Funcția de enzime. Rolul enzimelor în organism

Enzimele - un proteine globulare, care ajuta pentru a trece toate procesele celulare. La fel ca toți catalizatorii, ei nu se pot întoarce răspunsul, și sunt folosite pentru a accelera.

Sediu de enzime in celula

In interiorul celulei, enzimele individuale sunt în mod normal conținute și funcționează într-un organite strict definite. Localizarea enzimelor este direct legată de funcția pe care efectuează, de obicei, site-ul celulei.

Aproape toate enzimele glicolizei sunt localizate in citoplasma. Ciclul Enzime Krebs - în matricea mitocondrială. Substanțele active conținute în hidroliza lizozomi.

Anumite țesuturi și organe de animale și plante nu sunt numai pe un set de enzime, dar, de asemenea, pentru activitatea lor. Această caracteristică țesături utilizate punct de vedere clinic în diagnosticul anumitor boli.

Există, de asemenea, caracteristici specifice vârstei în activitatea și set de enzime în țesuturi. Ele sunt cel mai clar vizibile în perioada dezvoltării embrionare, atunci când diferențierea tisulară.

Nomenclatorul enzimelor

Există mai multe sisteme de titluri, fiecare dintre care ia în considerare proprietățile enzimei în grade diferite.

• Trivial. Denumirile substanțelor sunt date de caractere aleatoare. De exemplu, pepsina (pepsis -. "Digestie", Gr) și tripsină (tripsis - "dilueaza" greacă.)
• Rațional. Numele enzimei este compus din substrat și capătul „-ase“. De exemplu, amilaza accelerează hidroliza amidonului (amylo -. „Amidon“, greacă).
• Moscova. A fost adoptată în 1961 de către Comisia Internațională privind nomenclatura enzimelor la Congresul Internațional V biochimice. substanță Titlul este compus dintr-un substrat și reacția care este catalizată (accelerată) de către enzima. Dacă funcția de enzime este de a transfera un grup de atomi dintr-o moleculă (substrat) la altul (acceptor), catalizatorul include numele și denumirea chimică acceptor. De exemplu, în reacția de transfer al grupei amino de la alanină la acid 2-oksiglutarovuyu participă alanină enzimă: 2-oksoglutarataminotransferaza. Numele reflectă:
• substrat - alanină;
• acceptor - acid 2-oxoglutaric;
• amino tolerate în reacție.

Comisia Internațională a întocmit o listă a tuturor enzime cunoscute, care este actualizată în mod constant. Acest lucru se datorează descoperirea de noi substanțe.

Clasificarea enzimelor

Partajarea enzimelor în grupuri în două moduri. Primul oferă două clase de substanțe:

• simplu - compus numai din proteine;
• complex - conținând o parte proteină (apoenzimei) si non-proteine numite coenzima.

Vitaminele pot fi incluse în partea neproteic a complexului enzimatic. Interacțiunea cu alte substanțe are loc prin situsul activ. moleculă de enzimă totală nu participă la acest proces.

Proprietățile enzimelor, precum și alte proteine, sunt determinate de structura lor. În funcție de catalizatorii se accelerează doar reacția lor.

A doua metodă de clasificare imparte chestiune de fapt, ce funcție este realizată de enzime. Rezultatul este de șase clase:

• oxidoreductaza;
• transferaza;
• hidrolază;
• izomeraza;
• liază;
• ligază.

Acest grup convențional, acestea diferă nu numai în tipurile de reacții care reglementează enzimele conținute în ele. Etapizate diferitelor grupuri de structura este diferita. Și funcția de enzime în celulă, prin urmare, nu poate fi la fel.

Oxidoreductazele - redox

Funcția principală a primului grup de enzime - accelerarea reacțiilor de oxidare-reducere. O trăsătură caracteristică: abilitatea de a forma un lanț de enzime oxidative, în care transferul de electroni sau atomi de hidrogen din primul substrat pentru acceptor final. Acești compuși sunt separați în conformitate cu principiul de funcționare sau la locul de muncă în reacție.

1. dehidrogenaza Aerobic (oxidaza) accelerează transferul de electroni sau protoni direct cu atomii de oxigen. Anaerob efectua, de asemenea, aceeași acțiune, dar în reacțiile care au loc fără transfer de electroni sau atomi de hidrogen la atomii de oxigen.
2. dehidrogenază primar proces catalizat atomi de hidrogen de retragere din substanțe oxidabile (substratul primar). Secundar - accelerează îndepărtarea atomilor de hidrogen dintr-un substrat secundar au fost preparate prin utilizarea dehidrogenaza primar.

O altă caracteristică: fiind un catalizator din două componente cu un set foarte limitat de coenzimă (grup activ), ei pot accelera set de o varietate de reacții de oxidoreducere. Acest lucru se realizează printr-un număr mare de variante: aceeași coenzima poate adera la diferite apofermentami. În fiecare caz, oxidoreductază în special cu propriile sale proprietăți.

Există o altă caracteristică a acestui grup de enzime, care nu poate să nu mai vorbim - ele accelera procesele chimice asociate cu eliberarea de energie. Astfel de reacții sunt numite exotermă.

Transferaza - transportatori

Aceste enzime funcționează ca reacții de transfer de accelerație resturi moleculare și grupe funcționale. De exemplu, fosfofructokinază.

Aloca opt grupe de catalizatori, pe baza grupului tolerabil. Luați în considerare doar unele dintre ele.

1. Fosfotransferază - ajuta la transferul de reziduuri de acid fosforic. Acestea sunt împărțite în subclase în funcție de destinație (alcool, acid carboxilic, etc.).
2. Aminotransferaza - accelera reacția aminoacizilor transaminare.
3. Glicozil - transferat resturile glicozil ale moleculelor moleculelor de esteri fosforici ai mono- și polizaharide. Furnizarea unei reacții de descompunere și sinteza de oligo- sau polizaharide din plante și organisme animale. De exemplu, ei participă la reacția de colaps zaharoză.
4. Aciltransferazei transferat resturile de acizi carboxilici la amine, alcooli și aminoacizi. Acil-coenzima-A este o sursă versatilă de grupări acil. Acesta poate fi considerat ca un grup activ de aciltransferaze. Cel mai adesea tolerat acid acetic acil.

Hidrolază - digerat cu participarea apei

In acest grup de enzime funcționează ca catalizatori pentru reacțiile de scindare (sinteza mai puțin) a compușilor organici în care este implicată apa. Substanțele din această grupă sunt ținute în cuști și în sucul digestiv. catalizatori molecula în tractul gastrointestinal, sunt compuse dintr-un singur component.

Locul de localizare a acestor enzime sunt lizozomi. Ele efectuează funcțiile protectoare ale enzimelor in celula: substanțele străine care au trecut clivaj prin membrană. Ei consumă, de asemenea, acele substanțe care nu mai sunt necesare celule, pentru care lizozomii au fost dublate de salubrizare.

Un alt „porecla“ lor - sinuciderea celulare, deoarece acestea sunt principalul instrument pentru autoliză de celule. Dacă a existat o infectie, proces inflamator a început, membrana devine hidrolază permeabilă și lysosomal afară în citoplasmă, distrugând totul în calea sa și distrugerea celulei.

Distribuit de mai multe tipuri de catalizatori din această grupă:

• esteraza - responsabil pentru hidroliza esterilor alcoolilor;
• Glucozidaza - accelerează hidroliza glicozidelor, în funcție de care izomerul operează, emit α- sau β-glicozidază;
• hidrolază peptid - responsabilă pentru hidroliza legăturilor peptidice în proteine, și în anumite condiții și pentru sinteza lor, dar această metodă nu este folosită în sinteza proteinelor în celulele vii;
• amidază - responsabil pentru hidroliza amidelor, de exemplu, ureazei catalizează descompunerea ureei în amoniac și apă.

Izomerază - molecula de conversie

Aceste substanțe accelerează modificări în termen de o moleculă. Ele pot fi structurale sau geometrice. Acest lucru se poate întâmpla în diferite moduri:

• transferul de atomi de hidrogen;
• se deplasează un grup fosfat;
• schimbarea locației grupărilor atomice în spațiu;
• mișcarea dublei legături.

Izomerizarea poate fi expus la acizi organici, carbohidrați sau aminoacizi. Isomerase poate converti aldehide și cetone, invers, forma cis reconstituite într-o formă trans și înapoi. Pentru a înțelege mai bine ce funcție este realizată de enzimele acestui grup, trebuie să știți izomeri diferențe.

Liază conexiune de rupere

Aceste enzime accelerează descompunerea non-hidrolitice a relațiilor compuși organici:

• legături carbon-carbon;
• fosfor-oxigen;
• carbon-sulf;
• carbon-azot;
• carbon-oxigen.

În acest caz , include astfel de produse simple , cum ar fi dioxidul de carbon, apă, amoniac și legături duble închise. Puține dintre aceste reacții pot merge în direcția opusă, corespunzătoare enzimelor în condiții adecvate pentru acest proces nu catalizează numai despartirea, dar sinteza.

Clasificarea liază apare tipul de conexiune, se rup. Acestea sunt enzime complexe.

ligază reticulat

Funcția principală a enzimelor acestui grup - accelerarea reacțiilor de sinteză. specificul lor - crearea de conjugarea cu dezintegrarea de substanțe care sunt capabile de a da energie pentru procesul de biosinteză. Există șase diviziuni formate în funcție de tipul de conexiune. Cinci dintre ele sunt subgrupuri identice liaze, iar al șaselea este responsabil pentru stabilirea comunicării „azot-metal“.

Unele ligaze sunt implicate într-un procesele de celule deosebit de importante. De exemplu, o ligaza implicată în replicarea acidului dezoxiribonucleic. Ea SEWS zimti, crearea de noi legături fosfodiesterice. Era ea, care se alătură fragmente Okazaki.

Aceeași enzimă este utilizat pe scară largă în ingineria genetică. Acesta permite oamenilor de știință să reticuleze molecula de ADN a pieselor necesare ale acestora, creând un lanț unic de acid dezoxiribonucleic. Ei pot stabili orice informație, creând astfel o fabrică pentru producerea de proteine esențiale. De exemplu, este posibil să se coase o bucată de ADN dintr-o bacterie responsabilă pentru sinteza insulinei. Și când celula va difuza propriile proteine, ea în același timp, să ne facă și minerale necesare pentru scopuri medicale. Rămâne doar pentru a șterge, și-l va ajuta mulți oameni bolnavi.

Imensa Rolul de enzime în organism

Ele pot crește viteza de reacție mai mult de zece ori. Este esențial pentru activitatea normală a celulelor. A Enzimele participa la fiecare reacție. Prin urmare, funcția de enzime din organism divers ca toate procesele care au loc. O întrerupere a acestor catalizatori conduce la consecințe grave.

Enzimele sunt utilizate pe scară largă în industria alimentară, industria ușoară, medicina: utilizat pentru fabricarea brânzeturilor, cârnați, alimente conservate, sunt incluse în pulberi de detergent. Ele sunt, de asemenea, utilizate la fabricarea materialelor fotografice.