Delovanje encimov in primeri

A encim, Biološki ali biokatalizacijski katalizator je molekula, običajno iz beljakovinskega izvora, ki lahko pospeši kemične reakcije, ki se pojavljajo znotraj živih bitij. Molekule beljakovin, ki katalizirajo, so encimi, narave. 

Ker encimov ni, se ogromno število reakcij, ki se odvijajo v celici in ki omogočajo življenje. Ti so odgovorni za pospeševanje postopka v naročilih, ki so blizu 10⁶ - In v nekaterih primerih veliko večje.

Shematski diagram ključnega klifa kompleksa encim-substrata. Vir: tekmovanje_inhibicija_ES.SVG: *tekmovalna_inhibicija.SVG: Avtor Jerry Crimson Mann, ki ga je spremenil Timvickers, vektoriziral fvasconcellosderivative Work: RUTION (pogovor) Derivatno delo: Bekerr [Public Domain]

[TOC]

Kataliza

Katalizator je molekula, ki lahko spreminja hitrost kemične reakcije, ne da bi jo zaužili v tej reakciji.

Kemične reakcije vključujejo energijo: začetne molekule, ki sodelujejo v reakciji ali reaktanti, se začnejo s stopnjo energije. Za dosego "prehodnega stanja" se absorbira dodatna količina energije. Nato se energija sprosti z izdelki.

Energetska razlika med reaktanti in produkti se izraža kot ∆G. Če so ravni energije proizvodov večje od reaktorjev, je reakcija vzdržljiva in ne spontana. V nasprotju s tem, če je energija produktov nižja, je reakcija eksponična in spontana.

Vendar pa je reakcija spontana, še ne pomeni, da se bo zgodila z opazno hitrostjo. Hitrost reakcije je odvisna od ∆G* (zvezdica se nanaša na aktivacijsko energijo).

Bralec mora ohraniti te koncepte, da lahko razume, kako se dogaja delovanje encimov.

Vam lahko služi: cinaze: značilnosti, vrste, funkcije

Encimi

Kaj je encim?

Encimi so biološke molekule neverjetne zapletenosti, ki jih v glavnem tvorijo beljakovine. Beljakovine so dolge verige aminokislin.

Ena najbolj izjemnih značilnosti encimov je njegova specifičnost v beli molekuli - ta molekula se imenuje substrat.

Značilnosti encimov

Encimi obstajajo na več načinov. Nekatere so popolnoma sestavljene iz beljakovin, drugi pa območja ne -proteinske narave, imenovane kofaktorje (kovine, ioni, organske molekule itd.).

Tako je apoencim encim brez njegovega kofaktorja, kombinacija apoencima in njegovega kofakta pa se imenuje holoencim.

So molekule precej velike velikosti. Vendar v reakciji s substratom neposredno sodeluje le majhno encimsko mesto in ta regija je aktivno mesto.

Ko se reakcija začne, je encim povezan s podlago, saj je ključ pritrjen z njegovo ključavnico (ta model je poenostavitev pravega biološkega procesa, vendar služi za ponazoritev postopka).

Vse kemijske reakcije, ki se pojavljajo v našem telesu, katalizirajo encimi. Pravzaprav, če teh molekul ne bi bilo, bi morali počakati na stotine ali tisoč let, da se reakcije zaključijo. Zato je treba regulacijo encimske aktivnosti nadzorovati na zelo specifičen način.

Nomenklatura in klasifikacija encimov

Ko vidimo molekulo, katere ime se konča v -asas, smo lahko prepričani, da gre za encim (čeprav obstajajo izjeme od tega pravila, kot je Tripsin). To je konvencija, da imenuje ime encimov.

Obstaja šest osnovnih vrst encimov: oksidoreduktaze, transferaze, hidrolaze, liaze, izomeraze in lige; Zadolženi za: redoks reakcije, prenos atomov, hidroliza, dodajanje dvojnih vezi, izomerizacijo in združevanje molekul.

Vam lahko služi: lac operon: odkritje in funkcija

Kako delujejo encimi?

V razdelku o katalizi omenjamo, da je hitrost reakcije odvisna od vrednosti ∆G*. Večja kot je ta vrednost, reakcija je vse bolj počasna. Encim je odgovoren za zmanjšanje omenjenega parametra - s čimer poveča hitrost reakcije.

Razlika med produkti in reaktanti ostaja enaka (encim ne vpliva nanjo), pa tudi porazdelitev le -teh. Encim olajša nastanek državnega prehoda.

Encimski zaviralci

V okviru preučevanja encimov so zaviralci snovi, ki zmanjšujejo aktivnost katalizatorja. Razvrščeni so v dve vrsti: konkurenčni in nekompektivni zaviralci. Tisti iz prve vrste tekmujejo s substratom, drugi pa ne.

Na splošno je postopek inhibicije reverzibilen, čeprav lahko nekateri zaviralci ostanejo povezani z encimom skoraj trajno.

Primeri

V naših celicah je veliko encimov - in v celicah vseh živih bitij. Vendar so najbolj znani tisti, ki sodelujejo na presnovnih poteh, kot so glikoliza, KREBS CICL, med drugim.

Sukcinatna dehidrogenaza je encim oksidortiranega tipa, ki katalizira oksidacijo sukcinata. V tem primeru reakcija vključuje izgubo dveh vodikovih atomov.

Razlika med biološkimi katalizatorji (encimi) in kemičnimi katalizatorji

Obstajajo kemični katalizatorji, ki podobno kot biološki povečujejo hitrost reakcij. Vendar obstajajo opazne razlike med obema vrstama molekul.

Encim katalizirane reakcije se pojavljajo hitreje

Najprej encimi uspejo povečati hitrost reakcij v velikosti velikosti blizu 10⁶ do 10¹². Kemični katalizatorji povečujejo tudi hitrost, vendar le nekaj vrst velikosti.

Lahko vam služi: favna in flora perujskega morja

Večina encimov deluje v fizioloških stanjih

Ker se v živih bitjih izvajajo biološke reakcije, njihovi optimalni pogoji obkrožajo fiziološke vrednosti temperature in pH. Kemiki medtem potrebujejo drastično temperaturo, tlak in kislost.

Specifičnost

Encimi so zelo specifični v reakcijah, ki katalizirajo. V večini primerov sodelujejo le s substratom ali z nekaj. Specifičnost velja tudi za vrsto izdelkov, ki proizvajajo. Skupina substrata kemičnih katalizatorjev je veliko širša.

Sile, ki določajo specifičnost interakcije med encimom in njegovim substratom.

Encimska regulacija je natančna

Končno imajo encimi večjo regulacijsko sposobnost in njihova aktivnost se razlikuje glede na koncentracijo različnih snovi v celici.

Med regulativnimi mehanizmi najdemo alestrovo kontrolo, kovalentno modifikacijo encimov in spreminjanje količine encima, ki se sintetizira.

Reference

1. Berg, j. M., Stryer, l., & Tymoczko, J. L. (2007). Biokemija. Sem se obrnil.
2. Campbell, m. K., & Farrell, s. Tudi. (2011). Biokemija. Šesta izdaja. Thomson. Brooks/Cole.
3. Devlin, t. M. (2011). Učbenik biokemije. John Wiley & Sons.
4. Koolman, J., & Röhm, k. H. (2005). Biokemija: besedilo in atlas. Ed. Pan -american Medical.
5. Mougies, v. (2006). Vadba biokemije. Človeška kinetika.
6. Müller-Esterl, w. (2008). Biokemija. Osnove za medicino in znanost o življenju. Sem se obrnil.
7. Poortmans, j.R. (2004). Načela biokemije vadbe. Karger.
8. Voet, d., & Voet, J. G. (2006). Biokemija. Ed. Pan -american Medical.