Biokimika entzimak. Egitura, propietate eta funtzioak

bizi organismo guztien zelula hauek, erreakzio kimikoak milioika ospatuko. Horietako bakoitzak oso garrantzitsua da, beraz, garrantzitsua da prozesu biologiko abiadura mantentzeko goi-mailan. Ia erreakzio bakoitza bere entzima katalizatzen. Zer dira entzimak? Zein da euren kaiola batean rol?

Entzimak. definition

Epe "entzima" da Latin fermentum eratorritako - altchagarritic. daiteke ere deitu ahal izango dute Greziako batetik entzimak en zyme - "jauzi eta mugetatik".

Entzimak - substantzia biologiko aktibo, beraz, zelula gertatzen edozein erreakzio, horiek gabe ezin egin. Konposatu horiek katalizatzaile gisa jarduteko. Ondorioz, edozein entzima bi propietate nagusi ditu:

1) Enzima biokimikoa erreakzio bizkortzen du, baina ez da kontsumitzen.

2) Oreka konstante horren balioa ez da aldatzen, baina balio hori lortzea bakarrik bizkortzen.

Entzimak arindu milaka biokimikoa erreakzioak, eta zenbait kasutan, milioi bat aldiz. Horrek esan nahi du entzima sistemaren ezean barneko prozesu guztiak ia gelditu, eta zelula bera hiltzen. Beraz, entzimak rola osagai aktibo gisa altua da.

entzimak hainbat posible erregulatzeko zelula metabolismoa dibertsifikatzeko. Edozein erreakzio parte klaseak hainbat hartu entzimen jauzi batean. katalizatzaile biologikoak molekularen osaera zehatz baten bidez selektibitatea handia dute. T. To. Gehienetan entzimek naturan proteina dira, hirugarren mailako edo Kuaternarioa egitura dute. Arrazoia da berriro molekularen berezitasuna.

entzimen funtzioa zelula

entzimaren zeregin nagusia - azelerazioa dagokion erreakzioa. Edozein cascade prozesuak, ur oxigenatua eta amaitzeko glycolysis deskonposizio geroztik, katalizatzaile biologiko baten presentzia eskatzen du.

entzimak funtzionamendu egokia lortzen zehaztasun handiaren substratu jakin bati. Horrek esan nahi du katalizatzaile hori bakarrik azkartzeko zenbait erreakzio eta ez gehiago, nahiz eta oso antzekoak. entzima berezitasuna-maila batez, honako taldeak:

1) berezitasuna osoz entzimak denean erreakzio bakar bat bakarrik katalizatzen. Adibidez, Kolagenasa kolageno eta maltase cleaves maltose bildumei.

2) berezitasuna erlatiboa entzimak. Horretan sartzen duten erreakzioak klase jakin bat bideratzeko daiteke, adibidez, hydrolytic bikoiztea substantzia.

biocatalyst lanak bere gune aktiboa konexioa substratuaren hasten da. Aldi berean blokeoa eta gakoa antzeko elkarrekintza osagarria buruz hitz egiteko. Hau aipatzen den substratuaren partida osoa zentro aktiboa, eta horrek erreakzio azkartzeko aukera ematen osatzen.

Hurrengo pausoa erreakzio zehar datza. Bere abiadura handitzen entzima konplexu ekintza. Azkenean, entzima, hau da erreakzio produktuak lotutako lortuko dugu.

Final etapa - erreakzio produktuak kentzeko entzimaren, gune aktibo horren ondoren, berriro beste eragiketa doan bihurtzen dute.

Eskematikoki, etapa bakoitzean entzima lana honela idatz daiteke:

1) S + E -> SE

2) SE -> SP

3) SP -> S + P, non S - entzima, eta P - - produktua substratu, E da.

entzimen sailkapena

Giza gorputzean, entzimak kopuru handi bat aurkitu ahal izango duzu. beren funtzio eta lanari buruzko ezagutza guztiak sistematizatu ziren, eta, ondorioz, ez zen sailkapena komun bat, horren bidez, erraz dezakezu zehaztu zer katalizatzaile jakin bat da. Hona hemen entzimen oinarrizko sei klaseak, baita azpitalde adibide batzuk.

1. Oxidoreductase.

Klase honen Entzimak bideratzeko redox erreakzioak. Guztira berreskuratutako 17 azpi-taldeak. Oxidoreductases ohi dira ez-proteina zati emandako bitamina edo heme.

oxidoreductases artean daude askotan aurki honako azpitalde hauek:

a) deshidrogenasa. Biokimika-deshidrogenasa entzima da hidrogeno atomo moztean eta transferitzeko beste substratu da. azpitalde hau gehien arnasketa, fotosintesia erreakzioak ere ohikoa da. deshidrogenasa parte bezala zertan coenzyme NAD / NADH edo flavoproteins FAD / FMN forma presente. Askotan ez metal ioiak dira. Horren adibide dira, besteak beste, tsitohromreduktazy gisa entzimak, pirubato deshidrogenasa, isocitrate deshidrogenasa, eta, gainera, gibela entzimak askok (laktato deshidrogenasa, glutamato deshidrogenasa, eta abar. D.).

b) oxidases. entzimak kopuru bat bideratzeko oxigeno gain hidrogenoa eta, horren bidez, erreakzio produktuak ura edo ur oxigenatua izan daiteke (H ₂ 0, H ₂ 0 _2). entzimak adibide cytochrome Oxidasa, tyrosinase.

c) peroxidase eta katalasa - the deskonposizio H ₂ O ₂ bideratzeko duten ura eta oxigenoa entzimak.

g) oxygenase. biocatalysts horiek azkartzeko oxigenoa substratu eranskina. Dofamingidroksilaza - Entzima horien adibide bat.

2. Transferases.

Xede-talde honen entzimak emailearen hartzaileari substantzia substantzia batetik erradikal transferentzia da.

a) methyltransferase. DNA methyltransferase - gakoa entzimak prozesua kontrolatzen duten DNA erreplika. Metilazioa nukleotido azido nukleikoak lan erregulazioan garrantzitsua du.

b) acyltransferase. azpitalde honen Entzimak molekula batetik garraiatzen azilatuaren beste talde bat da. Adibideak acyltransferases: lezitina-kolesterola acyltransferase (Nazioarteko Diru Funtsa darama gantz azido kolesterola batera), lizofosfatidilholinatsiltransferaza (azilatuaren taldeko transferitu nahi lysophosphatidylcholine).

c) aminotransferases - diren aminoazidoen bihurtzeko parte hartzen duten entzimak. entzima alanine aminotransferase bertan pirubato eta glutamato batetik alanine sintesia katalizatzen amino talde bat, transferitu adibideak.

g) phosphotransferase. Entzimak bideratzeko fosfato taldearen azpi-talde honen gain. Beste izen phosphotransferase kinasa, ohikoagoa da. Horren adibide dira, besteak beste, hexokinase eta Aspartato dira, hexosa fosfato-hondakinak (gehienak glukosa) erantsita gisa entzimak, eta azido aspartic , hurrenez hurren.

3. Hidrolasak - bonu bikoiztea bideratzeko duten molekula entzimak klase bat, ur Horrez jarraian. Talde honen parte diren substantziak - nagusia digestio entzima.

a) esterases - apurtu ester bonu. Adibidea - gantzak hori hautsi lipases.

b) glycosidases. Biokimika serie honen entzimak glycoside polimeroak (oligosakaridoak eta polisakaridoak) lokarriak suntsitzea datza. Adibideak: amylase, sucrase, maltase.

c) peptidase - proteinen matxura bideratzeko duten aminoazidoak entzimak. Peptidase erlazionatutako esaterako pepsin, trypsin, Kimotripsina, karboiksipeptidaza entzimak.

g) Amidases - cleave amide bonuak. Adibideak: .. Arginase, urease, glutaminase abar askok entzimak amidase aurkitu ornithine zikloa.

4. Lyases - hidrolasa antzeko funtzio entzimak, ordea bonu bikoiztea ez ur kontsumitu molekulak ere. Klase honen Entzimak dute beti ez-proteina zati zati bat, adibidez, B1 eta B6 bitamina formularioa.

a) decarboxylase. Entzima hauek C-C bonoa jarduteko. Adibideak azido glutamikoa decarboxylase edo pirubato decarboxylase dira.

b) hydratase eta dehydratase - C-O bonu bikoiztea bideratzeko duten entzimak.

c) amidine-lyases - C-N fidantza suntsitu. Adibidea: argininsuktsinatliaza.

g) R-O lyase. Horrelako entzimak ohi dira cleaved fosfato talde bat substratu material batetik. ADIBIDEA: adenylyl cyclase.

entzimen Biokimika oinarritutako bere egitura

entzima bakoitzaren gaitasuna da banakako, bakarrik bere berezko egitura zehazten. Edozein entzima - nagusiki proteina, eta bere egitura eta tolesgarri gradua jolastu bere funtzioa zehazteko funtsezko rola.

biocatalyst bakoitza zentro aktiboa da, eta horrek, aldi berean, ez dago desberdin hainbat arlo funtzionala banatzen presentzia ditu ezaugarri:

1) Katalitikoak Center - proteina, bertan, entzima atxikimendua substratuaren eskualde berezi bat. proteina molekula katalitikoak zentro konformazio arabera hainbat forma bat da, eta horrek substratuaren baita blokeoa eta gakoa dagozkie hartu daiteke. egitura konplexua Horrelako azaltzen du zergatik entzimaren proteina hirugarren edo Kuaternarioa egoeran dago.

2) Adsortzio Center - "titularrak" gisa balio du. Hemen, komunikazio guztien lehen hartzen entzima molekula eta substratu molekula arteko lekua. Hala ere, konexioa the adsortzio zentroa, oso ahula osatzen duen, eta, beraz, katalitikoak erreakzio etapa honetan itzulgarria.

3) alosterikoa zentroetan izango dira zentro aktiboa kokatuta daiteke, eta entzima azalera osoan zehar. Haien funtzioa - entzimaren erregulazioan. Erregulazio gertatzen molekula inhibitzaileak eta aktibatzaile molekula bidez.

aktibatzailea proteinen entzima molekula loteslea, azkartu bere funtzionamendua. Inhibitzaileak, aitzitik, galarazteko jarduera katalitikoa, eta hau bi modutara egin dezakezu gertatzen dira: bai molekularen alosterikoa zentro entzimaren (lehiakorra inhibizioa) erdian aktiboa eskualdean lotzen edo da proteina (noncompetitive inhibizioa) eskualdean beste erantsita. inhibizioa lehiakorra eraginkorragoa jotzen da. entzimaren loteslea substratu espazio beraz itxia ostean, eta prozesu hau baino ez da posible inhibitzaile molekularen kasualitatea ia osoa kasuan eta zentro aktiboa osatzen.

Enzima askotan ez du aminoazidoak osatuko dute, baina baita beste substantzia organiko eta ez-organikoen. Ondorioz, isolatua apoenzyme - proteina zati coenzyme - moiety organiko eta cofactor - parte-organikoak. Coenzyme irudikatzen ahalko ulgevodami, gantzak, azido nukleikoak, bitaminak. Aldi berean, co-faktore - a euskarri metal ioiak da askotan. Entzimen jarduera da, bere egitura zehazten: substantzia osagarria konposizio sartuta, propietate katalitikoak aldatzen. Hainbat entzimen mota - Faktore horiek guztiak osatzeko konplexua konbinazio baten emaitza da.

entzimen lana arautzea

Entzimak substantzia biologiko aktibo ez da beti gorputzaren beharrezko gisa. entzimen Biokimika gehiegizko katalisi kalte bizi zelula kasuan ahal izango dute hori. ondorio kaltegarriak saihesteko gorputzean beharrezkoa entzimak bere lana nolabait arautu orrian.

T. To. Entzimak dira naturan proteina, erraz egiten dira tenperatura altuetan suntsitu. denaturation prozesua itzulgarria da, baina substantzia nabarmen eragin dezake.

pH halaber erregulazioan paper garrantzitsua du. Gehienezko entzimaren jarduera, oro har, pH neutroa (7,0-7,2) at ikusitako. Era bakarrik baldintza azidoa azpian edo alkalinoak bakarrik lan egiten duten entzimak ditu. Horrela, mugikorraren lisosometako ere pH baxua, zein maximoa hydrolytic entzimen jardueraren mantendu. zitoplasma, non ingurumena neutral hurbilago kontaktua istripuz gertatuz gero, beren jarduera murriztu egingo da. "Samopoedaniya" from Horrelako babesa hidrolasa ezaugarriak oinarritzen da.

merezi coenzyme eta cofactor garrantzia entzimak konposizio buruz aipatzea merezi du. bitaminak edo metal ioiak presentzia nabarmen eragiten entzimak zehatz batzuk funtzionamendua.

entzimen nomenklatura

Gorputzaren entzimak guztiak euren klaseak edozein pertenecientes, baita substratu bertan erreakzionatu zuten arabera deitzen dira. Batzuetan nomenklatura sistematikoa ez baina izenburuan substratuaren bi erabiltzen.

Entzima batzuen izenak adibideak:

1. Gibel Entzima: laktato degidrogen aza-glutamato-aza-degidrogen.
2. entzimaren izen osoa sistematikoa: laktato + NAD-aza -oksidoredukt.

Kontserbatu eta trivial izenak, eta hori ez nomenklatura arauak atxikitzen. trypsin, Kimotripsina, pepsin: Adibideak digestio-entzimak dira.

entzimen sintesia prozesua

entzimen funtzioak zehaztu dira, nahiz eta maila genetikoa berean. Geroztik molekula da, eta handiak. - Protein, eta bere sintesi zehazki transkripzioa eta itzulpena prozesuak bera da.

Synthesis entzimak honela gertatzen da. Hasieran, DNA nahi den entzima mRNA osatzeko informazio irakurri. Messenger RNA hori entzimaren zati dira aminoazido guztiak kodetzen. entzimen erregulazioa halaber DNA mailan gerta daiteke, erreakzioaren produktua katalizatzen bada nahikoa gene transkripzio geltokietan eta alderantziz, han bat produktuaren beharra badago, transkripzio prozesua aktibatzen da.

batzean - Behin mRNA du zitoplasma, hurrengo fasera estreinatu zen. erribosomak On endoplasmic reticulum sintetizatu lehen katean peptidikoengan bidez lotutako aminoazidoen osatua. Hala ere, proteina lehen egituran molekularen ezin oraindik bere enzimatikoa funtzioa burutzeko.

entzima jarduera proteina egituren menpe. Same EPS proteina gertatzen bihurrituz, horrela lehen, bigarren eta, ondoren, hirugarren mailako egitura osatuz. Entzima batzuk sintesia fase honetan gelditu da, baina katalizatzaile jarduera hobetzeko da askotan beharrezkoa eranskin eta cofactor coenzyme.

the endoplasmic reticulum arlo batzuetan atxikitako entzimaren osagai organiko dator: azukreak, azido nukleikoak, gantzak eta bitamina. Entzima batzuk ezin coenzyme presentzia gabe lan egiteko.

Cofactor eraketa funtsezko rola jokatzen proteina egitura Kuaternarioa du. entzimen funtzio batzuk daude eskuragarri denean bakarrik proteina domeinu erakundearen. Beraz, oso bere presentzia Kuaternarioa egitura horietan anitz proteina globules arteko lotura-a metal ioi bat da garrantzitsua da.

entzimak forma anitzak

Egoera Badira beharrezkoa denean erreakzio bera bideratzeko, baina bata bestearen datoz alderdi batzuetan zenbait entzimen presentzia. Adibidez, entzimaren 20 gradutara lan egin ahal izango da, baina 0 gradutan, ez du bere funtzioak betetzeko gai izan. Zer egoera bat, hala nola, bizi tenperatura baxuetan gorputzean egin?

Arazo hori erraz erreakzio bera bideratzeko erabili zenbait entzimen presentzia konpondu, baina lan baldintza ezberdinetan. Badira bi entzimen forma bat baino gehiago mota:

1. Isoenzymes. Horrelako proteinak dira geneak hainbat kodetuta, aminoazidoak ezberdinak osatuta daude, baina erreakzio bera bideratzeko.
2. forma bat baino gehiago egia. proteinak horiek gene beretik transkribatu, baina erribosomak aldatzea peptido gertatzen da. irteera hartan entzima bereko hainbat forma ekoiztu.

Ondorioz, lehenengo motako forma anitz maila genetikoa eratu da, betiere, bigarren - itzulpen ondoko orrian.

esanahia entzimak

Medikuntzan entzimen erabilera dator behera sendagaiak berriaren alea, horren zati substantziak dira dagoeneko eskuineko kantitate bezala. Zientzialariek ez dute oraindik aurkitu dira entzimak falta gorputzean sintesia estimulatzeko modu bat, baina gaur egun zabalduena banatzen drogak gora egin ahal euren desabantaila irauten duen.

zelula batean hainbat entzimak bizitza mantentzeari dagozkionak erreakzioak kopuru handia bideratzeko. ordezkariak horietako bat nucleases enizmov dira taldea: endonuclease eta exonuclease. Haien lana da zelula batean azido nukleikoak, kaltetutako DNA eta RNA kentzea maila konstante mantentzeko.

Ez odol clotting fenomenoa ahaztu. babes-neurri eraginkor bat bezala, prozesuan dago entzimak kopuru bat kontrolatzen. Horien artean bidegorria thrombin, eta horrek ez aktiboak proteina fibrinogeno bihurtzen fibrin aktiboa sartu da. Bere haria sare moduko bat ontzi lesioa gune occludes dela eta, horrela, gehiegizko odol-galera eragozten sortzen du.

Entzimak ardogintza, brewing, ekoizpen esnekiak askoren erabiltzen. For glukosa legamiarekin alkohola erabili ahal izango da, hala ere, prozesu hau agerraldia arrakastatsua eta ateratzeko horietako nahikoa.

bitxikeria horrek buruz ez nekien

- Da 5.000 1.000.000 to - gorputzaren entzimen guztiak masa handi bat. Hau da proteinen presentzia molekularen ondorioz. Konparatzeko, glukosa pisua molekularreko - 180 Bai, eta karbono dioxidoaren - 44 guztira, Bai.

- Orain arte, inauguratu 2.000 entzimak direla hainbat organismo zelula aurkitu. Hala ere, substantzia horietako gehienak oraindik ere ez dira guztiz ulertzen.

- Entzimen jarduera garbiketa hautsak eraginkorragoa lortzeko erabiltzen da. Hemen, entzimak rol bera betetzeko gorputzean jo: materia organikoa deskonposatzen dute, eta jabetza hori Borroka lekuak laguntzen. Gomendagarria da, besteak beste, detergente bat erabili ez 50 gradu baino handiagoa tenperaturan, bestela denaturation prozesuarekin daiteke joan.

- Estatistiken arabera, pertsonen% 20 mundu mailako entzimak edozein eza pairatzen.

- denbora luzez ezagutzen entzimak propietate buruz, baina soilik 1897an, jendeak ez legamiarekin dela konturatu, eta haien zelula zati bat Azukre hartzidura alkohol sartu erabil daiteke.