Énzim biokimia. Struktur, sipat sarta fungsi

Sél tina unggal organisme hirup, jutaan réaksi kimiawi nyandak tempat. Tiap di antarana penting, jadi hal anu penting pikeun ngajaga laju prosés biologis dina tingkat tinggi. Ampir unggal réaksi dikatalisan ku énzim na. Naon énzim? Naon peranna dina kandang a?

Énzim. panjelasan

Istilah "énzim" ieu diturunkeun tina basa Latin fermentum - leaven. Éta bisa ogé disebut énzim ti Yunani en zyme - "dina leaps na bounds".

Énzim - zat biologis aktip, jadi naon baé réaksi kajadian dina sél, moal bisa ngalakukeun tanpa aranjeunna. Sanyawa ieu meta salaku katalis. Sasuai, énzim sagala boga dua sipat utama:

1) Énzim accelerates réaksi biokimia, tapi teu dihakan.

2) Nilai tina kasatimbangan konstan teu robah, tapi ngan accelerates pencapaian nilai ieu.

Énzim ngagancangkeun réaksi nepi biokimia dina rébuan, sarta dina sababaraha kasus, hiji juta kali. Ieu ngandung harti yén dina henteuna sistem énzim sadaya prosés intrasélular geus ampir dieureunkeun, sarta sél éta sorangan mati. Ku alatan éta, peran énzim salaku bahan aktip anu tinggi.

A-rupa énzim ngamungkinkeun pikeun diversify ngatur métabolisme sél. Dina sagala cascade réaksi nyokot bagian loba kelas béda énzim. katalis biologis boga selectivity tinggi ngaliwatan hiji konformasi husus tina molekul. T. Ka. Dina kalolobaan kasus énzim nu protéin di alam, aranjeunna dina struktur térsiér atawa kuarternérna. Alesan ieu deui nu spésifisitas tina molekul.

Fungsi énzim dina sél

Tugas utama énzim - akselerasi pakait réaksi. Sagala proses cascade, saprak dékomposisi tina hidrogén péroxida na tungtung glikolisis, merlukeun ayana katalis biologis.

Operasi ditangtoskeun énzim kahontal spésifisitas tinggi ka substrat husus. Ieu ngandung harti yén katalis hijina bisa ngagancangkeun réaksi tangtu jeung moal leuwih, sanajan pisan sarupa. Ku darajat spésifisitas énzim, nu grup di handap ieu:

1) énzim jeung spésifisitas mutlak nalika dikatalisan ku ngan hiji réaksi tunggal. Contona, collagenase digests nu kolagén, sarta maltase cleaves maltosa.

2) énzim jeung relatif spésifisitas. Ieu ngawengku zat nu bisa ngatalisan hiji kelas nu tangtu réaksi, contona, meulah hidrolitik.

Karya biocatalyst dimimitian ku sambungan loka aktif -na pikeun substrat. Dina waktu nu sarua ngobrol ngeunaan interaksi lawanna sarupa konci na konci. Ieu nujul kana hiji patandingan pinuh ku substrat ngabentuk puseur aktif, anu ngamungkinkeun pikeun ngagancangkeun réaksi nu.

Lengkah saterusna diwangun dina kursus réaksina. speed na nambahan ku aksi ti kompléks énzim. Dina tungtungna, urang meunang énzim, nu pakait jeung produk réaksi.

tahap ahir - ngaleupaskeun produk réaksi ti énzim, nu satutasna situs aktip sakali deui janten haratis pikeun operasi sejen.

Schematically, karya énzim dina unggal panggung bisa ditulis salaku:

1) S + E -> SE

2) SE -> SP

3) SP -> S + P, dimana S - nyaeta substrat, E - énzim, sarta P - produk.

Klasifikasi énzim

Dina awak manusa, anjeun tiasa manggihan angka nu gede ngarupakeun énzim. Kabéh kaweruh ngeunaan fungsi jeung karya maranéhanana anu systematized, sarta salaku hasilna aya klasifikasi umum, ngaliwatan nu anjeun bisa kalayan gampang nangtukeun naon katalis nu tangtu. Di dieu genep kelas dasar énzim, kitu ogé sababaraha conto subgroups.

1. Oxidoreductase.

Énzim kelas ieu ngatalisan réaksi rédoks. Total pulih 17 sub-grup. Oxidoreductases téh biasana non-protéin bagian disadiakeun vitamin atawa hémé.

Diantara oxidoreductases anu mindeng kapanggih dina subgroups handap:

a) dehidrogénase. énzim Biokimia-dehidrogénase ieu cleaving atom hidrogén jeung nransferkeun ka substrat séjén. subgroup Ieu paling umum dina réaksi réspirasi, fotosintésis. Salaku bagian tina dehidrogénase nyaeta merta hadir dina wangun koénzim NAD / NADH atanapi flavoproteins fad / FMN. Mindeng aya ion logam. Contona, di antarana énzim kayaning tsitohromreduktazy, dehidrogénase piruvat sarta dehidrogénase isocitrate, sarta ogé loba énzim ati (laktat dehidrogénase, glutamat dehidrogénase, jeung saterusna. D.).

b) oxidases. Sajumlah énzim ngatalisan ditambah oksigén kana hidrogén, whereby produk réaksi bisa jadi cai atawa hidrogén péroxida (H ₂ 0, H ₂ 0 _2). Conto énzim sitokrom oxidase, tyrosinase.

c) péroxidase na Katalase - énzim nu ngatalisan dékomposisi H ₂ O ₂ jeung cai sarta oksigén.

g) oxygenase. biokatalis ieu ngagancangkeun kantétan oksigén pikeun substrat. Dofamingidroksilaza - salah sahiji conto énzim misalna.

2. Transferase.

énzim udagan grup ieu téh mindahkeun tina radikal ti zat tina zat donor ka nu dituju.

a) methyltransferase. DNA methyltransferase - énzim konci nu ngatur proses réplikasi DNA. nukléotida Methylation muterkeun hiji peran utama dina pangaturan karya asam nukléat.

b) acyltransferase. Énzim of subgroup ieu diangkut ti hiji molekul ka grup acyl sejen. Conto acyltransferases: acyltransferase Lésitin-kolesterol (mawa gugus fungsi sareng asam lemak dina koléstérol), lizofosfatidilholinatsiltransferaza (grup acyl ditransferkeun ka lysophosphatidylcholine).

c) aminotransferases - énzim nu aub dina konversi asam amino. Conto énzim aminotransferase alanin nu ngatalisan sintésis alanin tina piruvat sarta glutamat ku mindahkeun hiji gugus amino.

g) phosphotransferase. Énzim ngatalisan tambahan ieu sub-grup tina gugus fosfat. Sejen kinase ngaran phosphotransferase, nyaéta leuwih umum. Contona, di antarana énzim kayaning hexokinase na aspartate, nu napel na résidu héxosa fosfat (kalobaannana glukosa), sarta asam aspartat visinil.

3. Hidrolase - a kelas énzim nu ngatalisan dipegatkeunana beungkeut dina molekul, dituturkeun ku tambahan cai. Zat anu milik grup ieu - énzim cerna utama.

a) esterases - megatkeun beungkeut éster. Conto - lipases nu ngarecah lemak.

b) glycosidases. énzim Biokimia ti séri ieu perenahna di karuksakan di beungkeut glikosida polimér (oligosakarida na polisakarida). Conto: amilase, sucrase, maltase.

c) péptidase - énzim nu ngatalisan ngarecahna protéin asam amino. énzim nu patali péptidase kayaning pépsin, trypsin, ciduh, karboiksipeptidaza.

g) Amidases - beungkeut megatkeun amida. Conto: .. Arginase, Uréase, glutaminase jsb Loba amidase énzim nu kapanggih dina siklus ornitin.

4. Liase - énzim pikeun fungsi sarupa Hidrolase, kumaha di dipegatkeunana beungkeut dina molekul moal dihakan cai. Énzim kelas ieu salawasna boga bagian tina bagian non-protéin, contona, dina bentuk vitamin B1 jeung B6.

a) decarboxylase. énzim ieu meta dina beungkeut C-C. Contona nyaéta glutamat decarboxylase asam atawa decarboxylase piruvat.

b) hydratase na dehydratase - énzim nu ngatalisan dipegatkeunana C-O beungkeut.

c) The amidine-Liase - ngaruksak beungkeut C-N. Conto: argininsuktsinatliaza.

g) Sunda-O lyase. énzim sapertos biasana dibeulah gugus fosfat ti bahan substrat. Conto: siklase adenylyl.

Biokimia énzim dumasar kana strukturna

Kamampuh unggal énzim ditangtukeun ku individu, ngan struktur alamiah Na. Sagala énzim - utamana protéin, jeung struktur sarta darajat tilepan maénkeun peran krusial dina nangtukeun fungsi na.

Unggal biocatalyst dicirikeun ku ayana pusat aktif, nu, kahareupna dibagi kana sababaraha wewengkon fungsi béda:

1) katalitik Center - hiji wewengkon husus tina protéin, nu énzim adherence mun substrat. Gumantung kana konformasi nu protéin puseur katalitik molekul tiasa nyandak rupa-rupa bentuk, anu kedah pakait jeung substrat ogé konci na konci. struktur kompléks sapertos ngécéskeun naon pangna protéin énzim nyaéta dina kaayaan térsiér atawa kuarternérna.

2) Adsorption Center - fungsi minangka "wadah". Di dieu, mimiti sadaya komunikasi lumangsung antara molekul énzim jeung molekul substrat. Sanajan kitu, éta sambungan anu ngabentuk puseur adsorption, pohara lemah, sahingga réaksi katalitik téh malik dina tahap ieu.

3) puseur allostérik bisa jadi ayana dina puseur aktif, sarta sakuliah sakabeh beungeut énzim. fungsi maranéhanana - pangaturan énzim. Peraturan lumangsung liwat molekul sambetan jeung molekul activators.

Protéin aktivator mengikat ka molekul énzim, ngagancangkeun operasi na. Sambetan, sabalikna, ngahambat aktivitas katalitik, sarta ieu bisa lumangsung dina dua cara: boh molekul ngiket ka wewengkon puseur allostérik sahiji puseur aktif ti énzim (inhibisi kalapa) atawa eta napel wilayah sejen tina protéin (noncompetitive inhibisi). inhibisi kalapa dianggap leuwih éféktif. Saatos spasi sahingga katutup pikeun substrat mengikat keur enzim, sarta prosés ieu téh ngan mungkin dina kasus kabeneran praktis lengkep molekul inhibitor jeung ngawangun hiji puseur aktif.

Énzim mindeng henteu diwangun ku asam amino, tapi ogé zat organik jeung anorganik lianna. Sasuai, apoenzyme terasing - proteinaceous bagian koénzim - moiety organik jeung kofaktor - bagian anorganik. Koénzim bisa jadi digambarkeun ulgevodami, lemak, asam nukléat, vitamin. Kahareupna ko-faktor - mindeng hiji ion logam ngarojong. aktivitas énzim ditangtukeun ku struktur na: zat tambahan kaasup dina wangunan, ngarobah sipat katalitik. Rupa-rupa énzim - mangrupa hasil kombinasi sadayana faktor ieu ngabentuk kompléks a.

Pangaturan karya énzim

Énzim salaku zat biologis aktip teu salawasna dipikabutuh pikeun awak. Biokimia énzim nyaeta aranjeunna meureun dina kasus sél hirup kaleuleuwihan katalisis cilaka. Pikeun nyegah épék ngabahayakeun kana awak énzim perlu kumaha bae ngatur karya maranéhanana.

T. Ka. Énzim protéin di alam, aranjeunna gampang ancur dina suhu luhur. prosés denaturation téh malik, tapi bisa nyata mangaruhan zat.

pH ogé muterkeun hiji peran penting dina angger. aktivitas énzim maksimum umumna observasi dina pH nétral (7,0-7,2). Ogé boga énzim nu dianggo ukur dina kaayaan asam atawa ukur dina basa. Ku kituna, dina lysosomes sélular ngurusan pH low, di mana kagiatan maximal énzim hidrolitik. Dina acara kontak teu kahaja jeung sitoplasma, dimana lingkungan anu ngadeukeutan ka nétral, aktivitas maranéhanana baris ngurangan. panyalindungan sapertos ti "samopoedaniya" ieu dumasar kana fitur of hydrolase kana.

Eta sia mentioning ngeunaan pentingna koénzim na kofaktor dina komposisi énzim. Ayana vitamin atawa ion logam nyata mangaruhan fungsi tina sababaraha énzim nu tangtu.

Tata ngaran énzim

Kabéh énzim awak disebut nurutkeun maranéhanana milik salah sahiji kelas, ogé substrat jeung nu aranjeunna meta. Kadang-kadang nu ngaran sistimatis dipaké teu salah Tapi dua substrat dina judul.

Conto ngaran tina sababaraha énzim:

1. énzim ati: laktat degidrogen aza-glutamat-aza-degidrogen.
2. Ngaran lengkep sistimatis pikeun énzim: laktat + NAD-aza -oksidoredukt.

Dilestarikan na trivial ngaran, nu teu taat kana aturan tata ngaran. Contona nyaéta énzim: trypsin, ciduh, pépsin.

Prosés sintésis énzim

Fungsi énzim nu ditangtukeun malah di tingkat genetik. Kusabab molekul téh ku na badag -. Protéin, sarta sintésis nyaeta persis sarua salaku prosés transkripsi sarta tarjamahan.

énzim sintésis lumangsung saperti kieu. Dina awalna, DNA maca inpo ngeunaan énzim nu dipikahoyong pikeun ngabentuk mRNA. Rasul RNA ngodekuen sadaya asam amino anu bagéan énzim. Peraturan énzim bisa ogé lumangsung di tingkat DNA, lamun produk réaksi nu dikatalisan cukup gén transkripsi titik jeung sabalikna, upami aya anu peryogi dina produk éta, éta ngaktifkeun proses transkripsi.

Sakali dina mRNA dirilis dina sitoplasma, tahap salajengna - siaran. Dina ribosom reticulum endoplasmic disintésis ranté primér diwangun ku asam amino numbu ku beungkeut péptida. Sanajan kitu, molekul protéin dina struktur primér teu acan ngalakukeun fungsi énzimatik na.

Kagiatan énzim nyaéta gumantung struktur protéin. EPS sarua protéin lumangsung twisting, kukituna ngabentuk struktur sekundér lajeng tersiér munggaran. Sintésis sababaraha énzim ieu dieureunkeun dina tahap ieu, tapi pikeun ningkatkeun pidangan aktivitas katalis nyaéta mindeng perlu kantétan jeung kofaktor koénzim.

Di wewengkon nu tangtu dina reticulum endoplasmic asalna napel komponén organik énzim nu: gula, asam nukléat, lemak jeung vitamin. Sababaraha énzim teu tiasa dianggo tanpa ayana koénzim nu.

Kofaktor muterkeun hiji peran krusial dina formasi tina Struktur kuarternér protéinna. Sababaraha fungsi énzim nu sadia ngan lamun organisasi domain protéin. Kituna éta pohara penting pikeun struktur ayana kuarternér maranéhna nu tumbu ngahubungkeun antara sababaraha globules protéin nyaéta ion logam.

Sababaraha bentuk énzim

Aya kaayaan nalika perlu ayana sababaraha énzim nu ngatalisan réaksi sarua, tapi beda jeung silih sababaraha ngahormat. Contona, enzim tiasa dianggo dina 20 derajat, tapi dina 0 darajat, anjeunna moal tiasa nedunan fungsi na. Naon anu kudu dipigawé dina kaayaan kitu, awak hirup dina suhu low?

masalah ieu gampang direngsekeun ku ayana sababaraha énzim nu ngatalisan réaksi sarua, tapi dina kondisi kerja béda. Aya dua jenis sababaraha bentuk énzim:

1. Isoenzymes. protéin sapertos anu disandiaksarakeun ku gén béda sipatna diwangun ku asam amino béda, tapi ngatalisan réaksi sarua.
2. sababaraha bentuk leres. protéin ieu ditranskripsi ti gén sarua, tapi lumangsung dina péptida ribosom modifikasi. Dina output dihasilkeun sababaraha bentuk énzim sarua.

Hasilna, sababaraha bentuk tina jenis munggaran kabentuk di tingkat genetik, nalika kadua - dina pos-translational.

hartina énzim

Pamakéan énzim dina ubar asalna handap pikeun isu obat anyar, salaku bagian ti nu zat anu geus di kuantitas katuhu. Elmuwan geus henteu acan kapanggih cara pikeun merangsang sintésis leungit énzim dina awak, tapi ayeuna disebarkeun luas ubar nu bisa nyieun up for durasi disadvantage maranéhanana.

Rupa-rupa énzim dina sél pikeun ngatalisan angka nu gede ngarupakeun réaksi patali jeung pamaliharaan hirup. Salah sahiji wakil ieu enizmov nucleases grup: endonuclease na exonuclease. karya maranéhanana nyaéta pikeun ngajaga tingkat tetep asam nukléat di sél, ngaleupaskeun DNA ruksak na RNA.

Ulah poho ngeunaan fenomena clotting getih. Salaku hiji ukuran éféktif panyalindungan, prosés ieu dikawasa ku angka énzim. Kapala diantara aranjeunna anu thrombin, nu ngarobah fibrinogén protéin teu aktif kana fibrin aktif. thread na nyiptakeun jenis jaringan nu occludes situs tatu wadah, kukituna ngahulag leungitna getih kaleuleuwihan.

Énzim nu dipaké dina winemaking, brewing, produksi loba produk susu. Pikeun alkohol tina ragi glukosa bisa dipaké, kumaha oge, pikeun lumangsungna sukses proses ieu jeung nimba cukup di antarana.

fakta metot ngeunaan nu teu nyaho

- Kabéh énzim awak boga massa badag - 5,000 mun 1.000.000 Da. Ieu alatan ayana protéin dina molekul. Pikeun babandingan, beurat molekul glukosa - 180 Sumuhun, jeung karbon dioksida - jumlahna aya 44 Sumuhun.

- Ka tanggal, dibuka leuwih ti 2000 énzim nu kapanggih dina sél rupa-rupa organisme. Sanajan kitu, paling zat ieu anu masih henteu pinuh dipikaharti.

- kagiatan Énzim digunakeun pikeun meunangkeun powders cuci éféktif. Di dieu, énzim minuhan peran sarua sakumaha dina awak: aranjeunna ngarecah zat organik, sarta sipat ieu ngabantuan pikeun spot tempur. Disarankeun pikeun ngagunakeun detergent saperti dina suhu teu leuwih luhur ti 50 derajat, disebutkeun eta bisa balik ka prosés denaturation.

- Numutkeun statistik, 20% tina jalma di sakuliah dunya kakurangan tina kurangna salah sahiji énzim.

- Ngeunaan sipat énzim dipikawanoh pikeun lila, tapi ngan dina 1897, urang sadar yén teu ragi, sarta hiji sari tina sél maranéhanana bisa dipaké pikeun fermentasi gula kana alkohol.