Fungsi enzim. Peranan enzim dalam badan

Enzim - a protein globular, yang membantu untuk lulus semua proses selular. Seperti semua pemangkin, mereka tidak boleh kembali sambutan, dan digunakan untuk mempercepatkannya.

Penyetempatan enzim dalam sel

Di dalam sel, enzim individu biasanya terkandung dan beroperasi dalam organel ditakrifkan dengan tegas. Penyetempatan enzim secara langsung berkaitan dengan majlis yang biasanya melakukan tapak sel.

Hampir semua enzim glikolisis terletak dalam sitoplasma. Enzim Krebs kitaran - dalam matriks mitokondria. Bahan-bahan aktif yang terkandung dalam hidrolisis lysosomes itu.

tisu dan organ-organ haiwan dan tumbuh-tumbuhan tertentu bukan sahaja pada set enzim, tetapi juga untuk aktiviti mereka. Ciri fabrik digunakan secara klinikal dalam diagnosis penyakit tertentu.

Terdapat juga ciri-ciri umur tertentu dalam aktiviti dan menetapkan enzim dalam tisu. Mereka adalah yang paling jelas kelihatan dalam tempoh pembangunan embrio apabila tisu pembezaan.

Tatanama enzim

Terdapat beberapa sistem tajuk, setiap yang mengambil kira ciri-ciri enzim untuk darjah yang berbeza-beza.

• Remeh. Nama-nama bahan-bahan yang diberikan kepada watak-watak secara rawak. Sebagai contoh, pepsin (Pepsis -. "Pencernaan", Gr) Dan trypsin (tripsis - "mencairkan" Yunani.)
• Rasional. Nama enzim terdiri daripada substrat dan akhir "-ase". Sebagai contoh, amylase mempercepatkan hidrolisis kanji (amylo -. "Kanji", Greek).
• Moscow. Ia telah diterima pakai pada tahun 1961 oleh Suruhanjaya Antarabangsa bagi tatanama enzim di Kongres Biokimia Antarabangsa V. Tajuk bahan terdiri daripada substrat dan tindak balas yang dimangkinkan (dipercepatkan) oleh enzim. Jika fungsi enzim adalah untuk memindahkan sekumpulan atom dari satu molekul (substrat) yang lain (penerima itu), pemangkin termasuk nama dan nama kimia penerima itu. Sebagai contoh, dalam tindak balas pemindahan kumpulan amino dari alanine asid 2-oksiglutarovuyu mengambil bahagian alanine enzim: 2-oksoglutarataminotransferaza. nama yang mencerminkan:
• substrat - alanine;
• penerima - asid 2-oxoglutaric;
• amino diterima dalam tindak balas.

Suruhanjaya Antarabangsa telah menyusun satu senarai semua enzim dikenali, yang sentiasa dikemaskini. Ini adalah kerana penemuan bahan-bahan baru.

klasifikasi enzim

enzim Kongsi ke dalam kumpulan dengan dua cara. Yang pertama menawarkan dua kelas bahan-bahan:

• mudah - hanya terdiri daripada protein;
• kompleks - mengandungi sebahagian protein (apoenzyme) dan bukan protein dipanggil koenzim.

Vitamin boleh dimasukkan dalam bahagian bukan protein kompleks enzim. Interaksi dengan bahan-bahan lain berlaku melalui tapak aktif. Jumlah molekul enzim tidak mengambil bahagian dalam proses.

Properties enzim, serta lain-lain protein, ditentukan oleh struktur mereka. Bergantung kepada pemangkin ia hanya mempercepatkan tindak balas mereka.

Kaedah klasifikasi kedua membahagikan hakikatnya, apa fungsi dilakukan oleh enzim. Hasilnya ialah enam kelas:

• oxidoreductase;
• transferase;
• hydrolase;
• isomerase;
• lyase;
• ligase.

Kumpulan konvensional, mereka berbeza bukan sahaja dalam jenis tindak balas yang mengawal enzim yang terdapat di dalam mereka. Dengan bahan-bahan yang berbeza kumpulan struktur adalah berbeza. Dan fungsi enzim dalam sel, oleh itu, tidak boleh sama.

Oxidoreductases - redoks

Fungsi utama kumpulan pertama enzim - pecutan tindak balas pengoksidaan-penurunan. Satu ciri ciri: keupayaan untuk membentuk rantaian enzim oksidatif, di mana pemindahan elektron atau atom hidrogen daripada substrat yang pertama untuk penerima akhir. sebatian ini diasingkan mengikut prinsip operasi atau di tempat kerja dalam tindak balas.

1. dehidrogenase aerobik (oxidase) mempercepatkan pemindahan elektron atau proton terus dengan atom oksigen. Anaerobik juga melakukan tindakan yang sama, tetapi dalam tindak balas yang berlaku tanpa pemindahan elektron atau atom hidrogen pada atom oksigen.
2. dehidrogenase utama proses bermangkin atom hidrogen pengeluaran dari bahan-bahan teroksid (substrat utama). Menengah - mempercepatkan penyingkiran atom hidrogen daripada substrat menengah telah disediakan dengan menggunakan dehidrogenase utama.

Ciri lain: menjadi pemangkin dua komponen dengan set yang sangat terhad koenzim (kumpulan aktif), mereka boleh mempercepatkan set pelbagai tindak balas pengoksidaan-penurunan. Ini dicapai dengan sebilangan besar varian: koenzim yang sama boleh mematuhi apofermentami berbeza. Dalam setiap kes, terutamanya oxidoreductase dengan ciri-ciri tersendiri.

Terdapat satu lagi ciri kumpulan ini enzim, yang tidak boleh gagal lagi - mereka mempercepatkan proses kimia yang berkaitan dengan pengeluaran tenaga. reaksi sedemikian itu dipanggil eksotermik.

Transferase - pembawa

Enzim ini berfungsi sebagai tindak balas pemindahan pecutan sisa molekul dan kumpulan berfungsi. Sebagai contoh, phosphofructokinase.

Memperuntukkan lapan kumpulan pemangkin, berdasarkan kumpulan tahan. Pertimbangkan hanya sebahagian daripada mereka.

1. Fosfotransferase - membantu untuk memindahkan sisa-sisa asid fosforik. Mereka dibahagikan kepada subkelas mengikut destinasi (alkohol, asid karboksilik, dan lain-lain).
2. Aminotransferase - mempercepatkan tindak balas asid amino transamination.
3. Glycosyl - dipindahkan sisa glycosyl molekul molekul ester fosforik daripada mono dan polisakarida. Memberikan tindak balas penguraian dan sintesis oligo- atau polisakarida dalam tumbuh-tumbuhan dan organisma haiwan. Sebagai contoh, mereka yang mengambil bahagian dalam tindak balas keruntuhan sukrosa.
4. Acyltransferase dipindahkan sisa asid karboksilik untuk amina, alkohol dan asid amino. Asil-koenzim-A adalah sumber serba kumpulan asil. Ia boleh dianggap sebagai satu kumpulan yang aktif acyltransferases. Selalunya diterima asid asetik asil.

Hydrolase - dicerna dengan penyertaan air

Daripada kumpulan enzim berfungsi sebagai pemangkin untuk tindak balas belahan (sintesis kurang) sebatian organik di mana air yang terlibat. Bahan-bahan dalam kumpulan ini disimpan dalam sangkar dan dalam jus penghadaman. pemangkin molekul dalam saluran gastrousus terdiri daripada satu komponen tunggal.

Tempat penyetempatan enzim ini adalah lysosomes. Mereka melaksanakan fungsi perlindungan enzim dalam sel: bahan-bahan asing berpaut yang telah diluluskan melalui membran. Mereka juga mengambil bahan-bahan yang tidak lagi diperlukan sel, yang mana lysosomes telah digelar sanitasi.

Satu lagi "nama samaran" mereka - bunuh diri sel, kerana mereka adalah alat utama untuk autolisis sel. Jika terdapat jangkitan, proses keradangan telah bermula, membran menjadi telap dan lysosomal hydrolase keluar ke sitoplasma, memusnahkan segala-galanya dalam laluannya dan memusnahkan sel.

Dikongsi oleh beberapa jenis pemangkin dari kumpulan ini:

• esterase - bertanggungjawab untuk hidrolisis ester alkohol;
• Glycosidase - mempercepatkan hidrolisis glikosida, bergantung kepada isomer mereka beroperasi, membebaskan α- atau β-glycosidase;
• peptida hydrolase - bertanggungjawab untuk hidrolisis ikatan peptida dalam protein, dan di bawah syarat-syarat tertentu dan untuk sintesis mereka, tetapi kaedah ini tidak digunakan dalam sintesis protein dalam sel-sel hidup;
• amidase - bertanggungjawab untuk hidrolisis amides, sebagai contoh, urease memangkinkan penguraian urea ke dalam ammonia dan air.

Isomerase - penukaran molekul

bahan-bahan ini mempercepatkan perubahan dalam satu molekul. Mereka mungkin struktur atau geometri. Ini boleh berlaku dalam pelbagai cara:

• pemindahan atom hidrogen;
• bergerak sekumpulan fosfat;
• perubahan lokasi kumpulan atom di ruang;
• pergerakan ikatan kembar.

isomerization yang mungkin terdedah kepada asid organik, karbohidrat atau asid amino. Isomerase boleh menukar aldehid dan keton, sebaliknya, bentuk cis semula ke dalam bentuk trans dan belakang. Untuk lebih memahami apa fungsi dilakukan oleh enzim kumpulan ini, anda perlu tahu perbezaan isomer.

sambungan air mata lyase

Enzim ini mempercepatkan penguraian bukan hydrolytic hubungan sebatian organik:

• ikatan karbon-karbon;
• fosforus oksigen;
• karbon sulfur;
• karbon-nitrogen;
• karbon-oksigen.

Dalam kes ini termasuk produk-produk yang mudah seperti seperti karbon dioksida, air, ammonia, dan bon double tertutup. Beberapa tindak balas ini boleh pergi ke arah yang bertentangan, yang sepadan dengan enzim di bawah keadaan yang sesuai untuk proses ini bukan sahaja menjadi pemangkin perpecahan, tetapi sintesis.

Klasifikasi lyase berlaku jenis sambungan, maka akan dipatahkan. Mereka adalah enzim kompleks.

ligase silang

Fungsi utama enzim kumpulan ini - pecutan tindak balas sintesis. Keanehan mereka - mewujudkan conjugation dengan perpecahan bahan-bahan yang mampu memberi tenaga untuk proses biosintesis. Terdapat enam bahagian dibentuk oleh jenis sambungan. Lima daripada mereka adalah kumpulan kecil yang sama lyases, dan yang keenam adalah bertanggungjawab untuk mewujudkan komunikasi "nitrogen-logam".

Beberapa ligases terlibat dalam proses sel penting. Sebagai contoh, ligase DNA yang terlibat dalam replikasi asid deoksiribonukleik. Dia menjahit nicked, mewujudkan bon phosphodiester baru. Ia adalah dia yang menyertai serpihan Okazaki.

Ini enzim yang sama digunakan secara meluas dalam bidang kejuruteraan genetik. Ia membolehkan saintis untuk sambung silang molekul DNA keping perlu daripada mereka, mewujudkan rantaian unik asid deoksiribonukleik. Mereka boleh meletakkan apa-apa maklumat, sekali gus mewujudkan sebuah kilang untuk pengeluaran protein penting. Sebagai contoh, ia adalah mungkin untuk menjahit sehelai DNA bakteria yang bertanggungjawab untuk sintesis insulin. Dan apabila sel akan menyiarkan protein sendiri, beliau pada masa yang sama marilah kita dan mineral yang diperlukan untuk tujuan perubatan. Ia kekal hanya untuk membersihkan, dan ia akan membantu ramai orang sakit.

Peranan besar enzim dalam badan

Mereka akan meningkatkan kadar tindak balas lebih daripada sepuluh kali. Ia adalah penting untuk aktiviti sel normal. A enzim mengambil bahagian dalam setiap tindak balas. Oleh itu, fungsi enzim dalam badan yang pelbagai kerana semua proses yang berlaku. A gangguan pemangkin ini membawa kepada akibat yang teruk.

Enzim yang digunakan secara meluas dalam makanan, industri ringan, perubatan: digunakan untuk pembuatan keju, sosej, makanan dalam tin, adalah termasuk dalam serbuk bahan pencuci. Ia juga digunakan dalam pembuatan bahan-bahan fotografi.