Daar is baie chemiese reaksies in elke lewende sel. Ensieme (ensieme) is proteïene met spesiale en uiters belangrike funksies. Hulle word biokatalisators genoem. Die hooffunksie van proteïen-ensieme in die liggaam is om biochemiese reaksies te versnel. Die aanvanklike reagense, waarvan die interaksie deur hierdie molekules gekataliseer word, word substrate genoem, en die finale verbindings word produkte genoem.
In die natuur werk ensiemproteïene net in lewende sisteme. Maar in moderne biotegnologie, kliniese diagnostiek, farmaseutiese middels en medisyne word gesuiwerde ensieme of hul komplekse gebruik, sowel as bykomende komponente wat nodig is vir die werking van die stelsel en visualisering van data vir die navorser.
Biologiese betekenis en eienskappe van ensieme
Sonder hierdie molekules sou 'n lewende organisme nie in staat wees om te funksioneer nie. Alle lewensprosesse werk harmonieus danksy ensieme. Die hooffunksie van ensiemproteïene in die liggaam is om metabolisme te reguleer. Sonder hulle is normale metabolisme onmoontlik. Molekulêre aktiwiteit word gereguleer deuraktiveerders (induktors) of inhibeerders. Die beheer werk op verskillende vlakke van proteïensintese. Dit "werk" ook in verhouding tot die voltooide molekule.
Die hoofeienskap van proteïen-ensieme is spesifisiteit tot 'n sekere substraat. En dienooreenkomstig die vermoë om slegs een of minder dikwels 'n aantal reaksies te kataliseer. Gewoonlik is sulke prosesse omkeerbaar. Een ensiem is verantwoordelik vir beide funksies. Maar dit is nie al nie.
Die rol van ensiemproteïene is noodsaaklik. Sonder hulle gaan biochemiese reaksies nie voort nie. As gevolg van die werking van ensieme word dit vir die reagense moontlik om die aktiveringsversperring te oorkom sonder noemenswaardige uitgawes van energie. In die liggaam is daar geen manier om die temperatuur oor 100 ° C te verhit of aggressiewe komponente soos 'n chemiese laboratorium te gebruik nie. Die ensiemproteïen bind aan die substraat. In die gebonde toestand vind modifikasie plaas met die daaropvolgende vrystelling van laasgenoemde. Dit is hoe alle katalisators wat in chemiese sintese gebruik word, werk.
Wat is die vlakke van organisasie van 'n ensiemproteïenmolekule?
Gewoonlik het hierdie molekules 'n tersiêre (globule) of kwaternêre (verskeie gekoppelde bolletjies) proteïenstruktuur. Eerstens word hulle in 'n lineêre vorm gesintetiseer. En dan word hulle in die vereiste struktuur gevou. Om aktiwiteit te verseker, benodig die biokatalisator 'n sekere struktuur.
Ensieme, soos ander proteïene, word vernietig deur hitte, uiterste pH-waardes, aggressiewe chemiese verbindings.
Bykomende eiendommeensieme
Onder hulle word die volgende kenmerke van die komponente onderskei:
- Stereospesifiek - die vorming van slegs een produk.
- Regioselektiwiteit - verbreek 'n chemiese binding of wysiging van 'n groep in slegs een posisie.
- Chemoselektiwiteit - katalise van slegs een reaksie.
Kenmerke van werk
Ensiemspesifisiteit verskil. Maar enige ensiem is altyd aktief in verhouding tot 'n spesifieke substraat of groep verbindings soortgelyk in struktuur. Nie-proteïen katalisators het nie hierdie eienskap nie. Spesifisiteit word gemeet deur die bindingskonstante (mol/l), wat so hoog as 10−10 mol/l kan wees. Die werk van die aktiewe ensiem is vinnig. Een molekule kataliseer duisende tot miljoene bewerkings per sekonde. Die graad van versnelling van biochemiese reaksies is aansienlik (1000-100000 keer) hoër as dié van konvensionele katalisators.
Die werking van ensieme is gebaseer op verskeie meganismes. Die eenvoudigste interaksie vind plaas met een substraatmolekule, gevolg deur die vorming van 'n produk. Die meeste ensieme is in staat om 2-3 verskillende molekules te bind wat reageer. Byvoorbeeld, die oordrag van 'n groep of atoom van een verbinding na 'n ander, of dubbele substitusie volgens die "ping-pong"-beginsel. In hierdie reaksies word een substraat gewoonlik verbind, en die tweede word deur 'n funksionele groep met die ensiem geassosieer.
Die bestudering van die meganisme van ensiemwerking vind plaas met behulp van metodes:
- Definisies van intermediêre en finale produkte.
- Studies van die meetkunde van die struktuur en funksionele groepe wat daarmee geassosieer wordsubstraat en verskaf 'n hoë reaksietempo.
- Mutasie van ensiemgene en bepaling van veranderinge in die sintese en aktiwiteit daarvan.
Aktiewe en verbindende sentrum
'n Substraatmolekule is baie kleiner as 'n ensiemproteïen. Daarom vind binding plaas as gevolg van 'n klein aantal funksionele groepe van die biokatalisator. Hulle vorm 'n aktiewe sentrum wat uit 'n spesifieke stel aminosure bestaan. In komplekse proteïene is 'n prostetiese groep van 'n nie-proteïenaard in die struktuur teenwoordig, wat ook deel van die aktiewe sentrum kan wees.
Dit is nodig om 'n aparte groep ensieme uit te sonder. Hulle molekule bevat 'n koënsiem wat voortdurend aan die molekule bind en daaruit vrygestel word. 'n Volledig gevormde ensiemproteïen word 'n holoënsiem genoem, en wanneer die kofaktor verwyder word, word dit 'n apoënsiem genoem. Vitamiene, metale, afgeleides van stikstofbasisse dien dikwels as koënsieme (NAD - nikotinamied adenien dinukleotied, FAD - flavien adenien dinukleotied, FMN - flavien mononukleotied).
Die bindingsplek verskaf substraatspesifisiteit. As gevolg hiervan word 'n stabiele substraat-ensiemkompleks gevorm. Die struktuur van die bolletjie is op so 'n manier gebou dat dit 'n nis (spleet of depressie) op die oppervlak van 'n sekere grootte het, wat die binding van die substraat verseker. Hierdie sone is gewoonlik nie ver van die aktiewe sentrum geleë nie. Sommige ensieme het plekke vir binding aan kofaktore of metaalione.
Gevolgtrekking
Proteïen-Die ensiem speel 'n belangrike rol in die liggaam. Sulke stowwe kataliseer chemiese reaksies, is verantwoordelik vir die proses van metabolisme - metabolisme. In enige lewende sel vind honderde biochemiese prosesse voortdurend plaas, insluitend reduksiereaksies, splitsing en sintese van verbindings. Oksidasie van stowwe vind voortdurend plaas met 'n groot vrystelling van energie. Dit word op sy beurt bestee aan die vorming van koolhidrate, proteïene, vette en hul komplekse. Splytingsprodukte is die boustene vir die sintese van die nodige organiese verbindings.
