X'inhi l-funzjoni tal-proteina enzima? Il-funzjoni enżimatika tal-proteini: eżempji

Il-ħidma tal-ġisem tagħna - proċess kumpless ħafna li fih miljuni ta 'ċelluli involuti, eluf ta' sustanzi differenti. Iżda hemm żona waħda li hija kompletament dipendenti fuq il-proteini speċifiċi, li mingħajrhom l-ħajja tal-bniedem jew mill-annimali jkun kompletament impossibbli. Kif inti probabilment guessed, qed nitkellmu issa dwar l-enzimi.

Illum se tikkunsidra l-enżimatika funzjoni ta 'proteini. Dan huwa qasam ewlieni ta 'bijokimika.

Peress li l-bażi ta 'dawn is-sustanzi huma b'mod predominanti proteini, allura dawn jistgħu jiġu kkunsidrati minnhom. Għandek tkun taf li għall-enzimi ewwel darba ġew skoperti fl-30s tas-seklu 19, biss il-xjentisti ħadu aktar minn seklu, sabiex tasal għal definizzjoni aktar jew inqas uniformi għalihom. Allura dak funzjoni hija mwettqa minn enzimi proteina? Fuq din, kif ukoll l-istruttura tagħhom u r-reazzjonijiet tal-eżempji li inti ser jitgħallmu minn dan l-artikolu.

Inti għandek tifhem li mhux kull proteina jista 'jkun enzima, anke fit-teorija. proteini globulari biss jiffurmaw kapaċi juru attività katalitiku rigward l komposti organiċi oħra. Bħal kull sustanza naturali kollha f'din il-klassi, l-enżimi huma komposti minn residwi amino aċidi. Innota li l-funzjoni enżimatika tal-proteini (eżempji ta 'li se tkun fl-artikolu) jista' jsir biss permezz ta 'wieħed li l-piż molari hija iżgħar minn 5000.

X'inhu enzima, id-definizzjoni moderna

Enzimi - a katalista ta bijoloġiku oriġini. Huma għandhom il-ħila biex iħaffu r-reazzjoni, minħabba l-kuntatt mill-qrib bejn il-reactants (sottostrati). Nistgħu ngħidu li l-funzjoni enżimatika tal-proteini - proċess wħud kataliżi ta 'reazzjonijiet bijokimiċi li huma uniċi għall organiżmu ħaj. parti żgħira minnhom biss jistgħu jiġu riprodotti fil-laboratorju.

Għandu jiġi nnutat li f'dan il-qasam kien hemm xi avvanz fis-snin riċenti. Ix-xjentisti gradwalment joqrob lejn il-ħolqien enzimi artifiċjali li jistgħu jintużaw mhux biss għal skopijiet ekonomiċi, iżda wkoll il-mediċina. Huwa żviluppat enzimi li jista 'effettivament jeqred anki żoni żgħar ta' kanċer inċipjenti.

Liema partijiet tal-enzima involuta direttament fir-reazzjoni?

Innota li, f'kuntatt mal-sottostrat ma jinkludix il-ġisem sħiħ ta 'l-enzima, iżda biss sezzjoni żgħira li huwa msejjaħ il-sit attiv. Dan huwa proprjetà prinċipali tagħhom ta 'kumplimentarjetà. Dan il-kunċett jimplika li l-enzima huwa idealment adatta għas-sottostrat fil-forma u l-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tagħhom. Nistgħu ngħidu li l-funzjoni ta 'enżimi f'dan il-każ huwa kif ġej:

• ilma tagħhom jaqa 'mill-wiċċ qoxra.
• Hemm deformazzjoni ċerta (polarizzazzjoni, per eżempju).
• Wara li dawn jiġu rranġati b'mod speċjali fl-ispazju, filwaqt tqarrib lejn xulxin.

Dawn il-fatturi jwasslu għall-aċċelerazzjoni tar-reazzjoni. Issa, ejjew jagħmlu paragun bejn l-enżimi u katalisti inorganiċi.

jqabblu r-rendiment ta '	enzimi	katalizzaturi inorganiċi
Aċċelerazzjoni tar-reazzjoni quddiem u b'lura	l-istess	l-istess
Speċifiċità (kumplimentarjetà)	Adattati biss għal tip speċifiku ta 'materjal, speċifiċità għolja	Jista 'jkun universali, l-aċċellerazzjoni reazzjonijiet simili diversi
veloċità rispons	Tiżdied l-intensità tar-reazzjoni ta 'ftit miljun darba	L-aċċelerazzjoni fil-mijiet u eluf ta 'drabi
Reazzjoni għal sħana	Ir-reazzjoni tmur għal "le" minħabba l-denaturazzjoni totali jew parzjali ta 'proteini involuti fiha	Meta msaħħan, reazzjonijiet aktar katalitiċi ripetutament aċċellerat

Kif tistgħu taraw, il-funzjoni enżimatika tal-proteini teħtieġ speċifiċità. Minnu nnifsu se jżidu wkoll li ħafna minn dawn il-proteini għandhom ukoll speċi speċifiċi. Fi kliem sempliċi, enżimi umani bilkemm adattati għal guinea pig.

Tagħrif importanti dwar l-istruttura ta 'enżimi

L-istruttura ta 'dawn komposti huwa iżolat immedjatament tliet livelli. L-istruttura primarja jistgħu jiġu identifikati mill-residwi amino aċidi li huma parti mill-enzimi. Peress li l-funzjoni enżimatika tal-proteini, li eżempji tagħhom għandna ripetutament iċċitata f'dan l-artikolu, tista 'ssir biss minn ċerti kategoriji ta' komposti, li jiġu identifikati bi preċiżjoni fuq din il-bażi huwa pjuttost reali.

Fir-rigward tal-livell sekondarju, l-aċċessorju għaliha huwa determinat permezz ta 'tipi addizzjonali ta' bonds li jistgħu jseħħu bejn dawn ir-residwi amino aċidi. Dan idroġenu komunikazzjoni, elettrostatiċi, idrofobiċi, u Van der interazzjonijiet Waals. Bħala riżultat tat-tensjoni li jikkawżaw dawn il-konnessjonijiet fil-partijiet differenti tal-enzima prodotta α-helix, il-linja u b-linji.

L-istruttura terzjarja hija riżultat tal-fatt li l-porzjonijiet relattivament kbar tal-katina polypeptide sempliċiment darbiet. Il-linji li jirriżultaw huma msejħa oqsma. Fl-aħħarnett, il-formazzjoni finali ta 'din l-istruttura iseħħ biss wara interazzjoni stabbli stabbilita bejn oqsma differenti. Għandu jiġi mfakkar li l-formazzjoni ta 'l-oqsma infushom għaddejjin b'mod kompletament indipendenti minn xulxin.

Xi karatteristiċi dominju

Tipikament, il-katina polypeptide li minnhom huma ffurmati, jikkonsisti ta 'madwar 150 residwi amino aċidi. Meta oqsma jinteraġixxu ma 'xulxin, iffurmata globule. Peress li l-funzjoni mwettqa mill-siti attivi enżimatiċi bbażati fuqhom, għandhom jifhmu l-importanza ta 'dan il-proċess.

-Dominju nnifisha hija kkaratterizzata mill-fatt li bejn residwi amino aċidi fl-istruttura tagħha hemm bosta interazzjonijiet. In-numru tagħhom huwa ħafna ogħla għal dawk ir-reazzjonijiet bejn infushom oqsma. Għalhekk, l-kavità bejniethom relattivament "vulnerabbli" ma 'azzjonijiet ta' solventi organiċi varji. Il-volum tal-ordni ta '20-30 angstrom kubu li joqgħod diversi molekuli ilma. oqsma differenti spiss ikollhom kompletament uniku struttura tridimensjonali, li huwa assoċjat mal-prestazzjoni tal-funzjonijiet kompletament differenti.

siti attivi

Bħala regola, is-siti attivi huma jinsabu strettament bejn oqsma. Għaldaqstant, kull wieħed minnhom għandu rwol importanti ħafna fil-kors tar-reazzjoni. Minħabba dan l-arranġament ta 'l-oqsma misjuba flessibbiltà konsiderevoli, il-mobilità fil-qasam tal-enzima. Dan huwa estremament importanti, peress li l-funzjoni enżimatika hija mwettqa biss dawk komposti li jistgħu jbiddlu b'mod xieraq il-pożizzjoni ġeografika tagħha.

Bejn it-tul tal-bonds polypeptide fil-korp ta 'l-enzima, u billi l-funzjonijiet kif komplessi huma mwettqa, hemm rabta diretta. rwol kumplikazzjoni tintlaħaq billi jiffurmaw is-sit attiv tar-reazzjoni bejn l-dominju katalitiku u minħabba l-formazzjoni ta 'oqsma kompletament ġodda.

Xi proteini, enżimi (eżempji - lysozyme u glycogen) jistgħu jvarjaw ħafna fid-daqs (129 u 842 residwi amino aċidi, rispettivament), għalkemm ir-reazzjoni tkun katalizzati qsim ta 'bonds kimiċi tal-istess tip. Id-differenza hija li l-enzimi aktar massiva u kbar huma kapaċi biex jikkontrollaw aħjar il-pożizzjoni tagħha fl-ispazju, li jiżgura stabilità u akbar ħeffa ta 'reazzjoni.

Il-klassifikazzjoni prinċipali ta 'enżimi

Bħalissa aċċettati u mifruxa fid-dinja huwa l-klassifikazzjoni standard. Skond tagħha, inhi sitt klassijiet ewlenin, mal-subklassijiet rilevanti. Aħna nikkunsidraw biss il-bażiċi. Hawn huma:

1. Oxidoreductases. Il-funzjoni ta 'enżimi f'dan il-każ - Reazzjonijiet redox stimulazzjoni.

2. Transferasi. Jista 'jwettaq l-substrati trasferiment bejn il-gruppi li ġejjin:

• unitajiet One-karbonju.
• Tibqa 'ta' aldeidi u ketoni.
• Acyl u glycosyl komponenti.
• Alkil (bħala eċċezzjoni ma jistgħux iġorru CH3) residwi.
• bażijiet nitroġenużi.
• Gruppi fihom fosfru.

3. hydrolases. F'dan il-każ, il-funzjoni enżimatiku jaqbdu l-proteini tat-tipi ta 'komposti li ġejjin:

• Esteri.
• Glikosidi.
• Esteri, u thioesters.
• bonds tip Peptide.
• Relazzjoni tip NM (ħlief tal-istess peptide).

4. Lyases. Huma kapaċi ingaġġ gruppi bil-formazzjoni sussegwenti ta 'rbit doppju. Barra minn hekk, hemm jista 'jwettaq il-proċess invers: jissieħbu ma' gruppi magħżula għall-bonds doppju.

5. Isomerases. F'dan il-każ, il-funzjoni enżimatika tal-proteini hija kkumplikata reazzjonijiet kataliżi iżomeriċi. Dan il-grupp jinkludi l-enzimi li ġejjin:

• Racemase, epimerase.
• Tsistransizomerazy.
• oxidoreductases intramolekulari.
• transferases intramolekulari.
• lyase intramolekulari.

6. ligases (magħrufa wkoll bħala synthetase). Dawn huma użati għall-qsim ta 'ATP filwaqt jiffurmaw xi konnessjonijiet.

Huwa faċli li l-avviż li l-funzjoni enżimatika tal-proteini huwa oerhört importanti, minħabba li huma jikkontrollaw sa ċertu punt kważi kollha tar-reazzjonijiet li jseħħu kull tieni fil-ġisem tiegħek.

Dak li jibqa 'l-enzima wara l-interazzjoni mal-sottostrat?

Spiss, l-enzima huwa proteina oriġini globulari, iċ-ċentru attiva tiegħu hija rrappreżentata minn residwi istess tagħha tal-aċidu amminiku. Fil-każijiet l-oħra, fil-parti ċentrali konnessi b'mod sod miegħu grupp prostetiċi jew coenzyme (ATP, per eżempju), ir-relazzjoni hija ħafna aktar dgħajfa. A katalista imsejħa holoenzyme, u l-fdal tagħha, wara li titneħħa l apoenzyme ATP ffurmati.

B'hekk, skond din karatteristika enzimi klassifikati fil-gruppi li ġejjin:

• hydrolase sempliċi, lyase, u isomerase, li ġeneralment ma jkunx fihom bażi coenzyme.
• proteini Enzyme (eżempji - xi transaminase) li jinkludu grupp prostetiċi (aċidu lipoic, per eżempju). Dan il-grupp jinkludi ħafna ta 'peroxidase.
• Enizmy li għalihom il-riġenerazzjoni coenzyme meħtieġa. Dawn jinkludu kinases, kif ukoll ħafna mill-oxidoreductases.
• katalisti oħra, il-kompożizzjoni tiegħu għadu mhux mifhum għal kollox.

Is-sustanzi kollha li huma parti mill-ewwel grupp, huma użati fl-industrija alimentari. Kollha katalizzaturi oħra jeħtieġu kundizzjonijiet speċifiċi ħafna għall-attivazzjoni tagħha, u għalhekk, għandu jaħdem biss fil-ġisem, jew f'xi esperimenti tal-laboratorju. Għalhekk, il-funzjoni enżimatika - dan huwa reazzjoni speċifika ħafna, li jikkonsisti fl-istimulazzjoni (kataliżi) reazzjonijiet f'ċerti tipi ta 'kundizzjonijiet definiti tajjeb tal-ġisem tal-bniedem jew mill-annimali.

X'jiġri fil-sit attiv, jew għaliex enżimi tahdem b'mod effettiv?

Aħna ripetutament qal li l-muftieħ għall-fehim ta 'kataliżi enżimatika huwa l-ħolqien taċ-ċentru attiva. Huwa hemmhekk li l-irbit speċifika tas-substrat, li dawn il-kondizzjonijiet huma ħafna aktar attivi jirreaġixxu. Sabiex għalik biex jifhmu l-kumplessità tar-reazzjonijiet qed isir hemmhekk, jagħtu eżempju sempliċi li jiġri fermentazzjoni glukosju, huwa meħtieġ darba 12 enżimi! Bl-istess mod interazzjoni diffiċli isir possibbli biss minħabba l-fatt li proteina li twettaq il-funzjoni enżimatika għandu l-ogħla livell ta 'speċifiċità.

Tipi ta 'speċifiċità enzimi

Huwa assoluta. F'dan il-każ, l-ispeċifiċità huwa muri biss wieħed, strettament definiti enzima tip. Għalhekk, l-urease jinteraġixxi biss bl-urea. Mal-ħalib lattosju kif dan jidħol fl-reazzjoni taħt kwalunkwe kondizzjonijiet. Dan huwa dak funzjoni tkun issir minn proteini, enżimi fil-ġisem.

Barra minn hekk, il-grupp mhux ispeċifiċità assoluta komuni. Kif tista 'tinftiehem mill-isem, f'dan il-każ hemm "receptivity" strettament għal klassi ta' komposti organiċi (esteri, inklużi alkoħol kumplessi jew aldeidi). Per eżempju, pepsin, li hija waħda mill-enzimi ewlenin tal-istonku, turi biss ispeċifiċità għall idroliżi ta 'bonds peptide. alcohol dehydrogenase jinteraġixxi esklussivament alkoħol u ma laktikodegidraza maqsuma xi ħaġa oħra għajr aċidi alpha-hydroxy.

Jiġri wkoll li l-karatteristika funzjoni enżimatika ta 'grupp partikolari ta' komposti, iżda taħt ċerti kondizzjonijiet, l-enżimi jistgħu jaġixxu fuq pjuttost differenti mill-mejn tagħhom "skop" ta 'sustanza. F'dan il-każ, il-katalista "tendenza" għal ċertu klassi ta 'sustanzi, iżda taħt ċerti kondizzjonijiet jista' jaqbdu u komposti oħra (mhux neċessarjament ekwivalenti). Madankollu, f'dan il-każ, ir-reazzjoni se jmorru ħafna aktar bil-mod.

Magħrufa għall-abbiltà tal tripsin li taġixxi fuq il-bonds peptide, iżda ftit nies jafu li din il-proteina li twettaq il-funzjoni ta 'l-enzima fil-passaġġ gastro-intestinali, tista' ukoll jirreaġixxu ma 'komposti ester differenti.

Fl-aħħarnett, hemm il-ispeċifiċità tal-ottika. Dawn l-enzimi jistgħu jinteraġixxu ma 'varjetà wiesgħa ta' sustanzi lista għal kollox, iżda biss bil-kundizzjoni li dawn ikollhom proprjetajiet ottiċi definiti sew. Għalhekk, il-funzjoni enżimatika tal-proteini f'dan il-każ huwa simili ħafna għall-prinċipju ta 'azzjoni mhux enżimi, katalisti u l-oriġini mhux organika.

Liema fatturi jiddeterminaw l-effiċjenza ta 'kataliżi?

Illum, huwa maħsub li l-fatturi li jiddeterminaw grad estremament għoli ta 'effiċjenza ta' l-enzimi huma:

• effett tikkonċentra.
• effett orjentazzjoni spazjali.
• Il-versatilità ta 'l-ċentru reazzjoni attiva.

B'mod ġenerali, l-effett ta 'konċentrazzjoni tas-sustanza ma jkunx differenti minn dak fl-reazzjonijiet kataliżi inorganiċi. F'dan il-każ, konċentrazzjoni ta 'tali sottostrat, li huwa bosta drabi akbar minn valur simili għal affarijiet l-oħra l-volum ta' soluzzjoni fiċ-ċentru attiva. Fiċ-ċentru ta 'reazzjoni selettiv xorta sustanzi molekula li għandhom jirreaġixxu ma' xulxin. Mhuwiex diffiċli li raden li dan l-effett iwassal għal żieda fil il-kimika tar-rata ta 'reazzjoni b'ħafna iktar.

Meta proċess kimiku standard iseħħ, huwa estremament importanti, li hija parti mill-molekuli interazzjoni se jikkonfliġġu ma 'xulxin. Fi kliem sempliċi, is-sustanza tal-molekula fil-ħin ta 'l-kolliżjoni għandha tkun strettament orjentata relattivi għal xulxin. Minħabba l-fatt li hija mwettqa taħt forza, allura komponenti kollha involuti huma rranġati f'linja partikolari, ir-reazzjoni kataliżi hija mgħaġġla aktar bil madwar tliet ordnijiet ta 'tali dawran fis-sit attiv tal-enżimi.

Taħt multifunzjonalità f'dan il-każ jirreferi għal karatteristika ta 'komponenti kollha tas-sit attiv fl-istess ħin (jew strettament koordinat) taġixxi fuq il-molekula "ttrattata" sustanza. Fejn wieħed (molekula) huwa mhux biss mwaħħal tajjeb fl-ispazju (ara. Fuq), iżda wkoll bidliet ħafna karatteristiċi tiegħu. Dan kollu flimkien twassal għall-fatt li l-enzima qed issir ħafna aktar faċli li jaġixxu fuq is-sottostrat kif meħtieġ.