátok olyan gyógyszerek, amelyek a klinikai gyógyszer-gyógyszer kölcsönhatás (DDI) vizsgálatokban az adott metabolikus út erős index inhibitoraival ≥5-szeres AUC-növekedést mutatnak.
A Közepesen érzékeny szubsztrátok olyan gyógyszerek, amelyek a klinikai DDI vizsgálatokban az adott metabolikus útvonal erős index inhibitoraival ≥2-<5-szeres AUC-növekedést mutatnak.,
szubsztrátok közötti Kölcsönhatásszerkesztés
ugyanazon citokróm P450 izoenzim metabolizmusa számos klinikailag jelentős gyógyszerkölcsönhatást eredményezhet.
Vélemény, hozzászólás?