Elmagyarázzuk, mik azok az enzimek és szerkezetük.Továbbá, hogyan osztályozzák ezeket a fehérjéket és hogyan hatnak.
Mik azok az enzimek?
Az enzimek egy sor fehérje felelős a katalizálásért (lövés, gyorsítás, módosítás, lassítás, sőt megállítás) kémiai reakciók, feltéve, hogy termodinamikailag lehetségesek. Ez azt jelenti, hogy ezek szabályozó anyagok a szervezetben élőlények, általában a Energia kezdeti szükséges a reakció elindításához.
Az enzimek nélkülözhetetlenek a élet és mintegy 4000 ismert kémiai reakciót katalizálnak, feltéve, hogy ennek feltételei vannak pH, hőfok vagy kémiai koncentráció, mivel az enzimek, mint fehérjék, szintén denaturálódhatnak és elveszíthetik hatékonyságukat.
Az első enzimet a 19. század közepén fedezték fel Anselme Payen és Jean-Francois Persoz, bár a kb. erjesztés Louis Pasteur már megérezte valamilyen szerves "gyorsító" anyag jelenlétét ezekben a folyamatokban, amelyeket akkoriban tisztán kémiainak tekintettek.
Az enzimek manapság széles körben ismertek, és valójában különféle humán iparágak használják (étel, vegyszerek, mezőgazdaság, olaj stb.), amellett, hogy nélkülözhetetlen része a szervezetünk belső egyensúlyát fenntartó komponenseknek, felgyorsítja a szükséges reakciókat (például az energiát szolgáltatókat), másokat szelektíven aktivál és deaktivál (ahogyan a hormonok) és egy tarka és így tovább.
Az enzimek szerkezete
A legtöbb enzim nagyon változó méretű globuláris fehérjékből áll: a 62 aminosavból álló monomerektől egészen a 2500 körüli hatalmas láncokig. Ezek közül azonban csak néhány vesz részt közvetlenül a reakció katalízisében, az ún.aktív központ.
Az a szekvencia, amelyben ezek az aminosavak összeállnak, meghatározza az enzim háromdimenziós szerkezetét, amely meghatározza annak specifikus működését is. Néha ennek a szerkezetnek is vannak olyan helyek, amelyek vonzzák a kofaktorokat, azaz más anyagokat, amelyek beavatkozása szükséges a kívánt hatás eléréséhez.
Az enzimek erősen specifikusak, azaz nem reagálnak semmivel, és nem vesznek részt semmilyen reakcióban. Nagyon konkrét és precíz biokémiai feladatuk van, amit nagyon alacsony hibaszázalékkal hajtanak végre.
Az enzimek osztályozása
Az enzimeket az általuk katalizált specifikus reakció alapján a következők szerint osztályozzák:
- Oxidoreduktázok. Oxidációs-redukciós reakciókat katalizálnak, azaz átvitelt elektronok vagy től atomok hidrogént egyik szubsztrátumról a másikra. Ilyenek például a dehidrogenáz enzimek ésc oxidáz.
- Transzferázok. A hidrogéntől eltérő kémiai csoportok átvitelét katalizálják egyik szubsztrátumról a másikra. Példa erre a glükokináz enzim.
- Hidrolázok. A reakciókkal foglalkoznak hidrolízis (szakadása molekulák szerves molekulái által Víz). Például laktáz.
- Liasas. Enzimek, amelyek katalizálják a hordozók törését vagy hegesztését. Például acetát-dekarboxiláz.
- Izomerázok. Az izomerek interkonverzióját katalizálják, azaz egy molekulát háromdimenziós geometriai változatává alakítanak át.
- Harisnyakötő. Ezek az enzimek specifikus szubsztrátkötési reakciókat katalizálnak a trifoszfát nukleotidok egyidejű hidrolízise révén (pl. ATP vagy a GTP). Például a privát karboxiláz enzim.
Hogyan működnek az enzimek?
Az enzim működése felgyorsítható a kalória energiaszintjének emelésével.
Az enzimek különböző módon működhetnek, bár mindig csökkentik a kémiai reakció aktiválási energiáját, vagyis a beindításához szükséges energia mennyiségét. Ezek a különböző módok a következők:
- Környező. Az aktiválási energiát csökkenti a reakció lezajlását elősegítő környezet kialakítása, például a szubsztrát kémiai tulajdonságainak módosítása a saját aminosavrétegével való reakciók révén.
- Az átmenet megkönnyítése. Az átmeneti energia a szubsztrát módosítása nélkül csökken, azaz optimális töltésű környezetet teremt a reakció lezajlásához.
- Adjon meg egy alternatív útvonalat. Ebben az esetben az enzimek reakcióba lépnek a szubsztráttal, és egy ES (enzim/szubsztrát) komplexet hoznak létre, amely "kihagyja a lépéseket" a szokásos reakcióút során, csökkentve a reakció bekövetkezéséhez szükséges időt.
- Növelje a hőmérsékletet. Bizonyos paramétereken belül az enzim hatását felgyorsíthatja a szint emelése kalória energia, által adott exoterm reakciók párhuzamos.