Η λειτουργία των ενζύμων. Ο ρόλος των ενζύμων στο σώμα

Ένζυμα - ένα σφαιρικές πρωτεΐνες, οι οποίες βοηθούν να περάσει όλες τις κυτταρικές διεργασίες. Όπως όλες οι καταλύτες, δεν μπορεί να γυρίσει πίσω την απάντηση, και χρησιμοποιούνται για να επιταχυνθεί.

Εντοπισμός των ενζύμων στο κύτταρο

Μέσα στο κύτταρο, οι επιμέρους ένζυμα κανονικά περιέχονται και λειτουργούν σε αυστηρά καθορισμένες οργανίδια. Εντοπισμός των ενζύμων σχετίζεται άμεσα με τη λειτουργία που συνήθως εκτελεί την τοποθεσία κυψέλης.

Σχεδόν όλα τα ένζυμα της γλυκόλυσης βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Ένζυμα Krebs κύκλο - στη μιτοχονδριακή μήτρα. Οι δραστικές ουσίες που περιέχονται στην υδρόλυση λυσοσώματα.

Ορισμένων ιστών και οργάνων των ζώων και των φυτών δεν είναι μόνο σε ένα σύνολο ενζύμων, αλλά επίσης και για τη δραστηριότητά τους. Αυτή η λειτουργία υφάσματα που χρησιμοποιούνται κλινικά στη διάγνωση ορισμένων ασθενειών.

Υπάρχουν επίσης ηλικία-ειδικά χαρακτηριστικά στη δραστηριότητα και σετ ενζύμων στους ιστούς. Είναι πιο σαφώς ορατά στην περίοδο της εμβρυϊκής ανάπτυξης, όταν η διαφοροποίηση των ιστών.

Ονοματολογία των ενζύμων

Υπάρχουν διάφορα συστήματα των τίτλων, καθένα από τα οποία λαμβάνει υπόψη τις ιδιότητες του ενζύμου σε διάφορους βαθμούς.

• Trivial. Τα ονόματα των ουσιών που δίνεται σε τυχαίους χαρακτήρες. Για παράδειγμα, η πεψίνη (Πέπσι -. "Πέψη", GR) και θρυψίνη (tripsis - "αραιώνει" το ελληνικό.)
• Ορθολογική. Το όνομα του ενζύμου αποτελείται από το υπόστρωμα και το τέλος του «-ase». Για παράδειγμα, αμυλάση επιταχύνει την υδρόλυση του αμύλου (αμυλοάμυλα -. «Άμυλο», Ελληνική).
• Μόσχα. Η απόφαση αυτή εγκρίθηκε το 1961 από τη Διεθνή Επιτροπή για την ονοματολογία των ενζύμων στο V Διεθνούς Βιοχημικής Συνέδριο. Τίτλος ουσία αποτελείται από ένα υπόστρωμα και η αντίδραση που καταλύεται (επιταχυνόμενη) από το ένζυμο. Εάν η λειτουργία των ενζύμων είναι να μεταφέρει μια ομάδα ατόμων από το ένα μόριο (υπόστρωμα) σε μια άλλη (ο αποδέκτης), καταλύτης περιλαμβάνει το όνομα και την χημική ονομασία της δέκτη. Για παράδειγμα, στην αντίδραση μεταφοράς αμινομάδα από αλανίνη σε 2-oksiglutarovuyu οξύ συμμετέχει ενζύμου αλανίνη: 2-oksoglutarataminotransferaza. Το όνομα αντανακλά:
• υπόστρωμα - αλανίνη?
• δέκτη - 2-οξογλουταρικό οξύ?
• αμινο ανεκτή στην αντίδραση.

Διεθνής Επιτροπή έχει συντάξει έναν κατάλογο όλων των γνωστών ενζύμων, η οποία ενημερώνεται συνεχώς. Αυτό οφείλεται στην ανακάλυψη νέων ουσιών.

ταξινόμηση των ενζύμων

ένζυμα Μοιραστείτε σε ομάδες με δύο τρόπους. Η πρώτη προσφέρει δύο κατηγορίες ουσιών:

• απλή - αποτελείται μόνο από πρωτεΐνη?
• σύμπλοκο - που περιέχουν μέρος πρωτεΐνης (αποενζύμου) και μη-πρωτεΐνη που ονομάζεται συνένζυμο.

Οι βιταμίνες μπορούν να συμπεριληφθούν στο μη-πρωτεΐνη τμήμα του συμπλόκου ενζύμου. Αλληλεπίδραση με άλλες ουσίες συμβαίνει μέσω της δραστικής θέσης. Σύνολο μόριο ενζύμου δεν συμμετέχει στη διαδικασία.

Ιδιότητες των ενζύμων, καθώς και άλλες πρωτεΐνες, καθορίζονται από τη δομή τους. Ανάλογα με τους καταλύτες είναι να επιταχύνει μόνο την αντίδρασή τους.

Η δεύτερη μέθοδος ταξινόμησης διαιρεί Μάλιστα, τι η λειτουργία πραγματοποιείται από ένζυμα. Το αποτέλεσμα είναι έξι κατηγορίες:

• οξειδοαναγωγάση?
• τρανσφεράσης?
• υδρολάση?
• ισομεράση?
• λυάση?
• λιγάση.

Αυτή η συμβατική ομάδα, διαφέρουν όχι μόνο ως προς τους τύπους των αντιδράσεων που ρυθμίζουν ένζυμα που περιλαμβάνονται σε αυτά. Σε ουσίες των διαφόρων ομάδων του δομή είναι διαφορετική. Και η λειτουργία των ενζύμων στο κύτταρο, ως εκ τούτου, δεν μπορεί να είναι το ίδιο.

Οξειδοαναγωγάσες - οξειδοαναγωγής

Η κύρια λειτουργία της πρώτης ομάδας των ενζύμων - επιτάχυνση των αντιδράσεων οξείδωσης-αναγωγής. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα: η ικανότητα να σχηματίζουν μια αλυσίδα οξειδωτικά ένζυμα, στα οποία η μεταφορά ηλεκτρονίων ή ατόμων υδρογόνου από το πρώτο υπόστρωμα στον τελικό αποδέκτη. Αυτές οι ενώσεις διαχωρίζονται σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας ή κατά την εργασία στην αντίδραση.

1. Αερόβια αφυδρογονάση (οξειδάση) επιταχύνει μεταφορά ηλεκτρονίων ή πρωτονίων απευθείας με τα άτομα οξυγόνου. Αναερόβια εκτελούν επίσης την ίδια δράση, αλλά στις αντιδράσεις που συμβαίνουν χωρίς μεταφορά ηλεκτρονίων ή άτομα υδρογόνου επί ατόμων οξυγόνου.
2. Πρωτογενής αφυδρογονάση καταλυόμενη διεργασία άτομα υδρογόνου απόσυρση από οξειδώσιμες ουσίες (το πρωτεύον υπόστρωμα). Δευτερογενής - επιταχυνθεί η απομάκρυνση των ατόμων υδρογόνου από ένα δευτερεύον υπόστρωμα παρασκευάσθηκαν με τη χρήση πρωτογενών αφυδρογονάσης.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό: είναι ένα δύο συστατικών καταλύτη με ένα πολύ περιορισμένο σύνολο του συνενζύμου (ενεργή ομάδα), μπορούν να επιταχύνουν το σύνολο μίας ποικιλίας αντιδράσεων οξείδωσης-αναγωγής. Αυτό επιτυγχάνεται με ένα μεγάλο αριθμό παραλλαγών: η ίδια συνένζυμο μπορεί να προσκολληθούν σε διαφορετικά apofermentami. Σε κάθε περίπτωση, μια ιδιαίτερα οξειδοαναγωγάση με τις δικές του ιδιότητες.

Υπάρχει και ένα άλλο χαρακτηριστικό αυτής της ομάδας των ενζύμων, τα οποία δεν μπορούμε να μην αναφέρουμε - να επιταχύνουν τις χημικές διαδικασίες που σχετίζονται με την απελευθέρωση της ενέργειας. Τέτοιες αντιδράσεις ονομάζονται εξώθερμες.

Τρανσφεράσης - φορείς

Τα ένζυμα αυτά λειτουργούν ως αντιδράσεις μεταφοράς επιτάχυνση μοριακό υπολείμματα και λειτουργικές ομάδες. Για παράδειγμα, φωσφοφρουκτοκινάση.

Κατανείμετε οκτώ ομάδες των καταλυτών, με βάση την ανεκτή ομάδα. Σκεφτείτε μόνο μερικά από αυτά.

1. Φωσφοτρανσφεράσης - βοηθήσει να μεταφέρει υπολείμματα φωσφορικού οξέος. Χωρίζονται σε υποκατηγορίες ανάλογα με τον προορισμό (αλκοόλη, καρβοξυλικό οξύ, κλπ).
2. Αμινοτρανσφεράση - επιτάχυνση της αντίδρασης των αμινοξέων τρανσαμίνωση.
3. Γλυκοζύλο - μεταφέρεται γλυκοζυλο υπόλοιπα των μορίων προς μόρια φωσφορικού εστέρες των μονο- και πολυσακχαρίτες. Παρέχουν ένα αντιδράσεις αποσύνθεσης και τη σύνθεση των ολίγο- ή πολυσακχαριτών σε φυτά και ζωικούς οργανισμούς. Για παράδειγμα, συμμετέχουν στην αντίδραση της κατάρρευσης σακχαρόζης.
4. Ακυλτρανσφεράσης μεταφέρονται κατάλοιπα καρβοξυλικών οξέων σε αμίνες, αλκοόλες και τα αμινοξέα. Ακυλο-συνένζυμο-Α είναι ένα ευέλικτο πηγή ακυλομάδων. Μπορεί να θεωρηθεί ως ένα ενεργό ομάδα ακυλοτρανσφεράσες. Τις περισσότερες φορές ανεκτή ακυλο οξικό οξύ.

Υδρολάσης - πέψη με τη συμμετοχή του νερού

Σε αυτήν την ομάδα των ενζύμων λειτουργούν ως καταλύτες για τις αντιδράσεις διάσπασης (σύνθεση λιγότερο) οργανικών ενώσεων στις οποίες εμπλέκεται το νερό. Οι ουσίες αυτής της ομάδας που φυλάσσονται σε κλουβιά και στο πεπτικό χυμό. καταλύτες μόριο στο γαστρεντερικό σωλήνα αποτελούνται από ένα μόνο συστατικό.

Τόπος εντοπισμού αυτών των ενζύμων είναι λυσοσώματα. Εκτελούν προστατευτικές λειτουργίες των ενζύμων στο κύτταρο: διασπούν ξένες ουσίες που έχουν περάσει μέσα από τη μεμβράνη. Μπορούν επίσης καταναλώνουν τις ουσίες οι οποίες δεν χρειάζονται πλέον κυττάρων, για την οποία οι λυσοσώματα μεταγλωττίστηκαν αποχέτευση.

Ένα άλλο από «ψευδώνυμο» τους - την κυτταρική αυτοκτονία, δεδομένου ότι είναι το βασικό εργαλείο για την κυτταρική αυτόλυση. Αν υπήρχε μια μόλυνση, φλεγμονώδη διαδικασία έχει αρχίσει, η μεμβράνη γίνεται διαπερατή και λυσοσωμικών υδρολάσης έξω στο κυτταρόπλασμα, καταστρέφοντας τα πάντα στο πέρασμά του και την καταστροφή του κυττάρου.

Κοινή χρήση από διάφορους τύπους καταλυτών από αυτή την ομάδα:

• εστεράση - υπεύθυνη για την υδρόλυση των εστέρων των αλκοολών?
• Γλυκοσιδάση - επιταχύνει την υδρόλυση των γλυκοζιτών, ανάλογα με το ποια ισομερούς λειτουργούν, εκπέμπουν α- ή β-γλυκοσιδάση?
• πεπτίδιο υδρολάσης - υπεύθυνη για την υδρόλυση των πεπτιδικών δεσμών σε πρωτεΐνες, και υπό ορισμένες συνθήκες και για τη σύνθεσή τους, αλλά αυτή η μέθοδος δεν χρησιμοποιείται σε πρωτεϊνική σύνθεση σε ζωντανά κύτταρα?
• αμιδάση - υπεύθυνη για την υδρόλυση των αμιδίων, για παράδειγμα, ουρεάση καταλύει την αποσύνθεση ουρίας σε αμμωνία και νερό.

Ισομεράση - μετατροπή μόριο

Αυτές οι ουσίες επιταχύνουν αλλαγές εντός ενός μορίου. Μπορεί να είναι δομική ή γεωμετρικά. Αυτό μπορεί να συμβεί με διάφορους τρόπους:

• μεταφορά των ατόμων υδρογόνου?
• μετακινώντας μία φωσφορική ομάδα?
• αλλαγή της θέσης των ατομικών ομάδων στο χώρο?
• η κίνηση του διπλού δεσμού.

Ο ισομερισμός μπορεί να εκτεθεί σε οργανικά οξέα, υδατάνθρακες ή αμινοξέα. Ισομεράση μπορεί να μετατρέψει αλδεϋδες και κετόνες, αντιστρόφως, η μορφή cis ανακατασκευάστηκε σε μια μορφή trans και πίσω. Για να κατανοήσουμε καλύτερα ποια λειτουργία εκτελείται από τα ένζυμα της ομάδας αυτής, θα πρέπει να γνωρίζετε τα ισομερή διαφορές.

Λυάση δάκρυ σύνδεση

Αυτά τα ένζυμα επιταχύνουν μη-υδρολυτική αποσύνθεση των οργανικών ενώσεων σχέσεις:

• δεσμούς άνθρακα-άνθρακα?
• φωσφόρο-οξυγόνου?
• άνθρακα-θείου?
• άνθρακα-αζώτου?
• άνθρακα-οξυγόνου.

Στην περίπτωση αυτή περιλαμβάνει τέτοια απλά προϊόντα, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, νερό, αμμωνία, και κλειστού διπλούς δεσμούς. Λίγα από αυτές τις αντιδράσεις μπορεί να πάει προς την αντίθετη κατεύθυνση, που αντιστοιχεί στα ένζυμα υπό κατάλληλες συνθήκες για αυτή τη διαδικασία όχι μόνο καταλύουν την διάλυση, αλλά η σύνθεση.

Ταξινόμηση λυάση συμβαίνει τύπο σύνδεσης, θα σπάσει. Πρόκειται για συγκρότημα ένζυμα.

λιγάση διασυνδεδεμένο

Η κύρια λειτουργία των ενζύμων αυτής της ομάδας - η επιτάχυνση των αντιδράσεων σύνθεσης. Η ιδιαιτερότητά τους - δημιουργώντας σύζευξη με αποσύνθεση των ουσιών οι οποίες είναι σε θέση να δώσει ενέργεια για βιοσυνθετική διαδικασία. Υπάρχουν έξι τμήματα που σχηματίζεται από τον τύπο σύνδεσης. Πέντε από αυτά είναι πανομοιότυπα υποομάδες λυάσες, και η έκτη είναι υπεύθυνος για την αποκατάσταση επικοινωνίας «αζώτου-metal».

Μερικά λιγάσες εμπλέκονται σε μια ιδιαίτερα σημαντική κυτταρικές διαδικασίες. Για παράδειγμα, ένας DNA λιγάση που εμπλέκονται στην αντιγραφή του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. Έχει ράβει τσακισμένοι, δημιουργία νέων δεσμών φωσφοδιεστέρα. Ήταν εκείνη που ενώνει τμήματα Okazaki.

Αυτή η ίδια ένζυμο χρησιμοποιείται ευρέως στη γενετική μηχανική. Επιτρέπει στους επιστήμονες να διασυνδεθεί το μόριο DNA των απαραίτητων κομμάτια από αυτά, δημιουργώντας μια μοναδική αλυσίδα του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. Μπορούν να θέσει οποιαδήποτε πληροφορία, δημιουργώντας έτσι ένα εργοστάσιο για την παραγωγή των απαραίτητων πρωτεϊνών. Για παράδειγμα, είναι δυνατόν να ράψει ένα κομμάτι του DNA ενός βακτηρίου υπεύθυνη για τη σύνθεση της ινσουλίνης. Και όταν το κύτταρο θα μεταδίδει τις δικές του πρωτεΐνες, που την ίδια στιγμή, ας κάνουμε και ανόργανα συστατικά που απαιτούνται για ιατρικούς σκοπούς. Μένει μόνο να καθαρίσει, και θα βοηθήσει πολλούς αρρώστους.

Το τεράστιο ρόλο των ενζύμων στο σώμα

Μπορούν να αυξήσουν την ταχύτητα της αντίδρασης πάνω από δέκα φορές. Είναι απαραίτητη για τη φυσιολογική δραστηριότητα των κυττάρων. Μια ένζυμα συμμετέχουν σε κάθε αντίδραση. Ως εκ τούτου, η λειτουργία των ενζύμων στο σώμα διαφορετικά όπως όλα συμβαίνουν διεργασίες. Μια διακοπή των καταλυτών αυτών οδηγεί σε σοβαρές συνέπειες.

Τα ένζυμα χρησιμοποιούνται ευρέως στον τομέα των τροφίμων, η ελαφρά βιομηχανία, την ιατρική: που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή των τυριών, λουκάνικα, κονσερβοποιημένα τρόφιμα, περιλαμβάνονται σε απορρυπαντικές σκόνες. Χρησιμοποιούνται επίσης στην κατασκευή φωτογραφικών υλικών.