Die woord "ensiem" het Latynse wortels. In vertaling beteken dit "suurdeeg". In Engels word die konsep "ensiem" gebruik, afgelei van die Griekse term, wat dieselfde beteken. Ensieme is gespesialiseerde proteïene. Hulle word in selle gevorm en het die vermoë om die verloop van biochemiese prosesse te versnel. Met ander woorde, hulle dien as biologiese katalisators. Kom ons kyk verder na wat die spesifisiteit van die werking van ensieme uitmaak. Die tipes spesifisiteit sal ook in die artikel beskryf word.
Algemene kenmerke
Die manifestasie van die katalitiese aktiwiteit van sommige ensieme is te wyte aan die teenwoordigheid van 'n aantal nie-proteïenverbindings. Hulle word kofaktore genoem. Hulle word in 2 groepe verdeel: metaalione en 'n aantal anorganiese stowwe, asook koënsieme (organiese verbindings).
Aktiwiteitsmeganisme
Deur hul chemiese aard behoort ensieme aan die groep proteïene. Anders as laasgenoemde bevat die elemente wat oorweeg word egter 'n aktiewe webwerf. Dit is 'n unieke kompleks van funksionele groepe van aminosuurreste. Hulle is streng in die ruimte georiënteerd as gevolg van die tersiêre of kwaternêre struktuur van die ensiem. In aktiefdie sentrum is geïsoleerde katalitiese en substraatterreine. Laasgenoemde is wat die spesifisiteit van ensieme bepaal. Die substraat is die stof waarop die proteïen inwerk. Voorheen is geglo dat hul interaksie op die beginsel van "die sleutel tot die kasteel" uitgevoer word. Met ander woorde, die aktiewe terrein moet duidelik ooreenstem met die substraat. Tans geld 'n ander hipotese. Daar word geglo dat daar aanvanklik geen presiese ooreenstemming is nie, maar dit verskyn in die loop van die interaksie van stowwe. Die tweede - katalitiese - terrein beïnvloed die spesifisiteit van die aksie. Met ander woorde, dit bepaal die aard van die versnelde reaksie.
Gebou
Alle ensieme word in een- en twee-komponent verdeel. Eersgenoemde het 'n struktuur soortgelyk aan die struktuur van eenvoudige proteïene. Hulle bevat slegs aminosure. Die tweede groep - proteïene - sluit proteïen- en nie-proteïendele in. Die laaste is die koënsiem, die eerste is die apoënsiem. Laasgenoemde bepaal die substraatspesifisiteit van die ensiem. Dit wil sê, dit verrig die funksie van 'n substraatplek in die aktiewe sentrum. Die koënsiem dien dus as 'n katalitiese gebied. Dit hou verband met die spesifisiteit van die aksie. Vitamiene, metale en ander lae molekulêre gewig verbindings kan as koënsieme optree.
Catalysis
Die voorkoms van enige chemiese reaksie word geassosieer met die botsing van molekules van interaktiewe stowwe. Hul beweging in die sisteem word bepaal deur die teenwoordigheid van potensiële vrye energie. Vir 'n chemiese reaksie is dit nodig dat die molekules 'n oorgang neemtoestand. Met ander woorde, hulle moet genoeg krag hê om deur die energieversperring te gaan. Dit verteenwoordig die minimum hoeveelheid energie om alle molekules reaktief te maak. Alle katalisators, insluitend ensieme, is in staat om die energieversperring te verlaag. Dit dra by tot die versnelde verloop van die reaksie.
Wat is die spesifisiteit van ensieme?
Hierdie vermoë word uitgedruk in die versnelling van slegs 'n sekere reaksie. Ensieme kan op dieselfde substraat inwerk. Elkeen van hulle sal egter net 'n spesifieke reaksie versnel. Die reaktiewe spesifisiteit van die ensiem kan opgespoor word deur die voorbeeld van die piruvaat dehidrogenase kompleks. Dit sluit proteïene in wat PVK beïnvloed. Die belangrikste is: piruvaat dehidrogenase, piruvaat decarboxylase, asetieltransferase. Die reaksie self word oksidatiewe dekarboksilering van PVC genoem. Sy produk is aktiewe asynsuur.
Klassifikasie
Daar is die volgende tipes ensiemspesifisiteit:
- Stereochemies. Dit word uitgedruk in die vermoë van 'n stof om een van die moontlike substraatstereo-isomere te beïnvloed. Byvoorbeeld, fumaraathidrotase kan op fumaraat inwerk. Dit beïnvloed egter nie die cis-isomeer nie - maleïensuur.
- Absoluut. Die spesifisiteit van ensieme van hierdie tipe word uitgedruk in die vermoë van 'n stof om slegs 'n spesifieke substraat te beïnvloed. Sukrase reageer byvoorbeeld uitsluitlik met sukrose, arginase met arginien, ensovoorts.
- Verwant. Die spesifisiteit van die ensieme hieringeval word uitgedruk in die vermoë van 'n stof om 'n groep substrate te beïnvloed wat 'n binding van dieselfde tipe het. Byvoorbeeld, alfa-amilase reageer met glikogeen en stysel. Hulle het 'n glikosidiese tipe binding. Tripsien, pepsien, chymotrypsien beïnvloed baie proteïene van die peptiedgroep.
Temperatuur
Ensieme het spesifisiteit onder sekere omstandighede. Vir die meeste van hulle word 'n temperatuur van + 35 … + 45 grade as die optimum geneem. Wanneer 'n stof in toestande met laer dosisse geplaas word, sal die aktiwiteit daarvan afneem. Hierdie toestand word omkeerbare inaktivering genoem. Wanneer die temperatuur styg, sal sy vermoëns herstel word. Dit is die moeite werd om te sê dat wanneer dit geplaas word in toestande waar t hoër is as die aangeduide waardes, inaktivering ook sal plaasvind. In hierdie geval sal dit egter onomkeerbaar wees, aangesien dit nie herstel sal word as die temperatuur daal nie. Dit is as gevolg van die denaturering van die molekule.
Invloed van pH
Die lading van die molekule hang af van die suurheid. Gevolglik beïnvloed pH die aktiwiteit van die aktiewe plek en die spesifisiteit van die ensiem. Die optimale suurheidsindeks vir elke stof verskil. In die meeste gevalle is dit egter 4-7. Byvoorbeeld, vir speeksel alfa-amilase is die optimale suurheid 6,8. Intussen is daar 'n aantal uitsonderings. Die optimale suurheid van pepsien is byvoorbeeld 1,5-2,0, chymotrypsien en tripsien is 8-9.
Konsentrasie
Hoe meer ensiem teenwoordig is, hoe vinniger is die reaksietempo. Soortgelyk'n gevolgtrekking kan ook gemaak word oor die konsentrasie van die substraat. Die versadigingsinhoud van die teiken word egter teoreties vir elke stof bepaal. Daarmee sal alle aktiewe sentrums deur die beskikbare substraat beset word. In hierdie geval sal die spesifisiteit van die ensiem maksimum wees, ongeag die daaropvolgende byvoeging van teikens.
Regulerende stowwe
Hulle kan in inhibeerders en aktiveerders verdeel word. Beide hierdie kategorieë word verdeel in nie-spesifiek en spesifiek. Laasgenoemde tipe aktiveerders sluit in galsoute (vir lipase in die pankreas), chloriedione (vir alfa-amilase), soutsuur (vir pepsien). Nie-spesifieke aktiveerders is magnesiumione wat kinases en fosfatases beïnvloed, en spesifieke inhibeerders is terminale peptiede van pro-ensieme. Laasgenoemde is onaktiewe vorme van stowwe. Hulle word geaktiveer tydens die splitsing van terminale peptiede. Hul spesifieke tipes stem ooreen met elke individuele pro-ensiem. Byvoorbeeld, in 'n onaktiewe vorm word tripsien geproduseer in die vorm van tripsinogeen. Die aktiewe sentrum daarvan word gesluit deur 'n terminale heksapeptied, wat 'n spesifieke inhibeerder is. In die proses van aktivering word dit afgeskei. Die aktiewe plek van tripsien word as gevolg daarvan oop. Nie-spesifieke inhibeerders is soute van swaar metale. Byvoorbeeld, kopersulfaat. Hulle lok die denaturering van verbindings uit.
Inhibition
Dit kan mededingend wees. Hierdie verskynsel word uitgedruk in die voorkoms van 'n strukturele ooreenkoms tussen die inhibeerder en die substraat. Hulle istree in 'n stryd om kommunikasie met die aktiewe sentrum. As die inhibeerderinhoud hoër is as die van die substraat, word 'n komplekse ensiem-inhibeerder gevorm. Wanneer 'n teikenstof bygevoeg word, sal die verhouding verander. As gevolg hiervan sal die inhibeerder uitgeforseer word. Suksinaat dien byvoorbeeld as 'n substraat vir suksinaatdehidrogenase. Inhibeerders is oksaloasetaat of malonaat. Mededingende invloede word as reaksieprodukte beskou. Dikwels is hulle soortgelyk aan substrate. Byvoorbeeld, vir glukose-6-fosfaat is die produk glukose. Die substraat sal glukose-6 fosfaat wees. Nie-mededingende inhibisie impliseer nie strukturele ooreenkomste tussen stowwe nie. Beide die inhibeerder en die substraat kan terselfdertyd aan die ensiem bind. In hierdie geval word 'n nuwe verbinding gevorm. Dit is 'n komplekse-ensiem-substraat-inhibeerder. Tydens die interaksie word die aktiewe sentrum geblokkeer. Dit is as gevolg van die binding van die inhibeerder aan die katalitiese plek van AC. 'n Voorbeeld is sitochroomoksidase. Vir hierdie ensiem dien suurstof as 'n substraat. Hydrocyanic suur soute is inhibeerders van sitochroomoksidase.
Allosteriese regulering
In sommige gevalle, bykomend tot die aktiewe sentrum wat die spesifisiteit van die ensiem bepaal, is daar nog een skakel. Dit is 'n allosteriese komponent. As die aktiveerder met dieselfde naam daaraan bind, neem die doeltreffendheid van die ensiem toe. As 'n inhibeerder met die allosteriese sentrum reageer, neem die aktiwiteit van die stof dienooreenkomstig af. Byvoorbeeld, adenilaat siklase enguanilaatsiklase is ensieme met regulering van die allosteriese tipe.
