Enzimek

Mi az enzimek és mi a feladatuk a szervezetünkben? Az enzimek alapvetően olyan fehérjék, amelyeket az élő szervezetek termelnek, hogy bizonyos anyagcsere- és biokémiai reakciókat hozzanak létre a szervezetben. Olyan biológiai katalizátorok, amelyek felgyorsítják a testben zajló reakciókat. Tudjunk meg többet róluk.

Suggested Videos:

Mi az enzimek felépítése?

Az enzimek, mint már említettük, biológiai katalizátorok. Miközben gyorsítanak vagy felgyorsítanak egy folyamatot, valójában egy alternatív utat biztosítanak a folyamat számára. A folyamat során azonban az enzimek szerkezete vagy összetétele változatlan marad.

Az enzimek valójában több ezer aminosavból állnak, amelyek meghatározott módon kapcsolódnak össze, hogy különböző enzimeket alkossanak. Az enzimláncok egyedi alakzatokat alkotnak, és ezek az alakzatok adják az enzim jellegzetes kémiai potenciálját. A legtöbb enzim tartalmaz egy nem fehérje összetevőt is, amelyet kofaktornak neveznek.

Böngészés további témakörökben a Biomolekulák

• Biomakromolekulák
• Kapcsolódó monomerek
• Enzimek

alatt.

• Az élet metabolikus alapja
• Nukleinsavak
• Poliszacharidok
• Fehérjék

Enzimek típusai:

A szervezetben lejátszódó biokémiai reakciók alapvetően 6 típusba sorolhatók, és az ezeket a reakciókat előidéző enzimeket ennek megfelelően nevezzük el:

• Oxidoreduktázok: Ezek az enzimek oxidációs és redukciós reakciókat hoznak létre, ezért oxidoreduktázoknak nevezik őket. Ezekben a reakciókban hidridionok vagy hidrogénatomok formájában elektronok kerülnek átadásra. Amikor egy szubsztrátot oxidálnak, ezek az enzimek hidrogéndonorként működnek. Ezeket az enzimeket dehidrogenázoknak vagy reduktázoknak nevezik. Amikor az oxigénatom az akceptor, ezeket az enzimeket oxidázoknak nevezik.
• Transzferázok: Ezek az enzimek felelősek a funkciós csoportok egyik molekuláról a másikra történő átviteléért. Példa: alanin aminotranszferáz, amely az alfa-aminocsoportot keveri az alanin és az aszpartát között stb. Egyes transzferázok foszfátcsoportokat is átadnak az ATP és más vegyületek, cukormaradékok között, hogy diszacharidokat képezzenek, mint például a hexokináz a glikolízisben.
• Hidrolázok: Ezek az enzimek olyan reakciókat katalizálnak, amelyek a hidrolízis folyamatával járnak. víz hozzáadásával bontják az egyszerű kötéseket. Egyes hidrolázok emésztőenzimként működnek, mert a fehérjékben lévő peptidkötéseket bontják. A hidrolázok a transzferázok egy fajtája is lehetnek, mivel a vízmolekulát egyik vegyületből a másikba viszik át. Példa: Glükóz-6-foszfatáz, amely eltávolítja a foszfátcsoportot a glükóz-6-foszfátból, így glükóz és H3PO4 marad.
• Lázok: Ezek az enzimek olyan reakciókat katalizálnak, ahol funkciós csoportokat adnak hozzá a molekulák kettős kötéseinek felbontásához, vagy ahol funkciós csoportok eltávolításával kettős kötések jönnek létre. Példa: A piruvátdekarboxiláz egy liáz, amely CO2-t távolít el a piruvátból. Más példák közé tartoznak a deaminázok és a dehidratázok.
• Izomerázok: Ezek az enzimek olyan reakciókat katalizálnak, amelyekben egy funkciós csoportot ugyanazon molekulán belül egy másik pozícióba helyeznek át úgy, hogy a keletkező molekula valójában a korábbi molekula izomerje. Példa: trioszfoszfát-izomeráz és foszfoglükóz-izomeráz a glükóz-6-foszfát fruktóz-6-foszfáttá alakítására.
• Ligázok: Ezek az enzimek a hidrolázokkal ellentétes funkciót látnak el. Míg a hidrolázok víz hozzáadásával bontanak kötéseket, addig a ligázok a vízkomponens eltávolításával képeznek kötéseket. A ligázoknak különböző alosztályai vannak, amelyek ATP-szintézisben vesznek részt.

Hogyan működnek az enzimek?

A világegyetemben minden reakcióhoz energiára van szükség. Azokban az esetekben, amikor nincs biztosított aktiválási energia, a katalizátor fontos szerepet játszik az aktiválási energia csökkentésében és a reakció továbbvitelében. Ez működik az állatoknál és a növényeknél is. Az enzimek segítenek csökkenteni a reakcióban részt vevő összetett molekulák aktiválási energiáját. A következő lépések leegyszerűsítik, hogyan működik egy enzim a reakció felgyorsítása érdekében:

1. lépés: Minden enzimnek van egy “aktív helye”, amelyhez az egyik szubsztrátmolekula tud kötődni. Így egy enzim-szubsztrát komplex jön létre.

2. lépés: Ez az enzim-szubsztrát molekula most a második szubsztráttal reagál a termék képződéséhez, és az enzim második termékként felszabadul.

Az enzimek működését számos elmélet magyarázza. Van azonban két fontos elmélet, amelyeket itt tárgyalunk.

1. elmélet: Zár és kulcs hipotézis

Ez a legelfogadottabb az enzimek működésére vonatkozó elméletek közül.

Ez az elmélet azt állítja, hogy a szubsztrát pontosan illeszkedik az enzim aktív helyére, hogy enzim-szubsztrát komplexet képezzen. Ez a modell azt is leírja, hogy az enzimek miért olyan specifikusak a működésükben, mert specifikusak a szubsztrátmolekulákra.

2. elmélet: Indukált illeszkedés hipotézise

Ez a zár és kulcs hipotézishez hasonló. Azt mondja, hogy az enzimmolekula alakja a szubsztrátmolekulához közeledve úgy változik, hogy a szubsztrátmolekula pontosan illeszkedjen az enzim aktív helyére.

Milyen tényezők befolyásolják az enzimaktivitást a sejtben?

• Az enzimek és szubsztrátok koncentrációja: A reakció sebessége a szubsztrátkoncentráció növekedésével növekszik egy pontig, amelyen túl a szubsztrátkoncentráció további növelése nem eredményez jelentős változást a reakciósebességben. Ez azért következik be, mert egy bizonyos szubsztrátkoncentráció után az enzim összes aktív helye megtelt, és nem tud további reakció lejátszódni.
• Hőmérséklet: A hőmérséklet növekedésével az enzimaktivitás a molekulák kinetikus energiájának növekedése miatt nő. Van egy optimális szint, amikor az enzimek a legjobban és maximálisan működnek. Ez a hőmérséklet gyakran a test normál testhőmérséklete. Ha a hőmérséklet egy bizonyos határérték fölé emelkedik, az enzimek, amelyek valójában fehérjékből állnak, bomlani kezdenek, és a reakció sebessége lelassul.
• pH: Az enzimek nagyon érzékenyek a pH-változásokra, és a megengedett pH-szintek egy nagyon szűk ablakában működnek. Az optimális pH-szint alatt vagy felett fennáll a veszélye annak, hogy az enzimek szétesnek, és ezáltal a reakció lelassul.
• Inhibitorok: Bizonyos anyagok jelenléte, amelyek gátolják egy adott enzim működését. Ez akkor következik be, amikor a gátló anyag az enzim aktív helyéhez kötődik, ezáltal megakadályozza a szubsztrát kötődését és lelassítja a folyamatot.

megoldott példa az Ön számára

K: Egy enzim úgy működik, hogy?

a. Növeli az aktiválási energiát

b. Csökkenti az aktiválási energiát

c. A pH csökkentésével

d. A pH növelése

Sol: a. Az aktiválási energia növelése

A reaktánsok nem mennek át automatikusan kémiai változáson. Ezt az átmeneti állapotban teszik. Az átmeneti állapotnak több a szabad energiája, mint a reaktánsoknak vagy a termékeknek. A reaktánsok változásra való képtelenségét, mivel az átmeneti állapotba való átmenethez többletenergia szükséges, “energiagátnak” nevezzük. Az energiahatár leküzdéséhez szükséges energiát nevezzük “aktiválási energiának”.