Πρωτεΐνη-ενζύμου: ο ρόλος των ιδιοτήτων, η λειτουργία των ενζύμων πρωτεΐνης στο σώμα

Σε κάθε ζωντανό κύτταρο, υπάρχει μια σειρά από χημικές αντιδράσεις. Ένζυμα (ένζυμα) - πρωτεΐνες με ειδικές και πολύ σημαντικές λειτουργίες. Είναι ονομάζεται βιοκαταλύτες. Η κύρια λειτουργία των ενζύμων στο σώμα είναι να επιταχυνθεί βιοχημικές αντιδράσεις. Τα υλικά εκκίνησης, η οποία καταλύεται από την αλληλεπίδραση αυτών των μορίων ονομάζονται υποστρώματα, και η τελική ένωση - προϊόντα.

Στη φύση, τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που λειτουργούν μόνο σε συστήματα διαβίωσης. Αλλά στη σύγχρονη βιοτεχνολογία, κλινική διαγνωστική, φαρμακευτική και την ιατρική χρησιμοποιούνται καθαρισμένα ένζυμα ή συμπλοκών τους, καθώς και επιπλέον συστατικά που είναι απαραίτητα για τη λειτουργία του συστήματος απεικόνισης και δεδομένων για τον ερευνητή.

Η βιολογική σημασία και τις ιδιότητες των ενζύμων

Χωρίς αυτά τα μόρια ζωντανός οργανισμός δεν μπορεί να λειτουργήσει. Όλες οι βιολογικές διεργασίες που εργάζονται αρμονικά χάρη στα ένζυμα. Η κύρια λειτουργία των ενζύμων πρωτεΐνης στο σώμα - η ρύθμιση του μεταβολισμού. Χωρίς αυτούς, δεν μπορεί να είναι φυσιολογικό μεταβολισμό. Ρύθμιση της δραστικότητας των μορίων λαμβάνει χώρα υπό την επίδραση των ενεργοποιητών (επαγωγείς) ή αναστολείς. Ελέγχου λειτουργεί σε διαφορετικά επίπεδα της πρωτεϊνικής σύνθεσης. Επίσης, «εργάζεται» ως προς τα τελικά μορίου.

Οι βασικές ιδιότητες των ενζύμων πρωτεΐνης - εξειδίκευση σε ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα. Και, κατά συνέπεια, η ικανότητα να καταλύουν την μία μόνο ή λιγότερο μια σειρά αντιδράσεων. Τυπικά, αυτές οι διαδικασίες είναι αναστρέψιμες. Για την απόδοση και των δύο λειτουργιών υπεύθυνη ένα ένζυμο. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό.

Ο ρόλος των ενζύμων είναι απαραίτητη. Χωρίς αυτούς, δεν βιοχημικές αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα. Με τη δράση των ενζύμων, τα αντιδραστήρια είναι δυνατόν να ξεπεραστεί το φράγμα ενεργοποίησης χωρίς σημαντική δαπάνη ενέργειας. Στο σώμα, δεν υπάρχει δυνατότητα να θερμάνει τη θερμοκρασία πάνω από 100 ° C, ή τη χρήση χημικών επιθετικών ενώσεων σαν εργαστήριο. Πρωτεΐνη-ένζυμο δεσμεύεται στο υπόστρωμα. Στην δεσμευμένη κατάσταση είναι τροποποιημένο, που ακολουθείται από την απελευθέρωση του τελευταίου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το σύνολο των καταλυτών που χρησιμοποιούνται στη χημική σύνθεση.

Τι επίπεδα οργάνωσης του μορίου-ενζυμική πρωτεΐνη;

Τυπικά, αυτά τα μόρια έχουν μια τριτοταγή (σφαιριδίων) ή πρωτεϊνική δομή τεταρτοταγούς (πολλά διασυνδεδεμένα σφαιρίδια). Πρώτον, συντίθενται σε ένα γραμμικό τρόπο. Και στη συνέχεια φορές μέσα στην επιθυμητή δομή. Για να εξασφαλιστεί η δραστικότητα του βιοκαταλύτη απαιτεί μια ορισμένη δομή.

Τα ένζυμα, καθώς και άλλες πρωτεΐνες καταστράφηκε με θέρμανση, ακραίες τιμές του ρΗ, επιθετικών χημικών ενώσεων.

Πρόσθετες ιδιότητες των ενζύμων

Μεταξύ αυτών των δυνατοτήτων είναι τα ακόλουθα στοιχεία:

1. Στερεοειδικότητα - ο σχηματισμός ενός μόνο προϊόντος.
2. Τοποεκλεκτικότητα - σπάσει το χημικό δεσμό ή την τροποποίηση ομάδα σε ένα μόνο θέση.
3. Χημειοεκλεκτικότητα - κατάλυση μόνο μία αντίδραση.

εργάζονται κυρίως

Το επίπεδο του ενζύμου ειδικότητας ποικίλλει. Ωστόσο, οποιοδήποτε ένζυμο πάντα ενεργή σε ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα ή ομάδα ενώσεων παρόμοια δομή. Μη πρωτεϊνούχα καταλύτες δεν εμφανίζουν αυτή την ιδιότητα. Ιδιαιτερότητα μετράται σταθερά δεσμεύσεως (mol / l), η οποία μπορεί να είναι μέχρι 10 ^-10 mol / l. Εργασία δραστικό ένζυμο ταχεία. Ένα μόριο καταλύει τις χιλιάδες, εκατομμύρια εντολές ανά δευτερόλεπτο. Ο βαθμός της επιτάχυνσης των βιοχημικών αντιδράσεων σημαντικά (1000-100,000 φορές) υψηλότερες από τις συμβατικούς καταλύτες.

Η δράση των ενζύμων είναι χτισμένο σε διάφορους μηχανισμούς. Η απλούστερη αλληλεπίδραση συμβαίνει με ένα μόριο υποστρώματος, ακολουθούμενη από σχηματισμό του προϊόντος. Τα περισσότερα ένζυμα μπορεί να δεσμεύσει 2-3 διαφορετικά μόρια αντιδρούν. Για παράδειγμα, η μεταφορά ενός ατόμου ή μιας ομάδας από μια ένωση σε μια άλλη, ή ένα διπλό υποκατάσταση σε ένα «πινγκ-πονγκ». Σε αυτές τις αντιδράσεις τυπικά συνδέει μία υποστρώματος, και η δεύτερη λειτουργική ομάδα είναι συνδεδεμένη με το ένζυμο.

Η μελέτη του μηχανισμού ενζύμου της δράσης λαμβάνει χώρα σε ένα τρόπο:

1. Προσδιορισμός ενδιάμεσων και τελικών προϊόντων.
2. Μελέτες της δομής και της γεωμετρίας των λειτουργικών ομάδων συνδέεται προς το υπόστρωμα και την παροχή ενός υψηλού ρυθμού αντίδρασης.
3. Μεταλλάξεις στα γονίδια του ενζύμου και προσδιορισμός των μεταβολών στη σύνθεση και τη δραστηριότητα της.

Ενεργός και δέσμευσης

μόριο υποστρώματος πολύ μικρότερη από την πρωτεΐνη είναι ένα ένζυμο. Ως εκ τούτου, η σύνδεση οφείλεται σε ένα μικρό αριθμό των λειτουργικών ομάδων του βιοκαταλύτη. Αποτελούν την ενεργό θέση, που αποτελείται από ένα συγκεκριμένο σύνολο αμινοξέων. Σε σύνθετες πρωτεΐνες στη δομή της προσθετικής ομάδας που είναι παρούσα nonprotein φύση, η οποία μπορεί επίσης να είναι μέρος του δραστικού κέντρου.

Θα πρέπει να διαθέσουν ένα ξεχωριστό ομάδα ενζύμων. Έχουν στο μόριο περιλαμβάνει το συνένζυμο μόνιμα μόριο δέσμευσης και απαλλάσσονται από αυτό. Πλήρως σχηματίζεται πρωτεΐνης ενζύμου που ονομάζεται ολοένζυμο, και κατά την αφαίρεση ενός συμπαράγοντα - αποενζύμου. Όπως συνένζυμα συχνά δρουν βιταμίνες, μέταλλα, παράγωγα των αζωτούχων βάσεων (NAD - νικοτιναμίδιο-αδενινο-δινουκλεοτίδιο, FAD - δινουκλεοτίδιο αδενίνης φλαβίνης, FMN - μονονουκλεοτίδιο φλαβίνης).

Θέση σύνδεσης παρέχει μία ειδική συγγένεια στο υπόστρωμα. Λόγω του ότι σχηματίζεται ένα σταθερό σύμπλεγμα υποστρώματος-ενζύμου. δομή σφαιριδίου κατασκευάζεται έτσι ώστε να είναι στην επιφάνεια της κόγχης (σχισμή ή εσοχή) ενός ορισμένου μεγέθους το οποίο παρέχει το μέσο δέσμευσης του υποστρώματος. Η ζώνη αυτή βρίσκεται συνήθως κοντά στο ενεργό κέντρο. Για ορισμένες ένζυμα, υπάρχουν περιοχές να συνδεθούν με συμπαράγοντες ή μεταλλικά ιόντα.

συμπέρασμα

Πρωτεΐνη-ένζυμο παίζει σημαντικό ρόλο στο σώμα. Τέτοιες ουσίες καταλύουν χημικές αντιδράσεις είναι υπεύθυνοι για το μεταβολισμό - μεταβολισμό. Σε κάθε ζωντανό κύτταρο λαμβάνει χώρα συνεχώς εκατοντάδες βιοχημικές διαδικασίες που περιλαμβάνουν αντιδράσεις αναγωγής, η διάσπαση και τη σύνθεση των ενώσεων. Συνεχίζοντας την οξείδωση των ουσιών με μια μεγάλη απελευθέρωση της ενέργειας. Εκείνη, με τη σειρά του, δαπανάται για το σχηματισμό των υδατανθράκων, πρωτεϊνών, λιπών, και τα σύμπλοκα τους. Τα προϊόντα διάσπασης είναι δομικά στοιχεία που απαιτούνται για τη σύνθεση των οργανικών ενώσεων.