Protein-enzim: uloga svojstava, funkcija proteina enzima u organizmu

U svakoj živoj ćeliji postoji niz hemijskih reakcija. Enzima (enzimi) - proteini sa specifičnim i vrlo važne funkcije. Nazivaju se biokatalizatora. Glavna funkcija enzima u organizmu je da se ubrza biohemijske reakcije. Početne materijale, koji se katalizira interakcije ovih molekula nazivaju podloge, a konačni spoj - proizvodi.

U prirodi, enzimi su proteini rade samo u živim sistemima. Ali u modernoj biotehnologiji, kliničke dijagnostike, farmaceutske i medicini koristi pročišćeni enzima ili njihovih kompleksa, kao i dodatne komponente potrebne za rad vizualizacije sistema i podataka za istraživača.

Biološki značaj i svojstva enzima

Bez ovih molekula živi organizam ne može da funkcioniše. Sve životne procese rade skladno zahvaljujući enzimima. Osnovna funkcija proteina enzima u organizmu - regulaciju metabolizma. Bez njih, to ne može biti normalan metabolizam. Regulacija aktivnosti molekula odvija pod utjecajem aktivatora (induktora) ili inhibitora. Kontrola djeluje na različitim nivoima sintezu proteina. On je također "radi" u pogledu gotovih molekula.

Glavna svojstva proteina enzima - specifičnost na određenu podlogu. I, shodno tome, sposobnost da katalizira samo jednu ili manje niz reakcija. Tipično, ovi procesi su reverzibilni. Za obavljanje obje funkcije odgovorne jedan enzim. Ali to nije sve.

Uloga enzima je od suštinskog značaja. Bez njih, ne biohemijske reakcije odvijaju. Djelovanjem enzima, reagensi moguće je prevazići aktiviranje barijeru bez značajnijeg utroška energije. U organizmu, ne postoji mogućnost za zagrijavanje temperature više od 100 ° C, ili upotreba hemijskih agresivnih spojeva kao što su laboratoriji. Protein-enzim veže za podlogu. U vezan stanje se mijenja, a zatim oslobađanje drugih. To je zato što su svi katalizatori se koriste u kemijskoj sintezi.

Šta nivoima organizacije proteina molekula enzima?

Obično, ove molekule imaju tercijarno (globula) ili kvartarni (nekoliko međusobno povezanih globule) strukture proteina. Prvo, oni su sintetizovane linearno. A zatim saviti u željeni strukturu. Da bi se osigurala aktivnost biokatalizator zahtijeva određenu strukturu.

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

Dodatna svojstva enzima

Među ove karakteristike su sljedeće komponente:

1. Stereospecificity - formiranje samo jedan proizvod.
2. Regioselektivnost - break kemijski obveznica ili modifikacija grupu na samo jednu poziciju.
3. Chemoselectivity - kataliza samo jedna reakcija.

rade posebno

Nivo enzima specifičnosti varira. Međutim, svaki enzim uvijek aktivan na određenu podlogu ili grupa jedinjenja slične strukture. Non-proteinsko katalizatora ne pokazuju ove nekretnine. Specifičnost mjeriti vezivanja konstanta (mol / l), što može biti i do 10 ^-10 mol / l. Rade aktivna enzima brza. Jedna molekula katalizuje hiljade-milione instrukcija u sekundi. Stupanj ubrzanja biohemijskih reakcija značajno (1000-100,000 puta) veća od konvencionalnih katalizatora.

Djelovanje enzima je izgrađen na nekoliko mehanizama. Najjednostavniji interakcija javlja kod jednog molekula supstrata, zatim formiranje proizvoda. Većina enzima može vezati 2-3 različite molekule reagiraju. Na primjer, prijenos atoma ili grupa iz jednog spoj na drugi, ili dve zamene na "ping-pong". U tim reakcijama obično povezuje jedan podloge, a druga funkcionalna grupa je povezan s enzimom.

Proučavanje mehanizma enzima djelovanja odvija na način:

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

Aktivna i vezivanja

Podloga molekula mnogo manji nego što je protein je enzim. Dakle, obavezujući je zbog malog broja funkcionalnih grupa biokatalizator. Oni čine aktivne stranice, koji se sastoji od određenog skupa aminokiselina. U kompleks proteina u strukturi protezu grupa prisutna nonprotein prirode, koji također mogu biti dio aktivnog centra.

To treba da izdvoje posebnu grupu enzima. Oni imaju u molekulu sadrži koenzim trajno vezivanje molekula i izuzeti su od njega. Potpuno formirana protein enzima holoenzyme, a kada uklanjanje kofaktor - apoenzyme. Kao koenzima često ponašaju vitamini, metala, derivati dušičnih baza (NAD - nikotinamid adenin dinukleotida, FAD - flavin adenin dinukleotid, FMN - Flavin Mononukleotidne).

Vezivanja daje specifičan afinitet za podlogu. Zbog to formira stabilnu podlogu kompleks enzima. Globule struktura izgrađena kako bi se na površini niše (prorez ili udubljenje) određene veličine koji daje vezivanje podloge. Ova zona se obično nalazi u neposrednoj blizini aktivne stranice. Za neke enzime, postoje područja za povezivanje sa kofaktora ili iona metala.

zaključak

Protein-enzim igra važnu ulogu u organizmu. Takve tvari kataliziraju kemijske reakcije su odgovorni za metabolizam - metabolizam. U svakom žive ćelije stalno pojavljuje nekoliko stotina biohemijskih procesa koji uključuju reakcije redukcije, dekolte i sintezu spojeva. Nastavljajući oksidaciju supstanci sa velikim oslobađanje energije. Ona je, pak, se troši na stvaranje ugljikohidrata, proteina, masti, i njihovih kompleksa. Dekolteu proizvodi su strukturne elemente potrebne za sintezu organskih spojeva.