Selgitame, mis on ensüümid ja nende struktuur.Samuti, kuidas neid valke klassifitseeritakse ja kuidas nad toimivad.
Mis on ensüümid?
Ensüümid on komplekt valk vastutab erinevate katalüüside (tulistamine, kiirendamine, muutmine, aeglustamine ja isegi peatamine) eest keemilised reaktsioonidtingimusel, et need on termodünaamiliselt võimalikud. See tähendab, et need on organismis reguleerivad ained elusolendid, tavaliselt vähendades Energia reaktsiooni käivitamiseks vajalik algne.
Ensüümid on hädavajalikud elu ja katalüüsivad umbes 4000 teadaolevat keemilist reaktsiooni eeldusel, et pH, temperatuuri või keemiline kontsentratsioon, kuna ensüümid, olles valgud, võivad samuti denatureerida ja kaotada oma efektiivsuse.
Esimese ensüümi avastasid 19. sajandi keskel Anselme Payen ja Jean-Francois Persoz, kuigi eksperimendid kääritamine Louis Pasteur oli juba aimanud mõne orgaanilise "kiirendava" aine olemasolu nendes protsessides, mida tol ajal peeti puhtalt keemiliseks.
Ensüümid on tänapäeval laialdaselt tuntud ja tegelikult kasutatavad erinevates inimtööstuses (toit, kemikaalid, põllumajandus, nafta jne), lisaks sellele, et see on meie keha sisemist tasakaalu hoidvate komponentide asendamatu osa, kiirendab vajalikke reaktsioone (näiteks need, mis annavad energiat), aktiveerivad ja deaktiveerivad teisi valikuliselt (nagu teevad hormoonid) ja kirev ja nii edasi.
Ensüümide struktuur
Enamik ensüüme koosneb väga erineva suurusega globulaarsetest valkudest: alates 62 aminohappest koosnevatest monomeeridest kuni tohutute ahelateni, mille pikkus on umbes 2500. Kuid ainult vähesed neist on otseselt seotud reaktsiooni katalüüsiga, nn.aktiivne keskus.
Järjestus, milles kõik need aminohapped on kokku pandud, määrab ensüümi kolmemõõtmelise struktuuri, mis määrab ka selle spetsiifilise toimimise. Mõnikord on sellel struktuuril ka kohti, mis meelitavad ligi kofaktoreid, st muid aineid, mille sekkumine on vajalik soovitud efekti saavutamiseks.
Ensüümid on väga spetsiifilised, see tähendab, et nad ei reageeri millegagi ega osale üheski reaktsioonis. Neil on väga spetsiifiline ja täpne biokeemiline ülesanne, mida nad täidavad väga väikese vigade protsendiga.
Ensüümide klassifikatsioon
Ensüümid klassifitseeritakse nende katalüüsitava spetsiifilise reaktsiooni alusel järgmiselt:
- Oksüdoreduktaasid. Nad katalüüsivad oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioone, st ülekannet elektronid või alates aatomid vesinikku ühelt substraadilt teisele. Nende näideteks on ensüümid dehüdrogenaas jac oksüdaas.
- Transferaasid. Need katalüüsivad spetsiifilise keemilise rühma peale vesiniku ülekandumist ühelt substraadilt teisele. Selle näiteks on ensüüm glükokinaas.
- Hüdrolaasid. Nad tegelevad reaktsioonidega hüdrolüüs (rebend molekulid orgaaniline molekulide poolt Vesi). Näiteks laktaas.
- Liasas. Ensüümid, mis katalüüsivad substraatide purunemist või keevitamist. Näiteks atsetaatdekarboksülaas.
- Isomeraasid. Need katalüüsivad isomeeride vastastikust muundumist, st muudavad molekuli selle kolmemõõtmeliseks geomeetriliseks variandiks.
- Sukapaelad. Need ensüümid katalüüsivad spetsiifilisi substraadi sidumisreaktsioone trifosfaatnukleotiidide samaaegse hüdrolüüsi kaudu (näiteks ATP või GTP). Näiteks ensüüm privaatne karboksülaas.
Kuidas ensüümid töötavad?
Ensüümi toimet saab kiirendada kalorienergia taseme tõusuga.
Ensüümid võivad toimida erineval viisil, kuigi vähendades alati keemilise reaktsiooni aktiveerimisenergiat, st selle käivitamiseks vajalikku energiahulka. Need erinevad režiimid on:
- Ambient. Aktiveerimisenergiat vähendatakse reaktsiooni toimumist soodustava keskkonna loomisega, näiteks substraadi keemiliste omaduste muutmine reaktsioonide kaudu oma aminohappekihiga.
- Hõlbustada üleminekut. Üleminekuenergiat vähendatakse substraati muutmata, st luues reaktsiooni toimumiseks optimaalsete laengutega keskkonna.
- Andke alternatiivne marsruut. Sel juhul reageerivad ensüümid substraadiga, moodustades ES-i (ensüümi/substraat) kompleksi, mis "jätab etapid vahele" reaktsiooni tavalisel teel, vähendades reaktsiooni toimumiseks vajalikku aega.
- Suurendage temperatuuri. Teatud parameetrite piires võib ensüümi toimet kiirendada taseme tõus kalorienergia, antud eksotermilised reaktsioonid paralleelselt.