Maraming mga reaksiyong kemikal sa bawat buhay na selula. Ang mga enzyme (enzymes) ay mga protina na may espesyal at napakahalagang tungkulin. Ang mga ito ay tinatawag na biocatalysts. Ang pangunahing pag-andar ng mga enzyme ng protina sa katawan ay upang mapabilis ang mga reaksiyong biochemical. Ang mga unang reagents, ang interaksyon na kung saan ay na-catalyzed ng mga molekula na ito, ay tinatawag na substrates, at ang mga huling compound ay tinatawag na mga produkto.
Sa kalikasan, ang mga enzyme na protina ay gumagana lamang sa mga buhay na sistema. Ngunit sa modernong biotechnology, ang mga klinikal na diagnostic, mga parmasyutiko at gamot, mga purified enzymes o kanilang mga complex ay ginagamit, pati na rin ang mga karagdagang sangkap na kinakailangan para sa pagpapatakbo ng system at visualization ng data para sa mananaliksik.
Biological na kahalagahan at katangian ng mga enzyme
Kung wala ang mga molekulang ito, ang isang buhay na organismo ay hindi magagawang gumana. Ang lahat ng mga proseso ng buhay ay gumagana nang maayos salamat sa mga enzyme. Ang pangunahing pag-andar ng mga protina ng enzyme sa katawan ay upang ayusin ang metabolismo. Kung wala ang mga ito, imposible ang normal na metabolismo. Ang aktibidad ng molekular ay kinokontrol ngmga activator (inductors) o mga inhibitor. Ang kontrol ay kumikilos sa iba't ibang antas ng synthesis ng protina. Ito rin ay "gumagana" kaugnay ng natapos na molekula.
Ang pangunahing katangian ng mga protina-enzymes ay ang pagiging tiyak sa isang partikular na substrate. At, nang naaayon, ang kakayahang mag-catalyze lamang ng isa o mas madalas ng isang bilang ng mga reaksyon. Kadalasan ang mga ganitong proseso ay nababaligtad. Ang isang enzyme ay responsable para sa parehong mga pag-andar. Ngunit hindi lang iyon.
Ang papel ng mga enzyme protein ay mahalaga. Kung wala ang mga ito, hindi magpapatuloy ang mga biochemical reaction. Dahil sa pagkilos ng mga enzyme, nagiging posible para sa mga reagents na malampasan ang hadlang sa pag-activate nang walang makabuluhang paggasta ng enerhiya. Sa katawan ay walang paraan upang painitin ang temperatura na higit sa 100 ° C o gumamit ng mga agresibong sangkap tulad ng laboratoryo ng kemikal. Ang protina ng enzyme ay nagbubuklod sa substrate. Sa bound state, ang pagbabago ay nangyayari sa kasunod na paglabas ng huli. Ganito gumagana ang lahat ng catalyst na ginagamit sa chemical synthesis.
Ano ang mga antas ng organisasyon ng isang molekula ng protina ng enzyme?
Karaniwan ang mga molecule na ito ay may tertiary (globul) o quaternary (ilang konektadong globule) na istruktura ng protina. Una, sila ay synthesize sa isang linear form. At pagkatapos ay nakatiklop sila sa kinakailangang istraktura. Upang matiyak ang aktibidad, ang biocatalyst ay nangangailangan ng isang tiyak na istraktura.
Ang mga enzyme, tulad ng ibang mga protina, ay sinisira ng init, matinding pH value, mga agresibong kemikal na compound.
Mga karagdagang katangianenzymes
Kabilang sa mga ito, ang mga sumusunod na tampok ng mga bahagi ay nakikilala:
- Stereospecific - ang pagbuo ng isang produkto lamang.
- Regioselectivity - pagsira ng chemical bond o pagbabago ng grupo sa isang posisyon lang.
- Chemoselectivity - catalysis ng isang reaksyon lang.
Mga tampok ng trabaho
Nag-iiba-iba ang pagtitiyak ng enzyme. Ngunit ang anumang enzyme ay palaging aktibo na may kaugnayan sa isang tiyak na substrate o grupo ng mga compound na katulad ng istraktura. Ang mga non-protein catalysts ay walang ganitong katangian. Ang pagiging tiyak ay sinusukat sa pamamagitan ng binding constant (mol/l), na maaaring kasing taas ng 10−10 mol/l. Ang gawain ng aktibong enzyme ay mabilis. Ang isang molekula ay nagpapatakbo ng libu-libo hanggang milyon-milyong mga operasyon bawat segundo. Ang antas ng acceleration ng biochemical reactions ay makabuluhang (1000-100000 beses) na mas mataas kaysa sa mga conventional catalysts.
Ang pagkilos ng mga enzyme ay nakabatay sa ilang mekanismo. Ang pinakasimpleng pakikipag-ugnayan ay nangyayari sa isang molekula ng substrate, na sinusundan ng pagbuo ng isang produkto. Karamihan sa mga enzyme ay kayang magbigkis ng 2-3 magkakaibang molekula na tumutugon. Halimbawa, ang paglipat ng isang grupo o atom mula sa isang tambalan patungo sa isa pa, o dobleng pagpapalit ayon sa prinsipyong "ping-pong". Sa mga reaksyong ito, ang isang substrate ay karaniwang konektado, at ang pangalawa ay nauugnay sa pamamagitan ng isang functional group na may enzyme.
Ang pag-aaral sa mekanismo ng pagkilos ng enzyme ay nangyayari gamit ang mga pamamaraan:
- Mga kahulugan ng mga intermediate at final na produkto.
- Mga pag-aaral ng geometry ng istruktura at mga functional na pangkat na nauugnay sasubstrate at magbigay ng mataas na rate ng reaksyon.
- Mutation ng enzyme genes at pagtukoy ng mga pagbabago sa synthesis at aktibidad nito.
Active at connecting center
Ang substrate molecule ay mas maliit kaysa sa enzyme protein. Samakatuwid, ang pagbubuklod ay nangyayari dahil sa isang maliit na bilang ng mga functional na grupo ng biocatalyst. Bumubuo sila ng isang aktibong sentro, na binubuo ng isang tiyak na hanay ng mga amino acid. Sa mga kumplikadong protina, mayroong prosthetic na grupo ng hindi protina na kalikasan sa istraktura, na maaari ding maging bahagi ng aktibong sentro.
Kailangang mag-isa ng isang hiwalay na pangkat ng mga enzyme. Ang kanilang molekula ay naglalaman ng isang coenzyme na patuloy na nagbubuklod sa molekula at inilalabas mula dito. Ang isang ganap na nabuong enzyme na protina ay tinatawag na holoenzyme, at kapag ang cofactor ay tinanggal, ito ay tinatawag na apoenzyme. Ang mga bitamina, metal, derivatives ng nitrogenous base ay kadalasang kumikilos bilang mga coenzymes (NAD - nicotinamide adenine dinucleotide, FAD - flavin adenine dinucleotide, FMN - flavin mononucleotide).
Ang binding site ay nagbibigay ng substrate specificity. Dahil dito, nabuo ang isang matatag na substrate-enzyme complex. Ang istraktura ng globule ay itinayo sa paraang magkaroon ng isang angkop na lugar (slit o depression) sa ibabaw ng isang tiyak na sukat, na nagsisiguro sa pagbubuklod ng substrate. Ang zone na ito ay karaniwang matatagpuan hindi malayo sa aktibong sentro. Ang ilang enzyme ay may mga site para sa pagbubuklod sa mga cofactor o metal ions.
Konklusyon
Protina-Ang enzyme ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa katawan. Ang ganitong mga sangkap ay nagpapagana ng mga reaksiyong kemikal, ay responsable para sa proseso ng metabolismo - metabolismo. Sa anumang buhay na selula, daan-daang biochemical na proseso ang patuloy na nagaganap, kabilang ang mga reaksyon ng pagbabawas, paghahati at synthesis ng mga compound. Ang oksihenasyon ng mga sangkap ay patuloy na nangyayari na may malaking pagpapalabas ng enerhiya. Ito, sa turn, ay ginugol sa pagbuo ng mga carbohydrates, protina, taba at kanilang mga complex. Ang mga produkto ng cleavage ay ang mga bloke ng pagbuo para sa synthesis ng mga kinakailangang organic compound.
