Ni kazi ya protini enzyme nini? enzymatic kazi ya protini: mifano

kazi ya mwili wetu - mchakato ngumu sana ambayo mamilioni ya seli husika, maelfu ya vitu mbalimbali. Lakini kuna eneo moja ambayo ni hutegemea protini maalum, bila ambayo maisha ya binadamu au mnyama itakuwa vigumu kabisa. Kama pengine guessed, tunazungumzia sasa kuhusu Enzymes.

Leo tutaangalia enzymatic kazi ya protini. Hili ni eneo kubwa ya biokemia.

Kwa kuwa msingi wa dutu hizi ni wengi protini, basi inaweza kuchukuliwa na wao. Unapaswa kujua kwamba kwa mara ya kwanza Enzymes wakati walikuwa aligundua katika 30s ya karne ya 19, tu wanasayansi alichukua zaidi ya karne, ili kufika zaidi au chini ya sare ufafanuzi kwa ajili yao. Basi nini kazi ni kazi na vimeng'enya protini? Juu ya hili, pamoja na muundo wao na athari ya mifano utakuwa kujifunza kutoka makala hii.

Una kuelewa kwamba si kila protini inaweza kuwa enzyme, hata katika nadharia. protini globular tu fomu uwezo wa kuonyesha shughuli kichocheo kuhusiana na misombo ya kikaboni. Kama na misombo kila asili katika darasa hili, Enzymes zinajumuisha mabaki ya amino asidi. Kumbuka kuwa kazi enzymatic ya protini (mifano ya ambayo itakuwa katika makala) unaweza kufanyika tu kwa mtu ambaye habari gego ni ndogo kuliko 5000.

ni enzyme, nini maana ya kisasa

Enzymes - kichocheo cha kibiolojia asili. Wana uwezo wa kuongeza kasi ya majibu, kutokana na mawasiliano ya karibu kati ya reactants (substrates). Tunaweza kusema kwamba enzymatic kazi ya protini - mchakato baadhi kichocheo ya athari biochemical kwamba ni ya kipekee kwa kiumbe hai. Sehemu ndogo tu ya watu inaweza kutolewa tena katika maabara.

Ikumbukwe kwamba katika eneo hili kumekuwa na baadhi ya mafanikio katika miaka ya karibuni. Wanasayansi hatua kwa hatua kuja karibu na kujenga Enzymes bandia ambayo inaweza kutumika sio tu kwa ajili ya kiuchumi, lakini pia dawa. Ni maendeleo Enzymes ambayo inaweza ufanisi kuharibu hata maeneo madogo ya kansa incipient.

Ni sehemu gani za enzyme moja kwa moja kushiriki katika majibu?

Kumbuka kwamba, katika kuwasiliana na substrate haina ni pamoja na mwili mzima wa enzyme, lakini tu sehemu ndogo ya ambayo inaitwa tovuti kazi. Hii ni mali yao kuu ya kusaidiana. Dhana hii ina maana kwamba enzyme ni walau inafaa kwa substrate katika fomu na mali zao kimwili na kemikali. Tunaweza kusema kwamba kazi ya Enzymes katika kesi hii ni kama ifuatavyo:

• maji yao inakuja chini kutoka uso shell.
• Kuna deformation fulani (ubaguzi, kwa mfano).
• Baada ya kuwa wao ni mpangilio kwa namna ya pekee katika nafasi, wakati kusonga karibu na kila mmoja.

Sababu hizi kusababisha kuongeza kasi ya majibu. Sasa, hebu kufanya kulinganisha kati ya Enzymes na vichocheo isokaboni.

Kama unavyoona, kazi enzymatic ya protini inahitaji maalum. Peke Pia itaongeza kwamba wengi protini hizo pia aina maalum. Kwa kifupi, Enzymes binadamu vigumu zinazofaa kwa sehemu ya majaribio.

Maelezo muhimu kuhusu muundo wa Enzymes

muundo wa misombo haya ni pekee mara moja tatu ngazi. muundo wa msingi wanaweza kutambuliwa kwa mabaki ya amino asidi ambazo ni sehemu ya Enzymes. Kwa kuwa kazi ya enzymatic wa protini, mifano ya ambayo sisi mara kwa mara alitoa katika makala hii, unaweza kutekelezwa tu na aina fulani ya misombo, kwa kuzitambua usahihi juu ya msingi huu ni kweli kabisa.

Kama na shule ya upili dharura nyongeza imedhamiria kwa njia ya aina ya ziada ya dhamana ambayo yanaweza kutokea kati ya mabaki hayo amino asidi. Hii hidrojeni mawasiliano, umeme, haidrofobu, na Van der Waals mwingiliano. Kutokana na mvutano yanayosababisha mahusiano haya katika maeneo mbalimbali ya enzyme zinazozalishwa α-hesi, kitanzi na β-kuachwa.

muundo wa elimu ya juu ni matokeo ya ukweli kwamba sehemu kiasi kikubwa cha mzunguko wa polipeptidi tu mara. kuachwa na kusababisha watu kuitwa vikoa. Hatimaye, malezi ya mwisho ya muundo huu unafanyika tu baada ya mwingiliano imara imara kati ya nyanja mbalimbali. Ikumbukwe kwamba malezi ya domains wenyewe kwenda kwa njia ya kujitegemea kabisa kutoka kwa kila mmoja.

Baadhi ya sifa domain

Kwa kawaida, polipeptidi mlolongo ambayo wao ni sumu, lina mabaki takriban 150 amino asidi. Wakati nyanja kiutendaji na kila mmoja, sumu kidonge. Kwa kuwa kazi ni kazi kwa enzymatic maeneo ya kazi kulingana na wao, wanapaswa kuelewa umuhimu wa mchakato huu.

uwanja yenyewe ni sifa ya ukweli kwamba kati ya mabaki ya amino asidi katika muundo wake kuna mwingiliano mbalimbali. idadi yao ni kubwa zaidi kwa ajili ya athari hizo kati yao vikoa. Hivyo, cavity kati yao kiasi "hatari" kwa matendo ya vimumunyisho mbalimbali hai. kiasi cha utaratibu wa 20-30 angstrom ujazo kwamba inafaa molekuli kadhaa ya maji. domains tofauti mara nyingi kipekee kabisa pande tatu muundo, ambayo ni kuhusishwa na utekelezaji wa majukumu tofauti kabisa.

maeneo ya kazi

Kama kanuni, maeneo ya kazi ziko madhubuti kati ya vikoa. Kwa hiyo, kila mmoja ina jukumu muhimu sana wakati wa majibu. Kutokana na utaratibu huu wa vikoa kupatikana uwezo mkubwa, kutembea katika eneo la enzyme. Hii ni muhimu sana, kwa kuwa enzymatic kazi ni kazi tu misombo yale ambayo yanaweza suitably kubadilisha msimamo wake anga.

Kati ya polipeptidi dhamana urefu katika mwili wa enzyme, na kwa kazi gani ngumu waliouimba, kuna uhusiano wa moja kwa moja. Tatizo jukumu wote kupatikana kwa kutengeneza tovuti ya kazi ya majibu kati ya uwanja kichocheo na kutokana na malezi ya domains mpya kabisa.

Baadhi protini Enzymes (mifano - lisozimu na glycogen) inaweza kutofautiana sana katika kawaida (129 na 842 mabaki ya amino asidi, kwa mtiririko huo), ingawa mmenyuko kichocheo Nembo ya minyororo ya kemikali ya aina moja. Tofauti ni kwamba Enzymes zaidi mkubwa na kubwa uwezo wa kudhibiti vizuri zaidi nafasi yake ya katika nafasi, ambayo kuhakikisha utulivu mkubwa na kasi ya majibu.

Uainishaji kuu ya Enzymes

Kwa sasa kukubaliwa na kuenea ulimwenguni ni kiwango uainishaji. Kulingana naye, ilivyo madarasa ya msingi sita, na subclasses husika. Tunaona tu ya msingi. Hapa ni:

1. Oxidoreductases. kazi ya Enzymes katika kesi hii - kusisimua redoksi athari.

2. Transferases. Wanaweza kufanya substrates uhamisho kati ya makundi yafuatayo:

• One-carbon vitengo.
• Mabaki ya aldehidi na ketoni.
• Acyl na glycosyl vipengele.
• Alkili (kama ubaguzi huwezi kuvumilia CH3) mabaki.
• Nitrojeni besi.
• Vikundi vyenye fosforasi.

3. Hydrolases. Katika kesi hii, kazi enzymatic ni kushikamana protini ya aina zifuatazo ya misombo:

• Esta.
• Glycosides.
• Esta, na thioesters.
• Peptide aina dhamana.
• aina Uhusiano CN (isipokuwa ya peptide kimoja).

4. Lyases. Wana uwezo wa wanajitenga makundi na malezi baadae ya dhamana mara mbili. Zaidi ya hayo, kunaweza kufanya mchakato inverse: kujiunga makundi kuchaguliwa mara mbili dhamana.

5. Isomerases. Katika kesi hii, kazi enzymatic ya protini ni ngumu athari isoma catalysis. Kundi hili ni pamoja na vimeng'enya yafuatayo:

• Racemase, epimerase.
• Tsistransizomerazy.
• Intramolecular oxidoreductases.
• Intramolecular transferases.
• Intramolecular lyase.

6. Ligases (inayojulikana kama sinthetesi). Wao ni kutumika kwa ajili ya splitting ya ATP wakati kutengeneza baadhi connections.

Ni rahisi kwa taarifa kuwa kazi enzymatic ya protini ni incredibly muhimu, kama wao ni kwa baadhi ya kudhibiti kiasi karibu wote wa athari unaofanyika kila pili katika mwili wako.

Kile bado wa enzyme baada mwingiliano na substrate?

Mara nyingi, enzyme ni protini globular asili, kituo cha kazi ambayo inawakilishwa na mabaki yake sawa amino asidi. Katika kesi nyingine zote, katika kituo sehemu imara na uhusiano na ni viungo bandia kikundi au kimeng'enya pacha (ATP, kwa mfano), uhusiano ni dhaifu sana. kichocheo kinachoitwa holoenzyme, na mabaki yake, baada ya kuondolewa kwa sumu ATP apoenzyme.

Hivyo, kwa mujibu wa kipengele hiki Enzymes huainishwa katika makundi yafuatayo:

• Simple hydrolase, lyase, na isomerase, ambayo kwa ujumla hauna coenzyme msingi.
• protini enzyme (mifano - baadhi transaminase) inahusu kundi viungo bandia (acid lipoic, kwa mfano). Kundi hili ni pamoja na wengi wa peroxidase.
• Enizmy ambayo inahitajika coenzyme upya. Hizi ni pamoja na kinases, pamoja na zaidi ya oxidoreductases.
• vichocheo vingine, muundo wa ambayo ni bado kueleweka kikamilifu.

vitu vyote ni sehemu ya kundi la kwanza, ni sana kutumika katika sekta ya chakula. vichocheo vingine zote zinahitaji hali maalum sana kwa ajili ya uanzishaji wake, na kwa hiyo kazi tu katika mwili, au katika baadhi ya majaribio ya maabara. Hivyo, enzymatic kazi - hii ni majibu maalum sana, ambayo yamo katika kuchochea (kichocheo) athari katika aina fulani ya hali ya kichele ya mwili wa binadamu au mnyama.

Nini kinatokea katika tovuti kazi, au kwa nini Enzymes kazi hivyo kwa ufanisi?

Sisi mara kwa mara alisema kuwa muhimu kwa uelewa wa enzymatic kichocheo ni kuundwa kwa kituo cha kazi. Ni kwa njia hiyo maalum ya kisheria ya substrate, ambayo kwa hali kama ni zaidi ya kazi kuguswa. Ili kuelewa utata wa athari kubebwa huko nje, kutoa mfano rahisi kutokea glucose Fermentation, ni muhimu mara moja Enzymes 12! Sawa mwingiliano ngumu inakuwa inawezekana tu kutokana na ukweli kwamba protini ambayo hufanya kazi enzymatic ana shahada ya juu ya maalum.

Aina ya Enzymes maalum

Ni kabisa. Katika hali hii, maalum unaoonyeshwa moja tu, madhubuti defined aina enzyme. Hivyo, urisi kuingiliana tu na urea. Maziwa lactose kama inaingia majibu katika hali yoyote. Hiyo ni nini kazi ni kufanywa na protini, Enzymes katika mwili.

Aidha, kundi ni jambo la kawaida kabisa maalum. Kama inavyoweza kueleweka kutoka jina, katika kesi hii kuna "upokeaji" madhubuti kwenye kundi la misombo ya kikaboni (esta, ikiwa ni pamoja na pombe ngumu au aldehidi). Kwa mfano, pepsini, ambayo ni moja ya Enzymes muhimu ya tumbo, tu inaonyesha maalum kwa hidrolisisi ya vifungo peptide. Pombe dehydrogenase kuingiliana peke na alkoholi na laktikodegidraza si kugawa kitu chochote mbali na asidi alpha-hydroxy.

Hufanyika pia kwamba enzymatic kazi tabia ya kikundi fulani ya misombo, lakini katika hali fulani Enzymes kinaweza kufanyia kazi tofauti kabisa na yao kuu "Lengo" ya kulevya. Katika hali hii, kichocheo "huelekea" kwa darasa, baadhi ya vitu, lakini katika hali fulani inaweza kushikamana na misombo nyingine (si lazima sawa). Hata hivyo, katika kesi hii, majibu watakwenda taratibu zaidi.

Anajulikana sana kwa uwezo wa traipsini kuchukua hatua kwa dhamana peptide, lakini watu wachache wanajua kwamba protini hii kwamba hufanya kazi ya enzyme katika njia ya utumbo, inaweza pia kuguswa na misombo mbalimbali esta.

Mwisho, kuna maalum ya macho. Vimeng'enya unaweza kuingiliana na aina mbalimbali ya vitu orodha kabisa, lakini tu chini ya hali kuwa wana kichele mali macho. Hivyo, kazi enzymatic ya protini katika kesi hii ni sawa na kanuni ya hatua ni si Enzymes, vichocheo na asili isokaboni.

Ni vigezo kuamua ufanisi wa kichocheo?

Leo, ni kuamini kwamba mambo ambayo kuamua shahada kubwa mno ya ufanisi wa Enzymes ni:

• kuzingatia athari.
• anga mwelekeo athari.
• uhodari wa kituo kazi majibu.

Kwa ujumla, matokeo ya mkusanyiko Dutu haina tofauti na kwamba katika athari isokaboni catalysis. Hii inajenga kama substrate mkusanyiko ambayo ni mara kadhaa maana sawa na mambo mengine kiasi cha ufumbuzi katika kituo kazi. Katika kituo cha majibu kwa kuchagua hupanga molekuli vitu ambayo lazima kuguswa na kila mmoja. Si vigumu nadhani kwamba athari hii husababisha kuongezeka kwa kemikali kiwango cha majibu maagizo kadhaa ya ukubwa.

Wakati kiwango kemikali mchakato unafanyika, ni muhimu sana, ambayo ni sehemu ya molekuli kushirikiana mapenzi collide na kila mmoja. Kwa kifupi, dutu ya molekuli wakati wa mgongano lazima madhubuti oriented jamaa na kila mmoja. Kutokana na ukweli kuwa ni kazi kwa kulazimishwa, basi vipengele vyote kushiriki katika mpangilio wa mstari fulani, kichocheo mmenyuko kasi na tatu amri ya upande vile katika tovuti ya kazi ya enzyme.

Chini ya multifunctionality katika kesi hii inarejea mali ya sehemu zote za tovuti kazi kwa wakati mmoja (au madhubuti uratibu) tendo juu ya molekuli "kutibiwa" dutu. Ambayo moja (molekuli) si tu suitably fasta katika nafasi (tazama. Zaidi ya), lakini pia kwa kiasi kikubwa mabadiliko ya tabia yake. Hii yote pamoja inaongoza kwa ukweli kwamba enzyme ni kuwa rahisi zaidi ya kutenda kwa substrate kama inahitajika.