Enota encimske aktivnosti, merjenje, regulacija in dejavniki

The encimska aktivnost To je način izražanja količine encima, ki je prisoten v določenem času. Označuje količino substrata, ki se preoblikuje v izdelek, s katalitičnim delovanjem encima na enoto časa.

Nanj vplivajo pogoji, v katerih poteka encimska reakcija, zato se običajno napoti na temperaturo, pri kateri se meri. Kaj pa so encimi? So biološki katalizatorji, ki lahko pospešijo hitrost reakcije, ne da bi doživeli nepopravljivo spremembo med kataliziranim postopkom.

Ananas ali Ananás, sadje, ki vsebuje encim bromeline, zato ima visoko encimsko aktivnost .Vir: h. Zell [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

Encimi so na splošno beljakovine, razen ribosomov, molekul RNA z encimsko aktivnostjo. 

Encimi povečajo hitrost reakcije z zmanjšanjem energijske ovire (aktivacijska energija); da je treba prehodni status poteklo in reakcija tako.

Molekule substrata, ki dosežejo prehodni status, doživljajo strukturne spremembe, zaradi česar izvirajo iz molekul izdelka. Na podlagi funkcij, ki jih izpolnjujejo, se encimi razvrstijo v šest velikih skupin: oksireduktaze, transfraze, hidrolaze, liaze, izomeracije in lige.

Encimi bromelina in papain so na primer proteolitični (hidrolazni) encimi, ki jih najdemo v ananasu ali Ananá, oziroma v papaji ali mlečni.

Znano je, da tako ananas kot papaja olajšata prebavni proces, saj z delovanjem proteolitičnih encimov vsebujejo pomoč pri prebavi, recimo, mesa in zrn.

[TOC]

Enota encimatske aktivnosti

Encimska enota (UI) je količina encima, ki katalizira transformacijo 1 µmol substrata v minuti.

Nato je Mednarodni sistem enot (SI) enoto encimske aktivnosti opredelil kot količino encima, ki pretvori 1 mol substrata v izdelek na sekundo. Ta enota se je imenovala Katal (Kat).

1 mol = 10⁶ µmole in 1 minuta = 60 sekund.

Zato je 1 katal enakovreden 60 · 10⁶ Ui. Ker je katal velika enota, se običajno uporabljajo manjše enote, na primer: mikrokatal (µkat), 10^-6 Katal in nanokatal (πkat), 10^-9 Katal.

Specifična dejavnost

To je število enot encimske aktivnosti, deljeno z miligrami proteina vzorca, ki je bil podvržen testu. Specifična aktivnost je neposredno povezana s stopnjo čiščenja encimov.

Kako se meri encimska aktivnost?

Obstaja več metod za določitev aktivnosti encima. Izbira določene metode bo odvisna od cilja encimskega eseja; uporabnost metode; dostop do potrebne opreme za izvedbo poskusa; Stroški uporabe dane metode itd.

Vam lahko služi: kromova kislina: struktura, lastnosti, pridobivanje, uporabe

Obstajajo spektropometrične, fluorometrične, kemoluminiscence, kalorimetrične, radiometrične in kromatografske metode.

Spektrofotometrične metode so lahko kolorimetrične in odčitki v ultravijoličnem (UV) območju elektromagnetnega sevanja.

-Kolorimetrična metoda

Temelji na generaciji kromofora z encimskim delovanjem. Encimsko aktivnost lahko sledimo neprekinjenemu ali prekinitvi.

Neprekinjena oblika

V neprekinjeni obliki so reagenti nameščeni v vedro v spektrofotometer na želeno valovno dolžino, kar ustreza temu, da ima kromofor največjo vrednost optične gostote; in da poleg tega ni nobenega posega v drugo snov, ki bi jo lahko ustvarili.

Encimska reakcija se začne z odvisnostjo od vzorca, ki ga vsebuje encim, katerega aktivnost je zaželena določiti. Hkrati se uporablja štoparica in ves čas se opazi vrednost optične gostote.

Ker je enakovrednost optične gostote z moli substrata ali produkt encimskega delovanja znana, odvisno od uporabljene tehnike, se lahko izračunajo moli porabljene podlage ali molov, ki nastanejo.

Poleg tega, ko izmerimo čas iz encimske reakcije. Tako se v katalnih enotah vzpostavi encimska aktivnost.

Diskontinuirana oblika

V prekinitvi oblike določanja encimske aktivnosti se epruvete namestijo z reakcijskimi komponentami, z izjemo vzorca, ki ga vsebuje encim ali drugo komponento, v kopeli pri 37 ° C. Reakcija se začne nato z odvisnostjo od manjkajoče komponente.

Čas, ki se pojavlja tehnika, se pojavi in ​​reakcija zaključi z odvisnostjo iz spojine, ki ustavi reakcijo. Optična gostota se v tem času bere in na koncu nadaljuje na enak način kot na neprekinjen način za določanje encimske aktivnosti.

-Metoda odčitkov v ultravijolični svetlobi

Na primer, koencim nikotinamidadinukleotido ima dve obliki: NADH (zmanjšano) in NAD⁺ (oksidirano). Tudi koencim nikotinamidadinukleofosfat ima dve obliki NADPH in NADP⁺, zmanjšano in oksidirano.

Tako reducirane kot oksidirane oblike koencima se berejo na dolžini 260 nm ultravijolične svetlobe; Medtem se samo zmanjšane oblike berejo na dolžini 340 nm ultravijolične svetlobe.

Zato se v reakcijah oksidacije ali redukcije, pri katerih se imenujejo imenovani koencimi, odčitajo 340 nm.

Določitev encimske aktivnosti je v bistvu enaka tisti, ki ji sledi v neprekinjeni obliki kolorimetrične metode; Razen, da se optična gostota bere pri 340 nm, da opazujemo nastajanje NADH ali NADPH ali za merjenje porabe teh koencimov.

Vam lahko služi: bakreni sulfid: struktura, lastnosti, uporabe

To bo odvisno, če je izmerjena reakcija oksidacija ali zmanjšanja.  Z dopisovanjem med optično gostoto in moli NADH in NADPH, kot je primer, je mogoče encimsko aktivnost izračunati tako, da se moli koencima deli.

Regulacija encimske aktivnosti

Nadzor na ravni podlage ali izdelka

Ko se koncentracija substrata povečuje, se encimska aktivnost poveča. Toda do določene koncentracije substrata je aktivno mesto ali aktivna mesta encima nasičena, zato encimska aktivnost postane konstantna.

Vendar pa lahko produkt encimskega delovanja vpliva tudi na mesta aktivnih encimov, kar povzroči zaviranje encimske aktivnosti.

Izdelek lahko deluje kot konkurenčni zaviralec; Na primer, omenimo encim heksokinaze. Ta encim proizvaja fosforilacijo glukoze, ki povzroča glukozo-6-fosfat, spojino, ki ob nabiranju zavira heksokinazo.

Nadzor ponovnega zapisovanja

Lahko se zgodi, da skupina encimov (a, b, c, d, e in f) zaporedno deluje na presnovni poti. Encim B uporablja kot substrat produkt encima A in podobno.

Celica, odvisno od svojih presnovnih potreb, lahko aktivira ali zavira zaporedja encimskih aktivnosti. Na primer, kopičenje encimskega produkta F lahko deluje z zaviranjem encima A ali katerega koli drugega encima zaporedja.

Alosterični encimi

Encim lahko tvori več podenot, vsaka s svojimi aktivnimi mesti. Toda te podenote ne delujejo neodvisno, zato lahko aktivnost ene od podenot aktivira ali zavira delovanje preostalih.

Čeprav hemoglobin ne velja za encim, je čudovit model pojava alosterizma. Hemoglobin je sestavljen iz štirih beljakovinskih verig, dveh α verig in dveh β verig, vsaka od njih skupaj s hemo skupino.

Med podenotami se lahko pojavita dva pojava: homoalosterizem in heteroalosterizmo.

Homoalosterizem

Zveza substrata na eno od podenot povečuje afiniteto drugih podenot s podlago, kar poveča encimsko aktivnost vsake od preostalih podenot.

Prav tako inhibicija encimske aktivnosti v eni od podenot povzroči enak učinek na preostale.

V primeru hemoglobina, združenja kisika v hemo skupino ene od beljakovinskih verig, bo povzročila povečanje avidnosti zaradi kisika v preostalih verigah.

Prav tako sproščanje kisika hemo skupine povzroči sproščanje kisika iz preostalih skupin beljakovinskih verig.

Vam lahko služi: ionska povezava: značilnosti, kako se oblikuje, in primeri

Heterolosterizem

Zveza aktivirajoče ali zaviralne snovi, razen substrata, do ene od podenot bo povzročila aktiviranje ali zaviranje encimske aktivnosti v drugih podenotah.

V primeru hemoglobina sindikat hemo de h⁺, Co₂ in 2,3-diffiglicerate na eno od podenot, zmanjša afiniteto hemo skupine s kisikom, kar povzroči sproščanje. To sproščanje kisika nastaja tudi v drugih verigah hemoglobina.

Dejavniki, ki vplivajo na encimsko aktivnost

-Koncentracija substrata

Ko se koncentracija substrata povečuje, se poveča tudi encimska aktivnost. To je posledica večjega dostopa molekul substrata do aktivnih mest encima.

Toda za določeno koncentracijo substrata so vsa aktivna mesta encima nasičena, kar povzroči, da se encimska aktivnost ne poveča, tudi če se koncentracija substrata poveča.

-pH encimske reakcije

Encimi imajo optimalen pH, pri katerem je afiniteta encima s substratom največja. Najvišja vrednost encimske aktivnosti je dosežena do tega pH.

Presežek kislosti ali bazičnosti okolja lahko povzroči denaturacijo encima, kar posledično zmanjša njegovo aktivnost.

PH profil encimske aktivnosti je raznolik. Tako ima na primer pepsin največjo aktivnost med 1-2 pH enotami; Tripsin ima optimalen pH 8; In Papaine ima konstantno aktivnost med vrsto pH med 4 in 8.

-Encimska reakcijska temperatura

Encimska aktivnost se poveča, ko se temperatura povečuje. Na splošno se encimska aktivnost podvoji na vsakih 10 stopinj povečanja, dokler ne dosežemo optimalne temperature encimske aktivnosti.

Vendar pa se z preseganjem optimalne temperature encimska aktivnost ponavadi zmanjšuje, ko se reakcijska temperatura zvišuje. To je zato, ker beljakovine in zato encimi trpijo zaradi denaturacije zaradi prekomernega zvišanja temperature.

-Ionska koncentracija reakcije

Na splošno imajo encimi optimalno aktivnost v območju koncentracije, med 0 in 500 mmols/L. Vendar pa se pri večjih koncentracijah encimska aktivnost ponavadi zmanjšuje.

V teh okoliščinah so nekatere ionske interakcije v encimih blokirane, potrebne za največjo aktivnost.

Reference

1. Segel, i. H. (1975). Biokemijski izračuni. (2^Nd Izdaja). John Wiley & Sons, Inc
2. Lehninger, a. L. (1975). Biokemija. (2^Nd Izdaja). Vredno založnike, Inc.
3. Mathews, c. K., Van Holde, k. In. In ahern, k. G. (2002). Biokemija. (3^ra Izdaja). Pearson Addison Wehley.
4. Wikipedija. (2019). Encimski test. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
5. González Juan Manuel. (s.F.). Kinetični encim. Tečaj biomolekul. Okreval od: ehu.Eus