Lífefnafræði ensím. Uppbyggingu, eiginleika og aðgerðir

The klefi Af öllum lifandi lífveru, þar sem milljónir efnahvarfa sér stað. Hver af þeim er mikilvægt, svo það er mikilvægt að viðhalda hraða líffræðilegum ferlum á háu stigi. Næstum sérhver hvarfið er hvatt með ensími hennar. Hvað eru ensím? Hvert er hlutverk þeirra í búri?

Ensím. skýring

Hugtakið "ensím" er dregið af Latin fermentum - Súrdeigið. Þau geta einnig verið kölluð ensím úr grísku en zyme - "í hleypur og mörk."

Ensím - líffræðilega virk efni, svo einhver viðbrögð koma í klefanum, getur ekki verið án þeirra. Þessi efni verka sem efnahvata,. Samkvæmt því, hvaða ensím hefur tvö helstu eiginleika:

1) Ensím flýtir lífefnafræðilegum viðbrögð, en það er ekki neytt.

2) Verðmæti jafnvægis föstu breytist ekki, en aðeins flýta ná þessu gildi.

Ensím flýta lífefnafræðilegum viðbrögð í þúsundum, og í sumum tilfellum, milljón sinnum. Þetta þýðir að í fjarveru ensímsins kerfisins öllum innanfrumustigum ferli hefur nánast hætt, og fruman sýnir sjálft deyr. Því hlutverk ensíma sem virk innihaldsefni er mikil.

A fjölbreytni af ensímum sem gerir það mögulegt að auka fjölbreytni stjórna klefi umbrot. Í hvaða Cascade viðbragða taka þátt margar mismunandi flokka af ensímum. Líffræðilegir hvatar hafa mikla sértækni með sérstökum byggingu sameindarinnar. T. Til. Í flestum tilvikum ensím eru prótein í náttúrunni, eru þeir í þrígreindu eða fjórgreind byggingu. Ástæðan er aftur sérhæfni sameindinni.

Hlutverk ensíma í klefanum

Helstu verkefni ensímsins - hröðun samsvarandi viðbrögð. Allar Cascade ferli, þar sem niðurbrot á vetnisperoxíði og lýkur glycolysis, krefst nærveru líffræðilegt hvata.

Rétt rekstur ensíma náð háum sértækni við ákveðna undirlag. Þetta þýðir að hvatinn getur aðeins flýtt ákveðinni aukaverkun og ekkert meira, jafnvel mjög svipuð. Með því að stig sértæki ensímsins, eftirtöldum hópum:

1) ensíma við hreint sértækni þegar hvatað með aðeins eitt viðbrögð. Til dæmis, koUagenkljúfurinn meltir kollagen, og maltase klýfur maltósi.

2) ensímum, sem hafa hlutfallslegt sérhæfni. Þetta felur í sér efni sem geta hvatað ákveðinni tegund af viðbrögðum, til dæmis, vatnsrofs cleavage.

biocatalyst vinna hefst við tengingu virkum þess að undirlag. Á sama tíma tala um frekara samspil svipar til lás og lykill. Hér er átt við fullt passa við undirlag myndar virka miðju, sem gerir það mögulegt að flýta fyrir hvarfið.

Næsta skref felst í meðan á hvarfinu stendur. hraði hans eykst með aðgerð ensímsins flókin. Í the endir, fáum við ensímið sem er í tengslum við myndefna.

Final stig - til að fjarlægja af hvarfefnunum frá ensím, en eftir það Hvaifstöð enn og aftur verður ókeypis annan rekstur.

Með skýringarmynd, verk ensímsins á hverju stigi er hægt að skrifa sem:

1) S + E -> SE

2) SE -> SP

3) SP -> S + P, þar sem S - er hvarfefni, E - það ensím, og P - vöru.

flokkun ensíma

Í mannslíkamanum, getur þú fundið fjölda ensíma. Öll þekking um hlutverk þeirra og vinnu voru systematized, og þar af leiðandi var algengt flokkun, þar sem þú getur auðveldlega ákvarða hvað er tiltekin hvati. Hér eru sex helstu flokkar af ensímum, auk nokkur dæmi um undirflokka.

1. Oxídóredúktasi.

Ensím í þessum flokki hvata redoxhvörfum. Total náð sér á strik með 17 undirhópa hans. Oxidoreductases eru yfirleitt sem prótínlausa hlutinn að því tilskildu-vítamín eða Heme.

Meðal oxidoreductases eru oft fundið eftirfarandi undirflokka:

a) dehýdrógenasa í. Biochemistry-dehýdrógenasi ensímið er því að kljúfa vetnisatómum og flytja hana á annan undirlag. Þetta undirflokkur er algengust í viðbrögðum öndun, ljóstillífun. Sem hluti af dehýdrógenasa er endilega til staðar á formi kóensím NAD / NADH eða flavoproteins FAD / FMN. Oft eru málmjónir. Sem dæmi má nefna ensfm eins og tsitohromreduktazy, pýrúvat dehýdrógenasa, isocitrate dehýdrógenasa, og einnig margar lifrarensíma (laktat dehýdrógenasa, glútamat-dehýdrógenasa, og svo framvegis. D.).

b) oxidasar. Ýmis ensíma hvata viðbót súrefnis til vetni, með þvi að efnahvarfinu vörur gætu verið vatn eða vetnisperoxíði (H ₂ 0; H ₂ 0 _2). Dæmi um ensímin eru sýtókróm oxídasa, týrósfnasa.

c) peroxíðasa og súrvatnskljúfur - ensím sem hvata niðurbrot H ₂ O ₂ til að vatn og súrefni.

g) oxygenasi. Þessar Biocatalysts flýta súrefni viðhengi við undirlag. Dofamingidroksilaza - ein af dæmum um slík ensím.

2. transferasa.

Markensímið þessa hóps er að flytja af róttækur úr um efni gjafa efnisins til viðtakanda.

a) metýltransferasi. DNA metýltransferasi - lykill ensím sem stjórna ferli DNA eftirmyndun. Metýleringu kirni gegnir mikilvægu hlutverki í stjórnun á kjarnsýra vinnu.

b) acýltransferasa. Ensím Af umræddum undirflokki eru fluttar frá einni sameind til annars asýlhóp. Dæmi acyltransferases: lesitín-kólesteról acýltransferasa (flytur virknihóp sem ásamt fitusýru á kólesteróli), lizofosfatidilholinatsiltransferaza (asýl hópur er flutt til lysophosphatidylcholine).

c) amínótransferasa - ensím sem taka þátt í því umbreytingu amínósýra. Dæmi um Ensímin sem alaninaminotransferasa sem hvatar nýmyndun á alaníns from pyruvate og glutamate með því að yfirfæra með amínó hóp.

g) fosfótransferasa. Ensím hvata viðbót þessa undirhópi fosfat hópnum. Annað nafn fosfótransferasa kínasa, er algengara. Sem dæmi má nefna ensfm eins og hexokinase og aspartat, sem eru fest við hexósaafleiða phosphate óleysanlega hlutans (að mestu leyti glúkósa), eins og asparssýru , í sömu röð.

3. vatnsrofskljúfar - flokkur af ensímum sem hvata hætti klofnun skuldabréfa í sameindinni, fylgt eftir af útfbætingu af vatni. Efni sem tilheyra þessum hópi - helstu meltingar ensím.

a) esterasa - brjóttú ester tengjum. Dæmi - Ifpösum að brjóta niður fitu.

b) glycosidases. Lífefnafræðilegar Ensím þessarar röð liggur í the eyðilegging af glýkósíð bandi fjölliður (fásykru og fjölsykrum). Dæmi: amýlasi, súkrósa, maltase.

c) peptíðasa - ensím sem hvata niðurbrot próteina í amínósýrur. Peptíðasa-tengdum ensíma eins og pepsíni, trypsíni, kýmótrypsíni, karboiksipeptidaza.

g) amíðasa - en haldið fast amíðtengjum. Dæmi: .. Arginase, úreasi, glútamfnasi o.fl. Margir amíðasa ensímum finnast í omiþín hringrás.

4. Lyases - ensím fyrir aðgerðir sem svipar til vatnsrofshvatar, þó í klofnun á verðbréfaláns í sameinda er ekki neytt vatni. Ensím í þessum flokki hafa alltaf hluti af non-prótein hluta, til dæmis í formi vítamín B1 og B6.

a) dekarboxýlasa. Þessi ensím starfa á C-C tengi. Dæmi um þetta eru glútamínsýru dekarboxýlasa eða pýróvatdekarboxýlasa.

b) hydratase og dehydratase - ensím sem hvata hætti klofnun C = O skuldabréfum.

c) The amídín--lyases - eyðileggja C-N tenginu. Dæmi: argininsuktsinatliaza.

g) R-O lýasa. Slík ensím eru yfirleitt klofinn fosfat hópur úr undirlag efni. DÆMI: adenýlýlsýklasa.

Lífefnafræði ensíma byggist á uppbyggingu þeirra

Getu hvers ensími ræðst af einstaklingnum, aðeins hans felst uppbyggingu. Hvaða ensím - er fyrst og fremst prótein og uppbyggingu þess og að hve miklu leyti leggja saman gegna mikilvægu hlutverki við að ákveða hlutverki sínu.

Hver biocatalyst einkennist af nærveru virku miðjunni, sem síðan, er skipt upp í nokkra mismunandi hagnýtur svæði:

1) Catalytlc Center - sérstakt svæði á prótein, þar sem ensímið farið á undirlag. Það fer eftir á lögunina á the prótinsameind hvataðri miðju er hægt tekið á ýmsum formum, sem ætti að svara til undirlag auk lás og lykill. Slík flókin uppbygging skýrir af hverju ensímið prótein er í þriðja stigs eða fjórgreind ástand.

2) aðsog Center - virkar sem "handhafa". Hér, fyrst af öllum samskiptum á sér stað á milli ensímsins sameindarinnar og undirlag sameind. Hins vegar, tengingin sem myndar aðsog miðju, mjög veikt, og þar með hvatað hvarf er til baka á þessu stigi.

3) allosteric miðstöðvar geta verið staðsett í virku miðjunni, og yfir allt yfirborð ensímsins. Hlutverk þeirra - reglugerð um ensímsins. Regla fer fram í gegnum sameindir-hemla og activators sameindir.

The ræsiprótín bindingu við ensíminu sameind, flýta rekstur þess. Hemlar, þvert á móti, hamla ensímvirkni, og þetta getur átt sér stað á tvo vegu: annaðhvort sameind binst allosteric miðju svæði í virku miðjunni ensímsins (samkeppnishindrun) eða það er tengt við annað svæði af prótíninu (noncompetitive hömlun). Samkeppni um tálmun er talin skilvirkari. Eftir að þannig að lokuðu rými hvarfefnis bindingu við ensímsins, og þetta ferli er aðeins mögulegt í um er að ræða nánast heill tilviljun tálmans sameindarinnar og mynda sér virku miðjunni.

Ensím oft samanstendur ekki af amínósýrum, en einnig á öðrum lífrænum og ólífræn efni. Samkvæmt því, einangruð apoenzyme - prótínhráefhi hluti kóensím - lífræn partur og hjálparþáttur - ólífræn hluti. Kóensím má fulltrúa ulgevodami, fita, kjarnsýrur, vítamín. Í snúa, the co-þáttur - er oft styðja málmjónir. Ensím virkni er ákvörðuð með uppbyggingu þess: Á efnum sem eru hluti samsetningu, breyta hvataeiginleikar. Ýmsar gerðir af ensímum - er afleiðing af blöndu af öllum þessum þáttum mynda flókin.

Reglugerð um vinnu ensíma

Ensím sem líffræðilega virkt efni er ekki alltaf nauðsynlegt fyrir líkamann. Lífefnafræði ensíma er að þeir geta í tilviki of efnahvarfa skaða lifandi frumum. Til að koma í veg skaðleg áhrif á líkamann ensím nauðsynlegt að einhvern veginn að stjórna vinnu sína.

T. To. Ensím eru prótein í náttúrunni, þeir eru auðveldlega eytt við hátt hitastig. eðlisbreytingu aðferð gengur til baka, en það getur haft veruleg áhrif á efnið.

pH gegnir einnig mikilvægu hlutverki í stjórnun. Hámarks Ensimvirknin er almennt fram eftir hlutlaust pH (7,0-7,2). Einnig hefur ensím sem verki undir súrar aðstæður eða aðeins í alkalín-. Svona, í frumu lysosomes viðhaldið lág-pH-, þar sem ákvörðun hámarks virkni vatnsrofsaðferðum ensíma. Í the atburður af slysni í snertingu við umfrymið þar sem umhverfið er nær hlutlaus, starfsemi þeirra mun minnka. Slík vernd frá "samopoedaniya" er byggt á the lögun af the hýdrólasa.

Það er þess virði að minnast á um mikilvægi kóensím og hjálparþáttur í samsetningu ensíma. Tilvist vítamín eða málmjónir áhrif verulega starfsemi einhverjum tilteknum ensímum.

Flokkunarkerfi ensíma

Allir ensím í líkamanum kallaðir eru samkvæmt tilheyra þeirra einhverju flokka, sem og undirlag sem þeir bregðast við. Stundum kerfisbundin tegundaheiti nota ekki einn en tveir af undirlag í titli.

Dæmi um nöfn sumra ensíma:

1. Lifrarensím: laktat degidrogen aza-glútamat-asa-degidrogen.
2. Fullt kerfisnafnið ensímsins: laktat + NAD-asa -oksidoredukt.

Varðveitt og léttvæg nöfn, sem fylgja ekki reglum flokkunarkerfinu. Dæmi eru meltingarensím: trypsíni, kýmótrypsfni, pepsín.

The aðferð af myndun ensíma

Hlutverk ensím eru ákvörðuð, jafnvel á erfðaefni stigi. Þar sem sameindin er að mestu -. Prótein og myndun þess er nákvæmlega það sama og ferli umritun og þýðingu.

Um efnasmíðar ensím á sér stað sem hér segir. Upphaflega, DNA lesa upplýsingar um viðkomandi ensím til að mynda mRNA. Messenger RNA táknar allar amínósýrur sem eru hluti af ensíminu. Reglugerð um ensíma gætu einnig átt sér stað á DNA grunni, ef afurð hvarfsins catalyzed nægilegum genaumritun stöðvast og þvert á móti, ef það er þörf í vörunni, virkjar hann umritunar ferlið.

Þegar mRNA var gefin út í umfrymið næsta áfanga - útsendingar. On ríbósóm endoplasmic reticulum nýmynduð aðal keðju sem samanstendur af amínósýrum tengd með peptíðtengi. Hins vegar prótinsameind í aðal uppbygging geta ekki framkvæmt ensím hlutverki sínu.

Ensimvirknin er háð mannvirki prótein. Sömu EPS prótein á sér stað snúa, og þar með mynda fyrsta tvíhliða og síðan þriðjastigs myndbyggingu. Nýsmiði sumra ensíma er hætt á þessu stigi, en til að auka hvata virkni er oft nauðsynlegt viðhengi og hjálparþáttur kóensím.

Í vissum svæðum í endoplasmic reticulum kemur tengdir við lífræn efnisþættina í enslm: sykur, kjarnsýrur, fitu og vítamín. Sumir ensím geta ekki unnið án nærveru kóensím.

Hjálparþáttur gegnir mikilvægu hlutverki í myndun á fjórða stigs uppbyggingu próteina. Sum störf ensíma eru aðeins í boði þegar ríki prótein stofnun. Þess vegna er það mjög mikilvægt fyrir viðveru fjórgildu þeirra formgerð, þar sem veldur tengingunni tengsl milli margra smá kúlur prótfnið er málmjón.

Margar tegundir ensíma

Það eru aðstæður þegar það er nauðsynlegt til staðar nokkrum ensímum sem hvata sömu viðbrögð, en frábrugðnir hver öðrum í sumu leyti. Til dæmis, ensímið getur unnið á 20 gráður, en á 0 gráður, þá mun hann ekki vera fær um að framkvæma störf sín. Hvað á að gera í slíkum aðstæðum, lifandi líkama við lágt hitastig?

Þetta vandamál er auðvelt að leysa með nærveru nokkrum ensímum sem hvata sömu viðbrögð, en í mismunandi lífskjör. Það eru tvær tegundir af mörgum tegundum ensíma:

1. Ísóensím. Slíkar próteinin eru kóðuð af mismunandi gena, þær eru allar úr mismunandi amínósýrum, en hvatar sömu viðbrögð.
2. True margar tegundir. Þessi prótein eru umrituð úr sama genið, en á sér stað á ríbósómum breytingar peptíð. Við framleiðslu og gefið nokkur form af sama ensíms.

Þar af leiðandi, margar tegundir af I fyrstu gerð er mynduð á erfðaefni stigi, þegar annað - á eftir-þýðingar-.

Merking ensím

Notkun ensíma í læknisfræði kemur niður útgáfu nýrra lyfja, sem hluti af sem efnin eru þegar í réttum magni. Vísindamenn hafa ekki enn fundið leið til að örva myndun vantar ensím í líkamanum, en er nú víða dreift lyf sem hægt er að gera upp á meðan á óhagræði þeirra.

Ýmsar ensím í klefa til að hvata fjölda viðbrögðum varða viðhald lífsins. Einn af þessum fulltrúum eru enizmov núkleösum hópur: skerðikjarnsýrukljúf og exónudeasanum. Starf þeirra er að viðhalda stöðugu stigi kjarnsýrur í frumu, fjarlæging skemmdra DNA og RNA.

Ekki gleyma um fyrirbæri blóðstorknun. Eins skilvirk mælikvarði á vernd, ferlið er stjórnað af mörgum ensímum. Chief meðal þeirra er þrombín, sem breytir óvirka prótein fíbrínógeni í fíbrín virka. þráður hennar skapar konar net sem occludes skipinu meiðslum staður, þannig í veg fyrir óhóflega blóðmissi.

Ensím eru notuð í vínframleiðslu, bruggun, framleiðslu mörgum mjólkurvörum. Fyrir er hægt að nota alkóhól úr glúkósa ger, hins vegar, fyrir árangursríka tilvik af þessu ferli og þykkni nóg af þeim.

Áhugaverðar staðreyndir um sem þú ekki vita

- Öll ensím líkamans hafa mikla massa - 5000 til 1.000.000 Da. Þetta er vegna þess að til staðar sé prótein í sameindinni. Til samanburðar má nefna að mólmassi glúkósa - 180 Já, og koltvísýringur - Fylgst var með 44 Já.

- Til þessa opnaði meira en 2000 ensím sem finnast í frumum af ýmsum lífverum. Hins vegar flest þessara efna eru enn ekki að fullu skilið.

--ensímvirkninni er notað til þess að fá árangursríkt þvotta duft. Hér ensím uppfylla sama hlutverk og í líkamanum, þeir brjóta niður lífræn efni, og þessi eiginleiki hjálpar til við bletti bardaga. Það er mælt með því að nota slíkt þvottaefni við hitastig sem er ekki hærra en 50 gráður, annars getur það að fara eðlisbreytingarprófíl ferli.

- Samkvæmt tölfræði, 20% af fólki þjáist um heim allan af skorti á einhverju ensíma.

- Um eiginleika ensíma þekktur í langan tíma, en aðeins árið 1897, fólk áttaði sig á að ekki ger, og útdráttur úr frumum sínum er hægt að nota til að gerjun sykurs í áfengi.