Protein enzima: uloga svojstava, funkcija proteina enzimima u tijelu

U svakoj živoj stanici postoji niz kemijskih reakcija. Enzimi (enzimi) - proteini sa specifičnim i vrlo važne funkcije. Oni su pozvali biokatalizator. Glavna funkcija enzima u tijelu je ubrzati biokemijske reakcije. Polazne materije, koja je katalizirana interakciji tih molekula naziva supstrat, a konačni spoj - proizvoda.

U prirodi, enzimi su proteini raditi samo u živim sustavima. No, u suvremenoj biotehnologiji, klinička dijagnostika, farmacije i medicine koristi pročišćene enzime ili njihove komplekse, kao i dodatne komponente potrebne za rad sustava i vizualizacije podataka za istraživača.

Biološki značaj i svojstva enzima

Bez tih molekula živi organizam ne može funkcionirati. Svi životni procesi rade skladno zahvaljujući enzimima. Osnovna funkcija proteina enzima u tijelu - reguliranje metabolizma. Bez njih, to ne može biti normalno metabolizam. Regulacija aktivnosti molekula odvija pod utjecajem aktivatora (induktori) ili inhibitora. Kontrola djeluje na različitim razinama sintezu proteina. On je također „radi” u odnosu na gotov molekule.

Glavne osobine protein enzima - specifičnost u određenom supstratu. I, sukladno tome, sposobnost da katalizira samo jednu ili manje serija reakcija. Tipično, ti procesi su reverzibilni. Za obavljanje obiju funkcija odgovornih jedan enzim. No, to nije sve.

Uloga enzima je vrlo bitna. Bez njih nema biokemijske reakcije odvijaju. Djelovanjem enzima, reagensi moguće je prevladati aktivacijsku barijeru bez značajnog utroškom energije. U tijelu, ne postoji mogućnost da se zagrije temperature iznad 100 ° C, ili upotreba kemijskih spojeva, kao što agresivnih laboratoriju. Protein Enzim se veže na podlogu. U stanje vezani modificira, nakon čega slijedi otpuštanje drugog. To je zato što su svi katalizatori koriste u kemijskoj sintezi.

Što razine organizacije molekule-enzim proteina?

Tipično, ove molekule imaju tercijarni (kap) ili kvarterni (nekoliko međusobno globule) strukture proteina. Prvo, oni su sintetizirani u linearno. A onda zaviti u željenoj strukturi. Kako bi se osiguralo djelovanje biokatalizatora zahtijeva određenu strukturu.

Enzimi, kao i drugih proteina uništava grijanjem, ekstremne vrijednosti pH, agresivnih kemijskih spojeva.

Dodatne svojstva enzima

Među tih značajki su sljedeće komponente:

1. Stereospecifičnost - stvaranje samo jednog proizvoda.
2. Regioselektivnost - slomiti kemijsku vezu ili skupinu modifikacije na samo jednom položaju.
3. Kemoselektivnost - kataliza jedina reakcija.

raditi posebno

Razina enzima specifičnosti varira. Međutim, bilo koji enzim uvijek djeluje na određenom supstratu ili skupine spojeva koji su slični u strukturi. Neproteinasti katalizatori ne pokazuju to svojstvo. Specifičnost vezanja mjeri konstantni (mol / l), koja može biti do 10 ^-10 mol / l. Rad aktivnog enzima brza. Jedna molekula katalizira tisućama-milijune uputa u sekundi. Stupanj ubrzanja biokemijske reakcije značajno (1000-100,000 puta) veći od uobičajenih katalizatora.

Djelovanje enzima je izgrađen na nekoliko mehanizama. Najjednostavniji interakcija se događa s jednom molekulom supstrata, nakon čega slijedi formiranje proizvoda. Većina enzima može vezati 2-3 različite molekule reagiraju. Na primjer, prijenos atoma ili skupine od jednog spoja u drugi, bilo dvostruku supstituciju na „poluvalentnim”. U tim reakcijama obično povezuje jedan supstrat, i druga funkcionalna skupina vezana pomoću enzima.

Proučavanje mehanizma enzimskog djelovanja odvija se na način:

1. Određivanje srednje i gotovih proizvoda.
2. Studije o strukturi i geometriji funkcionalnih skupina veže na podlogu i pruža visoku brzinu reakcije.
3. Mutacije u genima enzima i utvrđivanje promjena u njegovu sintezu i djelovanje.

Aktivno i vezanje

Podloga molekula mnogo manja od proteina je enzim. Dakle, obvezujući je zbog malog broja funkcionalnih skupina biokatalizatora. Tvore aktivno mjesto, koji se sastoji od određenog skupa aminokiselina. U složenim proteina u strukturi prostetične grupe prisutne nonprotein prirode, koji također može biti dio aktivnog središta.

Valja izdvojiti zasebnu grupu enzima. Oni su u molekuli uključuje koenzim molekulu trajno vezivanje i izuzete su od njega. Potpuno formirana proteina enzim zvan holoenzim, a prilikom uklanjanja kofaktor - apoenzyme. Kao koenzimi često djeluju vitamine, metali, derivate dušičnih baza (NAD - nikotinamid adenin dinukleotid, FAD - Flavin adenin dinukleotid, FMN - Flavin Mononukleotid).

Vezanja daje specifičan afinitet prema supstratu. Zbog je formirana stabilne supstrata-enzimski kompleks. Globule strukturu konstruiran tako da se na površini udubljenja (prorez ili udubljenje) određene veličine koja omogućuje vezanje supstrata. Ova zona se obično nalazi u blizini aktivnog mjesta. Za nekih enzima, postoje područja za povezivanje s kofaktora ili metalnim ionima.

zaključak

Protein-enzim igra važnu ulogu u tijelu. Takve tvari kataliziraju kemijske reakcije su odgovorni za metabolizam - metabolizam. U svakom žive stanice neprestano se javlja na stotine biokemijskih procesa koji uključuju reakcije redukcije, dekolte i sintezu spojeva. Nastavljajući oksidaciju tvari s velikim oslobađanje energije. Ona je, pak, troši na stvaranje ugljikohidrata, proteina, masti i njihovih kompleksa. Proizvodi cijepanja su strukturni elementi potrebni za sintezu organskih spojeva.