Biochemistry enzymes. Structar, feartan agus gnìomhan

Tha gach cealla a 'fuireach bheairt, milleanan de ceimigeach a' gabhail àite. Gach fear dhiubh e cudromach, mar sin, tha e cudromach a 'cumail suas an astar bith-eòlasach pròiseasan aig ìre àrd. Bha cha mhòr a h-uile reaction Tha catalyzed le a enzyme. Dè enzymes? Dè a tha an dreuchd aca ann an cèidse?

Enzymes. definition

Tha am facal "enzyme" a 'tighinn bhon Laideann fermentum - thaois ghoirt. Faodaidh iad cuideachd a bhith air a ghairm enzymes bhon Ghreugais en zyme - "ann 'leum agus crìochan."

Enzymes - bith-eòlasach gnìomhach stuthan, agus mar sin reaction sam bith tachairt ann an cealla, nach urrainn a dhèanamh às an aonais. Tha iad sin a fhillte mar mheadhan air. Mar sin, sam bith enzyme Tha dà phrìomh feartan:

1) Enzyme accelerates an biochemical-bhualadh, ach chan eil e air a chaitheamh.

2) Tha an luach na equilibrium cunbhalach chan eil atharrachadh, ach a-mhàin accelerates a 'coileanadh seo luach.

Enzymes sgioblaicheadh biochemical bhualaidhean ann an mhìltean, agus ann an cuid de chùisean, a millean turas. Tha seo a 'ciallachadh gu bheil ann an neo-làthaireachd an enzyme siostam a h-uile intracellular pròiseasan air a dhol a stad, agus an cealla fhèin a' bàsachadh. Uime sin, an àite a tha aig enzymes mar tàthchuid gnìomhach àrd.

Tha diofar enzymes tha comasach gus eugsamhlachd a 'riaghladh cealla metabolism. Ann an steall uisge sam bith de ath-bhualaidhean a 'gabhail pàirt mòran clasaichean eadar-dhealaichte de enzymes. Bith mheadhan tha Àrd-thaghadh tro sònraichte conformation an moileciuil sa chruinne. T. Gus. Anns a 'chuid as motha de chùisean enzymes pròtain tha ann an nàdar, tha iad ann am foghlam treas-ìre no Quaternary structar. 'S e an t-adhbhar a-rithist an specificity an moileciuil sa chruinne.

Tha an dreuchd a thaobh a enzymes ann an cealla

Tha prìomh ghnìomh na enzyme - luathachadh co-fhreagarrach reaction. Sam bith steall uisge pròiseasan, bho lobhadh haidridean peroxide glycolysis agus a 'crìochnachadh, a' cur feum air làthaireachd na bith-eòlais saoraidh.

Proper obrachadh enzymes choileanadh àrd specificity gu sònraichte fo-fhilleadh. Tha seo a 'ciallachadh gun urrainn-saoraidh a-mhàin luathachadh sònraichte reaction agus cha tuilleadh, eadhon gu math coltach. Le ceum specificity an enzyme, na buidhnean a leanas:

1) Enzymes le iomlan specificity nuair catalyzed le dìreach aon reaction. Mar eisimpleir, collagenase digests an collagen, agus maltase cleaves maltose.

2) Enzymes le buntainneach specificity. Tha seo a 'gabhail a-steach stuthan a dh'fhaodar catalyze de chlas sònraichte de ath-bhualaidhean, mar eisimpleir, hydrolytic cleavage.

biocatalyst obair a 'tòiseachadh leis a' ceangal a gnìomhach làraich gu fo-fhilleadh. Aig an aon àm a 'bruidhinn mu dheidhinn an co-phàirteach eadar-obrachadh coltach ri ghlas. Tha seo a 'toirt iomradh air gèam leis an làn a' cruthachadh na fo-fhilleadh gnìomhach-ionad, a tha ga dhèanamh comasach a 'luathachadh an reaction.

An ath cheum a dhèanamh suas ann an cùrsa an reaction. Tha na gaoithe ag àrdachadh le gnìomh den enzyme iom-fhillte. Ann an deireadh, tha sinn a 'faighinn a' enzyme, a tha co-cheangailte ri bathar-bhualadh.

Ìre Dheireannach - a thoirt air falbh an reaction stuthan bhon enzyme, an dèidh a ghnìomhach làrach a 'fàs a-rithist an-asgaidh airson eile air obrachadh.

Schematically, obair na enzyme aig gach ìre Faodar a sgrìobhadh:

1) S + S -> SE

2) SE -> SP

3) SP -> S + D, far a bheil S - 'S e grunnd, E - an enzyme, agus P - bathar.

seòrsachadh enzymes

Ann an corp an duine, faodaidh tu lorg àireamh mhòr de enzymes. Na h-uile eòlas mu na dreuchdan aca agus obair a bha systematized, agus mar thoradh air an sin a bha cumanta seòrsachadh, tro a tha a 'urrainn dhut co-dhùnadh dè a tha sònraichte saoraidh. Seo sia clasaichean bunaiteach de enzymes, cho math ri eisimpleirean de fo-bhuidhnean.

1. Oxidoreductase.

Enzymes den chlas seo catalyze redox bhualaidhean. Iomlan a fhuair seachad air 17 fo-bhuidhnean. Oxidoreductases Mar as trice tha neo-pròtain chuibhrionn a thoirt seachad bhiotamain no heme.

Am measg nan oxidoreductases tha tric a gheibhear na leanas fo-bhuidhnean:

a) Dehydrogenase. Biochemistry-dehydrogenase enzyme tha cleaving haidridean dadaman agus a 'gluasad e ri fear eile fo-fhilleadh. 'S e seo fo-bhuidhinn as cumanta ann an ath-bhualaidhean de Anail, foto. Mar phàirt den dehydrogenase tha an-còmhnaidh an làthair ann an riochd coenzyme Nad / NADH no flavoproteins Fad / FMN. Gu math tric tha meatailt ions. Tha eisimpleirean a 'gabhail a-steach enzymes leithid tsitohromreduktazy, pyruvate dehydrogenase, isocitrate dehydrogenase, agus cuideachd tha mòran grùthan enzymes (lactate dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, agus mar sin air. D.).

b) oxidases. Tha àireamh de enzymes catalyze a 'cur ocsaidean a haidridean, leis am bheil an reaction bathar a dh'fhaodadh a bhith uisge no haidridean peroxide (H ₂ 0, H ₂ 0 _2). Eisimpleirean de na enzymes cytochrome oxidase, tyrosinase.

c) peroxidase agus catalase - enzymes a catalyze an lobhadh H ₂ O ₂ a-uisge agus ogsaidean.

g) oxygenase. Tha iad sin a biocatalysts luathachadh ocsaidean dlù do na fo-fhilleadh. Dofamingidroksilaza - aon de na h-eisimpleirean a leithid de enzymes.

2. Transferases.

Targaid enzymes den bhuidhinn seo a tha gluasad bho na Radaigich nadur an tabhartaiche susbaint a faighinn na litir.

a) methyltransferase. DNA methyltransferase - key enzymes smachd a 'phròiseas de DNA mic-shamhail. Methylation nucleotides pàirt mòr ann an riaghladh nucleic acid obair.

b) acyltransferase. Enzymes seo fo-bhuidhinn gan giùlan bho aon moileciuil sa chruinne eile acyl bhuidheann. Eisimpleirean acyltransferases: lecithin-choileastarail acyltransferase (a 'giùlan gnìomhach a' bhuidheann le geir searbhag air choileastarail), lizofosfatidilholinatsiltransferaza (acyl bhuidheann a ghluasad gu lysophosphatidylcholine).

c) aminotransferases - enzymes a tha an sàs ann an iompachadh amino ri tachartasan shearbhagan. Eisimpleirean de na enzymes alanine aminotransferase a catalyzes an amalachadh de alanine bho pyruvate agus glutamate le bhith a 'gluasad an amino bhuidheann.

g) phosphotransferase. Enzymes catalyze a 'cur seo fo-bhuidheann de phosphate bhuidheann. Ainm eile phosphotransferase kinase, tha nas cumanta. Tha eisimpleirean a 'gabhail a-steach enzymes leithid hexokinase agus aspartate, a tha ceangailte ris an hexose phosphate buaidh (glùcois' chuid as motha), agus aspartic acid , fa leth.

3. Hydrolases - clas enzymes a catalyze an cleavage na dàimhean ann an moileciuil sa chruinne, air a leantainn le bhith a 'cur uisge. Stuthan a bhuineas do bhuidheann seo - prìomh cnàmhach enzyme.

a) esterases - bhriseas an ester dàimhean. Example - lipases a 'briseadh sìos geir.

b) glycosidases. Biochemistry enzymes den t-sreath seo na laighe anns a 'sgrios nan glycoside bannan polymers (oligosaccharides agus polysaccharides). Eisimpleirean: amylase, sucrase, maltase.

c) peptidase - enzymes a catalyze a 'briseadh sìos pròtainean a amino ri tachartasan shearbhagan. Peptidase co-cheangailte enzymes leithid pepsin, trypsin, chymotrypsin, karboiksipeptidaza.

g) Amidases - Cleave amide dàimhean. Eisimpleirean: .. Arginase, urease, glutaminase msaa mòran amidase enzymes a lorgar ann an ornithine cearcall.

4. Lyases - enzymes airson gnìomhan coltach ri hydrolases, ge-tà anns a 'cleavage na dàimhean ann molecules nach sgriosar uisge. Enzymes den chlas seo an-còmhnaidh mar phàirt de neo-pròtain chuibhrionn, mar eisimpleir, ann an riochd beothamain B1 agus B6.

a) decarboxylase. Tha iad sin a enzymes an gnìomh air a 'C-C bond. Eisimpleirean tha glutamic acid decarboxylase no pyruvate decarboxylase.

b) hydratase agus dehydratase - enzymes a catalyze an cleavage de C-O dàimhean.

c) Tha an amidine-lyases - sgrios C-N ceangal. Eisimpleir: argininsuktsinatliaza.

g) R-O lyase. Mar as trice tha a leithid enzymes cleaved a phosphate buidheann bho fo-fhilleadh stuth. Mar eisimpleir: adenylyl cyclase.

Biochemistry de enzymes stèidhichte air an structar aca

Tha an comas gach enzyme air a dhearbhadh le neach fa leth, a-mhàin a dhì-structar. Enzyme sam bith - 'se am prìomh pròtain, agus a structair agus an ìre agus a' pasgadh a 'cluich pàirt cudromach ann an dearbhadh a ghnìomh aige.

Tha gach biocatalyst air a chomharrachadh le làthair an gnìomhach ionad, a tha, ann an tionndadh, a roinn ann an grunn sgìrean eadar-dhealaichte gnìomhachail:

1) Catalytic Ionad - sònraichte sgìre den pròtain, anns a bheil am enzyme cumail ri fo-fhilleadh. A rèir a 'conformation an pròtain moileciuil sa chruinne-catalytic ionad a ghabhail an caochladh chruthan, a bu chòir a rèir na fo-fhilleadh a thuilleadh ghlas. A leithid structar iom-fhillte a 'mìneachadh carson a tha an enzyme pròtain tha anns an treas ìre no Quaternary stàite.

2) Ionad Adsorption - a 'frithealadh mar "neach-". An seo, a 'chiad de a h-uile conaltradh a' gabhail àite eadar an enzyme moileciuil sa chruinne agus na fo-fhilleadh moileciuil sa chruinne. Ach, an ceangal a tha na adsorption ionad, glè lag, agus mar sin a 'catalytic reaction atharrachadh air ais aig an ìre seo.

3) Allosteric ionadan a dh'fhaodadh a bhith stèidhichte ann an ionad-ghnìomhach, agus air feadh na uachdar na enzyme. Dhleastanas aca - riaghladh an enzyme. Riaghladh a 'gabhail àite tro molecules bacadh agus activators molecules.

Tha activator pròtainean ceangaltach gu enzyme moileciuil sa chruinne, luathachadh aca obrachadh. Bacadh, air a 'chaochladh, bacadh catalytic ghnìomhachd, agus faodaidh seo a' tachairt ann an dà dhòigh: an dara cuid an moileciuil sa chruinne-cheangaileas gu allosteric ionad sgìre den gnìomhach meadhan an enzyme (farpaiseach inhibition) no a tha e ceangailte ri eile sgìre den pròtain (noncompetitive inhibition). Farpaiseach inhibition thathar a 'beachdachadh nas èifeachdaiche. Às dèidh mar so dùinte rùm airson fo-fhilleadh ceangaltach gu enzyme, agus a 'phròiseas seo a tha a-mhàin comasach ann an cùis co-thuiteamas a pragtaigeach iomlan de na inhibitor moileciuil sa chruinne-chruthachadh agus gnìomhach ionad.

Enzyme gu tric nach eil a 'dèanamh an àirde de amino acids, ach cuideachd bheairteach eile agus inorganic stuthan. Mar sin, iomallach apoenzyme - proteinaceous cuibhrionn coenzyme - organach moiety agus cofactor - inorganic pàirt. Coenzyme dh'fhaodadh a bhith air an riochdachadh ulgevodami, geir, nucleic acids, beothamain. Ann an tionndadh, an co-factor - a tha gu tric a 'toirt taic do meatailt ions. Enzyme gnìomhachd a rèir a structar: stuthan a bharrachd a-steach ann an sgrìobhadh, ag atharrachadh catalytic lotaichean. Caochladh sheòrsa enzymes - 'S e thoradh air measgachadh de na factaran sin uile a' dèanamh iom-fhillte.

Riaghladh obair enzymes

Enzymes mar bith-eòlasach gnìomhach stuthan nach eil e an-còmhnaidh a dhìth airson a 'chuirp. Biochemistry de enzymes gu bheil iad ann an cùis catalysis cus cron a 'fuireach ceallan. Gus casg a chur air droch bhuaidh air a 'bhodhaig enzymes riatanach gus dòigh air choreigin a' riaghladh an obair aca.

T. Gus. Enzymes pròtain tha ann an nàdar, tha iad furasta an sgrios aig àrd teòthachd. denaturation pròiseas thionndadh, ach dh'fhaodadh e buaidh a thoirt air brìgh.

pH cuideachd a 'cluich pàirt chudromach ann an riaghladh. Teòthachd as àirde tron enzyme gnìomhachd trice fa'near aig pH neutral (7,0-7,2). Cuideachd tha enzymes a tha ag obair a-mhàin fo searbh na h-mhàin no ann an salann. Mar so, ann an ceallach lysosomes chumail suas pH ìosal, aig a bheil an maximal gnìomhachd hydrolytic enzymes. Anns an tachartas tubaisteach 'conaltradh ris an saidhteoplasm, far a bheil an àrainneachd a tha nas fhaisge air an taobh, an obair aca a bhios a' crìonadh. A leithid dìon bho "samopoedaniya" Tha e stèidhichte air na feartan aig an hydrolase.

'S fhiach toirt iomradh mu cho cudromach' sa coenzyme agus cofactor ann a rinneadh an enzymes. Tha làthaireachd na beothamain no meatailt ions buaidh mhòr a thoirt obrachadh sònraichte enzymes.

Ainmean de enzymes

All enzymes na buidhne air a ghairm a rèir an bhuineas do sam bith de na clasaichean, a thuilleadh air fo-fhilleadh leis a bheil iad a 'gabhail. Uaireannan riaghailteach ainmean a chleachdadh nach eil aon ach a dhà de na fo-fhilleadh ann an tiotal.

Eisimpleirean de ainmean cuid enzymes:

1. Liver enzymes: lactate degidrogen Aza-glutamate-Aza-degidrogen.
2. Full eagarach ainm an enzyme: lactate + Nad-Aza -oksidoredukt.

Glè bheag a ghleidheadh agus ainmean, nach eil a 'cumail ris na riaghailtean ainmean. Eisimpleirean tha cnàmhach enzymes: trypsin, chymotrypsin, pepsin.

Tha am pròiseas a 'tuigseach de enzymes

Tha na gnìomhan air an co-dhùnadh enzymes tha fiù 's aig ìre ginteil. Bhon a tha moileciuil sa chruinne agus le mòr -. Pròtain, agus a tha tuigseach dìreach an aon rud ri pròiseasan tar-sgrìobhadh agus eadar-theangachadh.

Tuigseach enzymes a 'nochdadh mar a leanas. An toiseach, DNA a leughadh fiosrachadh mu miannaichte enzyme a chruthachadh mRNA. Messenger RNA iompachadh a h-uile amino acids a tha na phàirt de enzyme. Riaghladh enzymes dòcha cuideachd a 'tachairt aig an ìre DNA, ma' bhathar an reaction catalyzed gu leòr gine tar-sgrìobhadh stad agus air an aghaidh, ma tha feum ann an toradh, tha e uairsin an tar-sgrìobhadh phròiseas.

Aon uair 'mRNA chaidh a leigeil ann an saidhteoplasm, an ath ìre - craoladh. Air ribosomes endoplasmic reticulum synthesized bun-sèine a dhèanamh suas de amino acids peptide ceangailte le bannan. Ach, pròtain moileciuil sa chruinne ann am bun-structar chan urrainn dha fhathast a 'coileanadh a dhreuchd enzymatic.

Tha enzyme Tha gnìomhachd crochadh air structaran pròtain. Same EPS pròtain tachairt lùbach, mar sin a 'cruthachadh a' chiad àrd-sgoile agus an uair sin an treas ìre structar. Tha tuigseach cuid de enzymes tha a 'stad aig an ìre seo, ach airson cur ri gnìomhachd-saoraidh e tric riatanach ceanglachan agus cofactor coenzyme.

Ann an cuid de sgìrean den endoplasmic reticulum broinn ceangailte organach phàirtean de na enzyme: siùcair, nucleic acids, geir agus beothamain. Nithean enzymes nach urrainn obair gun an làthair an coenzyme.

Cofactor dreuchd fìor chudromach ann an cruthachadh an Quaternary structar an pròtain. Tha cuid de na gnìomhan enzymes a tha rim faotainn a-mhàin nuair a tha an àrainn pròtain buidhne. Uime sin tha e gu math cudromach airson an làthair Quaternary structar anns a bheil ceangal ceangal eadar iomadh pròtain globules 'S e meatailt ion.

Ioma cruthan enzymes

Tha an suidheachaidhean nuair a tha e riatanach an làthair grunn enzymes a catalyze an aon reaction, ach eadar-dhealaichte bho chèile ann an cuid de dhòighean. Mar eisimpleir, enzyme urrainn ag obair aig 20 ceum, ach aig 0 ceuman, nì e, cha bhi e comasach a 'coileanadh a ghnìomhan. Dè tha ri dhèanamh ann an suidheachadh mar sin, a 'bhuidheann a' fuireach aig teothachd ìosal?

Tha an trioblaid seo gu furasta le bhith a 'fuasgladh an làthair grunn enzymes a catalyze an aon bhualadh, ach ann an suidheachaidhean obrach eadar-dhealaichte. Tha dà sheòrsa de iomadh seòrsa de enzymes:

1. Isoenzymes. Tha a leithid pròtainean encoded le diofar ghinean, tha iad a rinn an t-eadar-dhealaichte ri tachartasan shearbhagan amino, ach catalyze an aon reaction.
2. True iomadh foirmean. Tha iad sin a pròtainean a tha an sgrìobhadh bhon an aon gine, ach mion-atharrachadh a 'tachairt air ribosomes peptides. Aig an toradh grunn riochdan den aon enzyme.

Mar thoradh air, ioma-riochdan den chiad seòrsa a chruthachadh aig an ìre ginteil, nuair a bha an dàrna - air post-translational.

Ciall enzymes

Tha cleachdadh na enzymes ann an stuth-leigheis a 'tighinn sìos don iris de stuthan-leigheis ùra, mar phàirt de na stuthan a tha mar-thà air an làimh dheis meudan. Scientists nach eil fhathast dòigh a lorg a 'brosnachadh tuigseach air chall enzymes anns a' chorp, ach tha e a-nis air a sgaoileadh gu bheil drogaichean a dhèanamh suas fhad 'aca ana-cothrom.

Various enzymes ann an cealla ri catalyze àireamh mhòr de ath-bhualaidhean co-cheangailte ri cumail suas na beatha. Air aon dhiubh seo tha riochdairean enizmov nucleases buidheann: endonuclease agus exonuclease. 'S e an obair aca a chumail a' sìor-ìre nucleic acids ann an cealla, toirt air falbh a mhilleadh DNA agus RNA.

Na dìochuimhnich mu na annas fuil clotting. Mar èifeachdach tomhas a 'dìon, a' phròiseas a tha fo smachd le grunn enzymes. Àrd nam measg tha thrombin, a converts tàmh pròtain fibrinogen a-steach fibrin gnìomhach. Tha snàithlean a 'cruthachadh seòrsa de lìonra a occludes an soitheach leòn làrach, mar sin a' cur bacadh air cus call fala.

Enzymes a chleachdadh ann an winemaking, grùdaireachd, riochdachadh mòran de na bainne. Airson deoch làidir bho glùcois beirm faodar a chleachdadh, ge-tà, airson soirbheachail tachairt den phròiseas seo agus an earrann gu leòr dhiubh.

Inntinneach mu bheil sibh nach robh fios

- All na buidhne enzymes mhòr a mass - 5,000 gu 1,000,000 Da. Tha seo air sgàth an làthair pròtain anns an moileciuil sa chruinne. Airson coimeas a dhèanamh, Mhoileciuilich cuideam glùcois - 180 Tha, agus carbon dà-ogsaid - iomlan de 44 Tha.

- Gu ruige seo, a chaidh fhosgladh còrr is 2000 enzymes a tha air an lorg ann an ceallan de dhiofar bheairtean. Ach, a 'chuid as motha de na stuthan fhathast nach eil a' làn-thuigsinn.

- Enzyme gnìomhachd air a chleachdadh airson a 'faotainn èifeachdach pùdar-nighe. An seo, enzymes choileanadh an aon dreuchd mar anns a 'chorp: tha iad a' briseadh sìos stuth fàs-bheairteach, agus an seilbh seo a 'cuideachadh gus sabaid spotan. Thathar a 'moladh a bhith a' cleachdadh leithid a Siabann aig teòthachd nach eil nas àirde na 50 Degrees, no dh'fhaodadh e dhol dhan denaturation phròiseas.

- A rèir staitistearachd, 20% de dhaoine an t-saoghail a 'fulang le dìth sam bith de na enzymes.

- Mun feartan enzymes ainmeil airson ùine fhada, ach a-mhàin ann an 1897, thuig daoine nach eil an deasgainn, agus earrann à ceallan aca faodar a chleachdadh airson a 'fermentation siùcar a-steach dhan deoch-làidir.