Ensieme is globulêre proteïene wat alle sellulêre prosesse help om voort te gaan. Soos alle katalisators, kan hulle nie die reaksie omkeer nie, maar dien om dit te bespoedig.
Lokalisering van ensieme in die sel
Binne die sel is individuele ensieme gewoonlik vervat en werk in streng gedefinieerde organelle. Die lokalisering van ensieme hou direk verband met die funksie wat hierdie deel van die sel gewoonlik verrig.
Byna alle glikolise-ensieme is in die sitoplasma geleë. Ensieme van die trikarboksielsuursiklus is in die mitochondriale matriks. Die aktiewe stowwe van hidrolise is vervat in lisosome.
Individuele weefsels en organe van diere en plante verskil nie net in die stel ensieme nie, maar ook in hul aktiwiteit. Hierdie kenmerk van weefsels word in die kliniek gebruik in die diagnose van sekere siektes.
Daar is ook ouderdomverwante kenmerke in die aktiwiteit en stel ensieme in weefsels. Hulle is die duidelikste sigbaar tydens embrioniese ontwikkeling tydens weefseldifferensiasie.
Ensiemnomenklatuur
Daar is verskeie naamstelsels, wat elkeen die eienskappe van ensieme in 'n ander mate in ag neem.
- Rusal. Die name van stowwe word lukraak gegee. Byvoorbeeld, pepsien (pepsis - "vertering", Grieks) en tripsien (tripsis - "dun", Grieks)
- Rasionaal. Die naam van die ensiem bestaan uit die substraat en die einde "-ase". Amilase versnel byvoorbeeld die hidrolise van stysel (amylo - "stysel", Grieks).
- Moskou. Dit is in 1961 deur die Internasionale Kommissie vir Ensiemnomenklatuur by die 5de Internasionale Kongres van Biochemie aangeneem. Die naam van die stof bestaan uit die substraat en die reaksie wat deur die ensiem gekataliseer (versnel) word. As die funksie van ensieme is om 'n groep atome van een molekule (substraat) na 'n ander (akseptor) oor te dra, sluit die naam van die katalisator die chemiese naam van die akseptor in. Byvoorbeeld, in die reaksie van die oordrag van 'n aminogroep van alanien na 2-hidroksoglutaarsuur, is die ensiem alanien: 2-oksoglutaraataminotransferase betrokke. Naam weerspieël:
- substraat - alanien;
- akseptor - 2-oksoglutaarsuur;
- 'n aminogroep word in die reaksie oorgedra.
Die Internasionale Kommissie het 'n lys van alle bekende ensieme saamgestel, wat voortdurend bygewerk word. Dit is as gevolg van die ontdekking van nuwe stowwe.
Klassifikasie van ensieme
Daar is twee maniere om ensieme in groepe te verdeel. Die eerste bied twee klasse van hierdie stowwe:
- eenvoudig - bestaan slegs uit proteïene;
- kompleks - bevat 'n proteïendeel (apoënsiem) en 'n nie-proteïendeel wat 'n koënsiem genoem word.
In die nie-proteïen-deelkomplekse ensiem kan vitamiene insluit. Interaksie met ander stowwe vind plaas deur die aktiewe sentrum. Die hele ensiemmolekule neem nie aan die proses deel nie.
Eienskappe van ensieme, soos ander proteïene, word deur hul struktuur bepaal. Na gelang daarvan versnel katalisators net hul reaksies.
Die tweede metode van klassifikasie verdeel stowwe volgens die funksie van ensieme. Die resultaat is ses klasse:
- oksidoreduktase;
- transferases;
- hidrolase;
- isomerase;
- lyases;
- ligases.
Dit is algemeen aanvaarde groepe, hulle verskil nie net in die tipe reaksies wat die ensieme daarin reguleer nie. Stowwe van verskillende groepe het verskillende strukture. En die funksies van ensieme in 'n sel kan dus nie dieselfde wees nie.
Oxidoreductases - redoks
Die hooffunksie van die ensieme van die eerste groep is die versnelling van redoksreaksies. 'n Kenmerkende kenmerk: die vermoë om kettings van oksidatiewe ensieme te vorm waarin elektrone of waterstofatome van die heel eerste substraat na die finale aanvaarder oorgedra word. Hierdie stowwe word geskei volgens die beginsel van werk of die plek van werk in die reaksie.
- Aërobiese dehidrogenases (oksidases) versnel die oordrag van elektrone of protone direk na suurstofatome. Anaërobies voer dieselfde aksies uit, maar in reaksies wat voortgaan sonder die oordrag van elektrone of waterstofatome na suurstofatome.
- Primêrdehidrogenases kataliseer die proses om waterstofatome van die geoksideerde stof (primêre substraat) te verwyder. Sekondêr - versnel die verwydering van waterstofatome vanaf die sekondêre substraat, hulle is verkry met behulp van primêre dehidrogenase.
Nog 'n kenmerk: omdat hulle twee-komponent katalisators is met 'n baie beperkte stel koënsieme (aktiewe groepe), kan hulle 'n wye verskeidenheid redoksreaksies versnel. Dit word bereik deur 'n groot aantal opsies: dieselfde koënsiem kan by verskillende apoensieme aansluit. In elke geval word 'n spesiale oksidoreduktase verkry met sy eie eienskappe.
Daar is nog 'n funksie van die ensieme van hierdie groep, wat nie geïgnoreer kan word nie - hulle versnel die verloop van chemiese prosesse wat met die vrystelling van energie geassosieer word. Sulke reaksies word eksotermies genoem.
Transferases - draers
Hierdie ensieme verrig die funksie om die oordragreaksies van molekulêre residue en funksionele groepe te versnel. Byvoorbeeld, fosfofruktokinase.
Agt groepe katalisators word op grond van die oorgeplaaste groep onderskei. Kom ons kyk net na 'n paar van hulle.
- Fosfotransferases - help om fosforsuurreste oor te dra. Hulle word in subklasse verdeel volgens die bestemming (alkohol, karboksiel en ander).
- Aminotransferases – versnel aminosuurtransamineringsreaksies.
- Glikosieltransferases - dra glikosielreste van fosforestermolekules na mono- en polisakkariedmolekules oor. Gee reaksiesafbreek en sintese van oligo- of polisakkariede in plante en diere. Hulle is byvoorbeeld betrokke by die afbreek van sukrose.
- Asieltransferases dra karboksielsuurreste oor na amiene, alkohole en aminosure. Asiel-koënsiem-A is 'n universele bron van asielgroepe. Dit kan beskou word as 'n aktiewe groep asieltransferases. Asynsuur asiel word die meeste verdra.
Hydrolases - verdeel met water
In hierdie groep tree ensieme op as katalisators vir die reaksies van splitsing (minder dikwels sintese) van organiese verbindings, waarby water betrokke is. Stowwe van hierdie groep is vervat in die selle en in die spysverteringssap. Molekules van katalisators in die spysverteringskanaal bestaan uit een komponent.
Die ligging van hierdie ensieme is lisosome. Hulle verrig die beskermende funksies van ensieme in die sel: hulle breek vreemde stowwe af wat deur die membraan gegaan het. Hulle vernietig ook daardie stowwe wat nie meer deur die sel benodig word nie, waarvoor die lisosome die bynaam ordelyne gekry het.
Hulle ander "bynaam" is selselfmoorde, aangesien dit die hoofinstrument vir seloutolise is. As 'n infeksie plaasvind, begin inflammatoriese prosesse, die lisosoommembraan word deurlaatbaar en hidrolases gaan die sitoplasma binne, wat alles in sy pad vernietig en die sel vernietig.
Skei verskeie soorte katalisators van hierdie groep:
- esterases - verantwoordelik vir die hidrolise van alkoholesters;
- glikosidases - versnel die hidrolise van glikosiede, afhangende vanwatter isomeer werk hulle, skei α- of β-glikosidases af;
- peptiedhidrolases is verantwoordelik vir die hidrolise van peptiedbindings in proteïene, en onder sekere voorwaardes vir hul sintese, maar hierdie metode van proteïensintese word nie in 'n lewende sel gebruik nie;
- amidases - verantwoordelik vir die hidrolise van suuramiede, byvoorbeeld, urease kataliseer die afbreek van ureum in ammoniak en water.
Isomerases - transformasie van die molekule
Hierdie stowwe versnel veranderinge binne 'n enkele molekule. Hulle kan geometries of struktureel wees. Dit kan op baie maniere gebeur:
- oordrag van waterstofatome;
- skuif die fosfaatgroep;
- verandering van die rangskikking van atoomgroepe in die ruimte;
- beweeg die dubbelbinding.
Isomerisering kan organiese sure, koolhidrate of aminosure wees. Isomerases kan aldehiede na ketone omskakel en, omgekeerd, die cis-vorm na die trans-vorm herrangskik en omgekeerd. Om beter te verstaan watter funksie die ensieme van hierdie groep verrig, is dit nodig om die verskille in isomere te ken.
Liases sny bande
Hierdie ensieme versnel die nie-hidrolitiese afbreek van organiese verbindings deur bindings:
- koolstof-koolstof;
- fosfor-suurstof;
- koolstof-swael;
- koolstof-stikstof;
- koolstof-suurstof.
In hierdie geval word sulke eenvoudige produkte soos koolstofdioksied, water, ammoniak vrygestel, en dubbelbindings word gesluit. Min van hierdie reaksies kan in die teenoorgestelde rigting gaan, die ooreenstemmende ensieme in die toepaslikeonder hierdie toestande kataliseer die prosesse van nie net verval nie, maar ook sintese.
Liases word geklassifiseer volgens die tipe band wat hulle verbreek. Hulle is komplekse ensieme.
Ligase-kruisskakels
Die hooffunksie van die ensieme van hierdie groep is die versnelling van sintesereaksies. Hul kenmerk is die vervoeging van die skepping met die verval van stowwe wat in staat is om energie te verskaf vir die implementering van die biosintetiese proses. Daar is ses subklasse volgens die tipe verbinding wat gevorm word. Vyf van hulle is identies aan die liase-subgroepe, en die sesde is verantwoordelik vir die skep van die stikstof-metaalbinding.
Sommige ligases is betrokke by veral belangrike selprosesse. Byvoorbeeld, DNA-ligase is betrokke by die replikasie van deoksiribonukleïensuur. Dit kruisbind enkel-string breek, die skep van nuwe fosfodiester bindings. Dit is sy wat die Okazaki-fragmente verbind.
Dieselfde ensiem word aktief in genetiese ingenieurswese gebruik. Dit stel wetenskaplikes in staat om DNA-molekules aanmekaar te heg uit die stukke wat hulle nodig het, wat unieke kettings van deoksiribonukleïensuur skep. Enige inligting kan daarin geplaas word en sodoende 'n fabriek vir die vervaardiging van die nodige proteïene skep. Byvoorbeeld, jy kan 'n stuk in die DNA van 'n bakterie vaswerk wat verantwoordelik is vir die sintese van insulien. En wanneer die sel sy eie proteïene sal vertaal, sal dit terselfdertyd 'n nuttige stof maak wat nodig is vir mediese doeleindes. Al wat oorbly is om dit skoon te maak en dit sal baie siek mense help.
Die groot rol van ensieme in die liggaam
Hulle kanverhoog die reaksietempo met meer as tien keer. Dit is bloot nodig vir die normale funksionering van die sel. En ensieme is betrokke by elke reaksie. Daarom is die funksies van ensieme in die liggaam uiteenlopend, soos alle deurlopende prosesse. En die mislukking van hierdie katalisators lei tot ernstige gevolge.
Ensieme word wyd gebruik in voedsel, ligte industrie, medisyne: hulle word gebruik om kase, worsies, blikkieskos te maak, en is deel van waspoeiers. Hulle word ook gebruik in die vervaardiging van fotografiese materiale.
