מהו תפקידיו של חלבון האנזים?

של הגוף שלנו - תהליך מסובך מאוד, שבו מעורב מיליוני תאים, אלפי חומרים שונים.אבל יש תחום אחד שהוא לגמרי תלוי בחלבונים הספציפיים, שבלעדיו החיים של אדם או בעל חיים יהיו בלתי אפשריים לחלוטין.כפי שאתה בוודאי ניחשת, אנחנו מדברים על אנזימים מדברים.

היום אנו רואים את התפקיד האנזימטית של חלבונים.זהו אזור גדול לביוכימיה.

מאז חומרים אלה הם חלבונים רצוי, הם עשויים להיחשב בעצמם אותם.אתה צריך לדעת כי לאנזימי הפעם הראשונים התגלו בשנתי ה -30 של המאה ה -19, רק המדענים לקחו יותר ממאה שנה, כדי להגיע להגדרה פחות או יותר אחידה עבורם.אז מה פונקציה מתבצעת על ידי חלבונים הם אנזימים?, תוכל ללמוד על זה, כמו גם המבנה והתגובות שלהם דוגמאות ממאמר זה.

צריך להבין שלא כל חלבון יכול להיות אנזים, אפילו בתאוריה.רק חלבונים בצורה כדורית יכולים להפגין פעילות הקטליטית ביחס לתרכובות אורגניות אחרות.כפי שכל המעמד הזה של תרכובות טבעיות, אנזימים מורכבים משאריות חומצת אמינו.זכור כי הפונקציה האנזימטית של חלבונים (דוגמאות מהם יהיו בעיתון) יכולה להתבצע רק על ידי מי שטוחן המונית של לא פחות מ 5000.

מה אנזים הגדרה המודרנית

אנזימים - זרזים הם ממוצא ביולוגי.יש להם את היכולת להאיץ את התגובה על ידי מגע הדוק בין שניים מהמגיבים (מצעים).אנחנו יכולים לומר כי הפונקציה האנזימטית של חלבונים - תהליך כמה קטליזה של תגובות ביוכימיות ספציפיות לאורגניזם חי.רק חלק קטן מהם יכול להיות מועתק במעבדה.יש לציין

כי בשנים האחרונות בתחום זה יש כבר כמה פריצת דרך.מדענים מתקרבים ליצירת אנזימים מלאכותיים שיכול לשמש לא רק למשק אלא גם רפואה בהדרגה.אנזימים מפותחים שיכול ביעילות להרוס אפילו אזורים קטנים מתחילים סרטן.חלקי

איזה האנזים מעורב באופן ישיר בתגובה?

שים לב כי במגע עם המצע אינו כלול בכל הגוף של האנזים, אך רק חלק קטן, המהווה את המרכז הפעיל.זוהי התכונה, ההשלמה העיקרית שלהם.מושג זה מבוסס על ההנחה כי מצע האנזים הוא אידיאלי בצורה ומאפייני physicochemical.ניתן לומר שהפונקציה של אנזימים במקרה זה, היא הבא: מימיהם

• יורדים מהמשטח של הפגז.
• יש עיוות מסוימת (קיטוב, לדוגמא).
• לאחר שהם מסודרים בדרך מיוחדת במרחב, בעת שהתקרב זה לזה.

גורמים אלה מובילים להאצת התגובה.ועכשיו בואו נעשה השוואה בין האנזימים וזרזים אורגניים.השוואת

בין זרזים אורגניים	אנזימי	האצת
של קדימה הפוך תגובות ספציפיות	שוויון	שוויון
(השלמה)	מתאים רק לסוג מסוים של חומרים, סגוליות גבוהה	עשוי להיות אוניוורסלי, מאיץ כמה תגובות דומות קצב תגובת
	מגבירה את עוצמת התגובה של כמה מיליוני פעמים האצת	מאות ואלפי פעמים
תגובה לחום תגובת	הולך "לא" בגלל denaturation המלא או החלקי של החלבונים המשתתפים	כאשר תגובות מחוממות, רוב קטליטי מואצות שוב ושוב

כפי שניתן לראות, הפונקציה האנזימטית של חלבונים כרוך סגוליות.מעצמי אני גם אוסיף שרבים מחלבונים אלה יש גם מינים ספציפיים.במילים פשוטות, האנזים האנושי כמעט מתאים שפן ניסיונות ל.מידע חשוב

על המבנה של אנזימי

המבנה של תרכובות אלה מבודדים רק שלוש רמות.המבנה הראשוני ניתן לזהות על ידי שאריות חומצת אמינו שהם חלק מהאנזימים.מאז הפונקציה האנזימטית של חלבונים, דוגמאות של שיש לנו שוב ושוב שצוטטו במאמר זה ניתן למימוש רק קטגוריות מסוימות של תרכובות, לזהות אותם בדיוק על בסיס זה הוא אמיתי לגמרי.

באשר לרמה המשנית, המשתייך אליה נקבע באמצעות סוגים נוספים של מערכות יחסים שעלולים להתעורר בין שאריות חומצת אמינו.מימן תקשורת זו, אינטראקציות ואלס הידרופובי, ודר אלקטרוסטטי, ואן.כתוצאה מהמתח שגורם לקשרים אלה בחלקים שונים של האנזים מיוצר α-סליל, הלולאה וβ-גדילים.מבנה שלישוני

הוא תוצאה של העובדה שחלקה גדול יחסית של שרשרת פוליפפטיד הוא פשוט התמוטט.גדילים וכתוצאה מכך הם תחומים שנקראו.לבסוף, ההיווצרות הסופית של מבנה זה מתרחש הוקם רק לאחר בין תחומים שונים שנגרמה אינטראקציה.יש לזכור כי ההיווצרות של תחומים מתקיימת באופן עצמאי לחלוטין אחד מהשני.כמה מאפייני

תחומים

בדרך כלל, שרשרת פוליפפטיד שממנו הם נוצרו, מורכב מכ 150 שאריות חומצת אמינו.כאשר תחומים לתקשר אחד עם השני, יצר כדורית.מאז הפונקציה מבוצעת על ידי המרכזים הפעילים אנזימטית המבוססים על אותם, צריך להיות מודע לחשיבותו של תהליך זה.תחום

עצמו מאופיין בכך שבין שאריות חומצת אמינו במבנה שלה יש אינטראקציות רבות.מספרם גדול בהרבה מזה של התגובה בין תחומים עצמם.כך, החלל שבין "פגיע" יחסית לפעולה של ממסים אורגניים שונים.הנפח של סדר 20-30 אנגסטרם מעוקב, שמתאים לחלק ממולקולות המים.תחומים שונים עשויים להיות להם מבנה תלת-ממדי ייחודי לחלוטין, אשר מזוהה עם הביצועים של פונקציות שונות לחלוטין.מרכזים פעילים

ככלל, האתרים הפעילים נמצאים אך ורק בין תחומים.בהתאם לכך, כל אחד מהם יש תפקיד מאוד חשוב בבמהלך התגובה.כתוצאה מהסדר זה של תחומים מצאו גמישות רבה, ניידות בשטח של האנזים.זה חשוב מאוד, שכן הפונקציה האנזימטית מתבצעת רק אלה תרכובות שיכולים לשנות את המיקום המרחבי כראוי.חיבור

בין האורך של פוליפפטיד בגוף של האנזים, ועל ידי כמה מורכב פונקציות שהם ביצעו, יש קשר ישיר.המורכבות הגוברת של תפקיד מושגת הן באמצעות הקמת המרכז הפעיל של התגובה בין תחום קטליטי ועקב היווצרות של תחומים חדשים לחלוטין.

חלבוני אנזים מסוימים (דוגמאות - יזוזים וphosphorylase גליקוגן) יכול להשתנות במידה רבה בגודל (129 ו842 שאריות חומצת אמינו, בהתאמה), אם כי לזרז את תגובת המחשוף של אותם הסוגים של קשרים כימיים.ההבדל הוא שאנזימים יותר מסיביים וגדולים מסוגלים לשלוט טוב יותר על מיקומו במרחב, אשר מבטיח יציבות רבה יותר ומהירות התגובה.הסיווג ראשי

של אנזימי

נכון לעכשיו, שכיחים ונפוצים בכל רחבי העולם הוא סיווג אחיד.לדבריה, היא עומדת שש כיתות גדולות, עם subclasses הרלוונטי.אנו רואים רק בסיסיים.הנה הם: 1.

Oxidoreductases.הפונקציה של אנזימים במקרה זה - הגירוי של תגובות חמצון-חיזור.

2. Transferases.יכול לבצע העברות בין מצעים של הקבוצות הבאות: שאריות

• -פחמן.
• שרידי אלדהידים וקטונים.רכיבי acyl וglycosyl
• .
• אלקיל (כחריג, לא יכול לסבול CH3) שאריות.בסיסי חנקן
• .קבוצות
מכילות זרחן.

3. hydrolases.במקרה זה, הפונקציה האנזימטית של חלבונים הוא המחשוף של הסוגים הבאים של תרכובות: אסתר

• .גליקוזידים
• .
אסטרים
• וthioesters.יחסי
פפטיד סוג.אג"ח
• של CN (למעט מאותו פפטיד).

4. Lyases.יש להם את יכולת הקבוצה מתנתקת עם ההיווצרות הבאה של קשר כפול.יתר על כן, ייתכן שיבצעו את התהליך ההפוך: הצטרפות לקבוצות נבחרות להכפיל אג"ח.

5. Isomerases.במקרה זה, הפונקציה האנזימטית של חלבונים מסובך תגובות קטליזה isomeric.קבוצה זו כוללת האנזימים הבאים: racemase

• , epimerase.
• Tsistransizomerazy.oxidoreductases intramolecular
• .transferases intramolecular
• .
• lyase intramolecular.6. הליגזים

(הידוע גם בsynthetase).הם משמשים לפיצול של ה- ATP תוך יצירת כמה חיבורים.

קל לראות שהפונקציה האנזימטית של חלבונים חשובה מאוד, כפי שהם במידה מסוימת של שליטה על כמעט כל התגובות שמתרחשים בכל שנייה בגוף שלך.

מה שנותר מהאנזים לאחר האינטראקציה עם המצע?

לעתים קרובות חלבון כדורי הוא מקור אנזים, המרכז הפעיל של שמיוצג על ידי שאריות חומצת אמינו.בכל המקרים האחרים, המרכז כולל קשר חזק עימו קבוצה תותבת או קו-אנזים (ATP, לדוגמא), החיבור הוא הרבה יותר חלש.זרז נקרא holoenzyme, ושאריות שלה, לאחר הסרת apoenzyme ATP נוצר.

כך, על בסיס זה אנזימים מחולקים לקבוצות הבאות:

• פשוט hydrolase, אנזים זה, וisomerase, אשר בדרך כלל אינו מכיל בסיס קו-אנזים.חלבון
• אנזים (דוגמאות - חלק טרנסאמינזות) הכולל קבוצה תותבת (חומצה ליפואית, למשל).קבוצה זו כוללת רבים מperoxidase.
• Enizmy, אשר נדרש התחדשות של הקו-אנזים.הם כוללים קינאז, כמו גם רוב oxidoreductases.
• זרזים אחרים, הרכב שאינו מובן עדיין במלואו.

כל החומרים, שהם חלק מהקבוצה הראשונה, נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית המזון.כל הזרזים אחרים דורשים תנאים מיוחדים מאוד להפעלתה, ולכן עובדים רק בגוף או בכמה בדיקות מעבדה.כך, פונקציות האנזימטית - זה הוא תגובה ספציפית מאוד, אשר מורכבת במגרת תגובות (קטליזה) בסוגים מסוימים של תנאים מוגדרים היטב של אדם או בעל חיים.

מה קורה באתר הפעיל, או מדוע אנזימים עובדים כל כך ביעילות?

יש לנו שוב ושוב אמר כי המפתח להבנה של קטליזה האנזימטית הוא היצירה של המרכז הפעיל.זה קורה ספציפי מחייב של המצע, אשר בנסיבות אלה הוא הרבה יותר פעילים להגיב.על מנת שתוכל להבין את המורכבות של התגובות מתבצעות שם, לתת דוגמא פשוטה: תסיסה של גלוקוז להתרחש, אתה חייב אנזימים מייד 12!באותה מידה אינטראקציה קשה מתאפשרת רק בשל העובדה שחלבון שמבצע את הפונקציה של האנזים, יש הדרגה הגבוהה ביותר של סגוליות.אנזימים ספציפיים המינים

זה הוא מוחלט.במקרה זה, את הספציפיות מוצגת רק אחד אנזים סוג מוגדר בקפדנות.לפיכך, urease מגיב רק עם אוריאה.חלב לקטוז בתגובה, זה לא להיכנס בשום אופן.זה מה לתפקד החלבונים לבצע אנזימים בגוף.

בנוסף, הקבוצה אינה סגוליות מוחלט נדיר. כפי שהשם מרמז, במקרה זה יש "רגישות" אך ורק לקבוצה של תרכובות אורגניות (אסטרים, כוללים אלכוהול מורכב או אלדהידים).לפיכך, פפסין, שהוא אחד מאנזימי המפתח של הקיבה, מציג רק סגוליות להידרוליזה של קשר פפטיד.Alkogoldegidraza אינטראקציה באופן בלעדי עם אלכוהול וlaktikodegidraza לא לפצל כל דבר אבל חומצות α-הידרוקסי.

זה קורה גם שאופייני הפונקציה האנזימטית של קבוצה מסוימת של תרכובות, אבל בתנאים מסוימים, האנזימים יכולים לפעול על די שונה מ" היעד "העיקרי של חומר.במקרה זה, הזרז "נוטה" לסוג מסוים של חומרים, אבל בתנאים מסוימים זה יכול להידבק ומתחם אחר (לא בהכרח שווה ערך).עם זאת, במקרה זה, התגובה תהיה להמשיך הרבה יותר לאט.

טריפסין יכולת ידועה לפעול על אג"ח פפטיד, אבל מעט מאוד אנשים יודעים שחלבון זה שמבצע את הפונקציה האנזימטית במערכת העיכול, ניתן הגיב עם מגוון רחב של תרכובות אסתר.

לבסוף, הסגוליות הוא אופטי.אנזימים אלה יכולים לקיים אינטראקציה עם מגוון רחב של חומרים ברשימה כולה, אבל רק בתנאים שיש להם תכונות אופטיות מוגדרות היטב.לפיכך, הפונקציה האנזימטית של חלבונים במקרה זה היא מאוד דומה לעיקרון הפעולה של אנזים, הזרזים אורגניים.גורמי

מה לקבוע את היעילות של קטליזה?

היום, הוא האמין כי גורמים הקובעים רמה גבוהה מאוד של יעילותם של אנזימים הם: ריכוז השפעת

• .
• אפקט של התמצאות במרחב.צדדיות
• של האתר הפעיל של התגובה.

באופן כללי, את המהות של השפעת הריכוז היא לא שונה מזה בתגובה של קטליזה אורגנית.במקרה זה, המרכז הפעיל שנוצר ריכוז כזה של המצע, שהוא גבוה פי כמה מאותו הערך לכל אמצעי האחסון האחר.במרכז התגובה סלקטיבי מסודרים חומר מולקולות להגיב ביחד.זה לא קשה לנחש כי השפעה זו מובילה לקצב תגובה כימי גדל בכמה סדרי הגודל.

כאשר תהליך כימי סטנדרטי מתרחש, זה מאוד חשוב, שחלק ממולקולות האינטראקציה יתנגשו אחד עם השני.במילים פשוטות, המולקולות של החומר ברגע של התנגשות חייבות להיות מכוונות אך ורק ביחס לאחד את השני.בשל העובדה שהאתר הפעיל של אנזים ההיפוך כזה מבוצע בכוח, ואז כל המעורבים הרכיבים מסודרים בקו מסוים, תגובת קטליזה היא מואצת על ידי שלושה סדרי הגודל.

תחת רב-פונקציונלי במקרה זה מתייחס לרכושם של כל המרכיבים של האתר הפעיל באותו הזמן (או הסכים מאוד) לפעול על המולקולה "בטיפול" חומר.הנה זה (המולקולה) אינו קבוע כהלכה רק בחלל (ראה. לעיל), אלא גם במידה רבה משנה את מאפייניו.כל תוצאות זה יחד בעובדה שהאנזים הופך הרבה יותר קל לפעול על המצע במידת צורך.