Enzim Biokimia. Struktur, sifat lan fungsi

Ing sel saben organisme urip, mayuta-yuta reaksi kimia njupuk Panggonan. Saben wong penting, supaya iku penting kanggo njaga kacepetan biologi pangolahan ing tingkat dhuwur. Meh saben Reaksi terkatalisis déning enzim sawijining. Apa sing enzim? Apa sing peran ing kandhang?

Enzim. definisi

Tembung "enzim" asalé saka Latin fermentum - ragi. Padha uga disebut enzim saka basa Yunani en zyme - "ing leaps lan wates."

Enzim - biologically aktif bahan kimia, dadi reaksi kedadean ing sel, ora bisa apa tanpa wong. senyawa iki tumindak minangka katalis. Patut, enzim sembarang nduwèni loro utama:

1) ensim accelerates reaksi biokimia, nanging ora migunakaken.

2) Ing Nilai saka keseimbangn pancet ora ngganti, nanging mung accelerates prestasi regane iki.

Enzim nyepetake reaksi biokimia ing ewu, lan ing sawetara kasus, yuta kaping. Iki tegese ing anané saka sistem enzim kabeh pangolahan njero wis sakbenere mandegake, lan sel dhewe mati. Mulane, ing peran saka enzim minangka bahan aktif kang dhuwur.

A macem-macem enzim ndadekake iku bisa kanggo diversify metabolisme sel. Ing sembarang cascade reaksi njupuk bagéyan akeh kelas beda saka enzim. katalis Biologi duwe selectivity dhuwur liwat nglarasake tartamtu saka molekul. T. Kanggo. Ing kasus paling enzim sing protein ing alam, lagi ing struktur tersier utawa kuarterner. Alasanipun maneh utomo saka molekul.

Fungsi saka enzim ing sel

Tugas utama enzim - nyepetake cocog reaksi. Sembarang pangolahan cascade, wiwit bosok saka hidrogen peroksida lan pungkasan glikolisis, mbutuhake ngarsane katalis biologi.

operasi sing tepat saka enzim ngrambah utomo dhuwur kanggo landasan tartamtu. Iki tegese katalis mung bisa akselerasi reaksi tartamtu lan ora luwih, malah banget padha. Miturut gelar saka utomo saka enzim ing, kelompok ing ngisor iki:

1) enzim karo utomo Absolute nalika terkatalisis déning mung siji reaksi siji. Contone, collagenase digests ing kolagen, lan maltase cleaves maltose.

2) enzim relatif utomo. Iki kalebu bahan kimia sing bisa catalyze kelas tartamtu reaksi, contone, cleavage hidrolitik.

karya biocatalyst wiwit nganggo sambungan saka aktif kanggo landasan. Sanalika pirembagan bab interaksi congenital padha kunci lan tombol. Iki nuduhake match lengkap karo landasan formulir ing tengah aktif, kang ndadekake iku bisa kanggo akselerasi reaksi.

Ing langkah sabanjure kasusun ing Course reaksi. kacepetan sawijining mundhak dening tumindak saka Komplek enzim. Ing pungkasan, kita njaluk enzim, kang magepokan karo produk reaksi.

tataran Final - kanggo mbusak produk reaksi saka enzim, sawise kang aktif sepisan maneh dadi gratis kanggo operasi liyane.

Schematically, karya saka enzim ing saben tataran bisa ditulis minangka:

1) S + E -> SE

2) SE -> SP

3) SP -> S + P, ngendi S - iku landasan, E - enzim, lan P - produk.

Klasifikasi enzim

Ing awak manungsa, sampeyan bisa nemokake nomer akeh enzim. Kabeh kawruh bab fungsi lan karya sing padha systematized, lan minangka asil ana Klasifikasi umum, liwat sing bisa gampang nemtokake apa katalis tartamtu. Kene enem kelas dhasar saka enzim, uga sawetara conto subgroups.

1. Oxidoreductase.

Enzim iki kelas catalyze reaksi redoks. Total mbalekake 17 sub-kelompok. Oxidoreductases biasané non-protein bagean kasedhiya vitamin utawa heme.

Antarane oxidoreductases asring ditemokaké ing subgroups ing ngisor iki:

a) dehidrogenase. biokimia enzim-dehidrogenase wis cleaving atom hidrogen lan nransfer menyang landasan liyane. Dipituturaké iki sing paling umum ing reaksi ambegan, fotosintesis. Minangka bagéan saka dehidrogenase punika kudu saiki ing wangun saka koenzim NAD / NADH utawa flavoproteins FAD / FMN. Asring ana ion logam. Conto kalebu enzim kayata tsitohromreduktazy, dehidrogenase piruvat, dehidrogenase isocitrate, lan uga akeh enzim ati (lactate dehidrogenase, glutamat dehidrogenase, lan ing. D.).

b) oxidases. A sawetara enzim catalyze Kajaba saka oksigen kanggo hidrogen, kang produk reaksi bisa dadi banyu utawa hidrogen peroksida (H ₂ 0, H ₂ 0 _2). Conto saka enzim sitokrom oksidase, tyrosinase.

c) peroxidase lan catalase - enzim sing catalyze bosok H ₂ O ₂ kanggo banyu lan oksigen.

g) oxygenase. biocatalysts iki akselerasi lampiran oksigen menyang landasan. Dofamingidroksilaza - salah siji conto saka enzim kuwi.

2. Transferases.

enzim Target saka klompok iki transfer radikal saka inti saka inti donor kanggo panampa.

a) methyltransferase. DNA methyltransferase - enzim tombol sing ngontrol proses replikasi DNA. nukleotida metilasi main peran utama ing angger-angger karya asam nukleat.

b) acyltransferase. Enzim saka bagian iki sing diangkut saka siji molekul kanggo grup acyl liyane. Conto acyltransferases: acyltransferase lecithin-kolesterol (kaleksanane gugus fungsional karo asam lemak ing kolesterol), lizofosfatidilholinatsiltransferaza (grup acyl ditransfer kanggo lysophosphatidylcholine).

c) aminotransferases - enzim sing melu konversi asam amino. Conto saka enzim aminotransferase alanine kang catalyzes sintesis alanine saka piruvat lan glutamat dening nransfer grup amino.

g) phosphotransferase. Enzim catalyze Kajaba saka iki sub-klompok saka gugus fosfat. Liyane kinase jeneng phosphotransferase, luwih umum. Conto kalebu enzim kayata hexokinase lan aspartate, kang ditempelake ing ampas hexose fosfat (biasane glukosa), lan asam aspartic , mungguh.

3. Hydrolases - kelas enzim sing catalyze panguraian saka ikatan ing molekul, ngiring dening Kajaba iku banyu. Bahan kimia sing kagungane klompok iki - enzim pencernaan utama.

a) esterases - break obligasi ester. Conto - lipase sing break mudhun lemak.

b) glikosidase. enzim biokimia seri iki dumunung ing karusakan saka ikatan glycoside saka polimer (oligosaccharides lan polisakarida). Conto: amylase, sucrase, maltase.

c) peptidase - enzim sing catalyze risak saka protein kanggo amino asam. enzim-related Peptidase kayata pepsin, trypsin, chymotrypsin, karboiksipeptidaza.

g) Amidases - ikatan kovalen amida. Conto: .. Arginase, urease, glutaminase etc. Akeh amidase enzim sing ditemokaké ing siklus ornithine.

4. Lyases - enzim kanggo fungsi padha hydrolases, Nanging ing panguraian saka ikatan molekul ora migunakaken banyu. Enzim iki kelas tansah duwe bagean bagean non-protein, contone, ing wangun saka vitamins B1, lan B6.

a) decarboxylase. enzim iki tumindak ing jaminan C-C. Conto glutamic decarboxylase asam utawa decarboxylase piruvat.

b) hydratase lan dehydratase - enzim sing catalyze panguraian saka C-O obligasi.

c) Ing amidine-lyases - ngancurake jaminan C-N. Conto: argininsuktsinatliaza.

g) R-O lyase. enzim kuwi biasane mecah siji gugus fosfat saka materi landasan. CONTO: cyclase adenylyl.

Biokimia enzim adhedhasar struktur

Kemampuan saben enzim ditemtokake dening individu, mung struktur gawan kang. Sembarang enzim - utamané protein, lan sawijining struktur lan sarjana saka lempitan muter peran wigati ing nentokake sawijining fungsi.

Saben biocatalyst ditondoi dening ngarsane ing tengah aktif, kang, ing siji, wis dipérang dadi pirang-pirang wilayah fungsi béda-béda:

1) Catalytic Center - wilayah khusus saka protein, kang enzim ketaatan kanggo landasan. Gumantung ing nglarasake saka protein tengah katalitik molekul bisa njupuk macem-macem formulir, kang ngirim cocog menyang landasan uga kunci lan tombol. struktur Komplek kuwi jelas ngapa protein enzim ing negara tersier utawa kuarterner.

2) Adsorption Center - serves minangka "nduwèni". Kene, pisanan kabeh komunikasi njupuk Panggonan antarane molekul enzim lan molekul landasan. Nanging, ing Sambungan sing formulir ing tengah adsorption, banget banget, lan kanthi mangkono reaksi katalitik iku isa ing tataran iki.

3) pusat Allosteric bisa dumunung ing tengah aktif, lan ndlajahi lumahing enzim. fungsi sing - angger enzim. Peraturan njupuk Panggonan liwat molekul inhibitor lan molekul activators.

Protein activator naleni menyang molekul enzim, akselerasi sawijining operasi. Inhibitor, ing nalisir, nyandhet kegiatan katalitik, lan iki bisa kelakon ing rong cara: salah siji molekul sing nemplek ing wilayah pusat allosteric pusat aktif saka enzim (pencegahan competitive) utawa ditempelake wilayah liyane saka protein (noncompetitive pencegahan). pencegahan Competitive dianggep luwih efektif. Sawise papan mangkono Ana kanggo landasan nglunturke enzim, lan proses iki mung bisa ing cilik saka ketepakan prakteke lengkap molekul inhibitor lan mbentuk tengah aktif.

Ensim asring ora kalebu asam amino, nanging uga saka kimia organik lan anorganik liyane. Patut, apoenzyme sepi - proteinaceous bagean koenzim - moiety Organic lan cofactor - part anorganik. Koenzim bisa dituduhake ulgevodami, lemak, asam nukleat, vitamins. Ing siji, co-faktor - asring ion logam ndhukung. kegiatan ensim ditemtokake dening sawijining struktur: bahan kimia tambahan kalebu ing komposisi, ngowahi katalitik. Manéka jinis enzim - punika asil kombinasi saka kabeh faktor mbentuk Komplek.

Angger-angger ing karya saka enzim

Enzim minangka inti biologically aktif ora tansah perlu kanggo awak. Biokimia enzim iku padha bisa ing cilik saka sèl gedhe banget pembentukan gawe piala. Kanggo nyegah efek mbebayani ing awak lan enzim perlu kanggo piye wae aturan sing karya.

T. Kanggo. Enzim sing protein ing alam, lagi siap numpes ing suhu dhuwur. proses denaturation iku isa, nanging uga Ngartekno mengaruhi inti.

PH uga main peran penting ing angger-angger ing. kegiatan enzim maksimum umume diamati ing pH netral (7,0-7,2). Uga wis enzim sing bisa mung ing kahanan asam utawa mung ing alkalin. Mangkono, ing lysosomes mRNA maintained PH kurang, ing kang kegiatan maksimal enzim hidrolitik. Ing acara saka kontak sengaja karo sitoplasma, ngendi lingkungan iku nyedhaki Neutral, kegiatan sing bakal ngurangi. kuwi Proteksi saka "samopoedaniya" adhedhasar fitur saka hydrolase ing.

Iku worth nyebutke bab pentinge koenzim lan cofactor ing komposisi saka enzim. Ing ngarsane saka vitamins utawa ion logam Ngartekno mengaruhi fungsi saka sawetara enzim tartamtu.

Nomenclature enzim

Kabeh enzim awak sing disebut miturut sing kagolong samubarang kelas, sarta landasan kang padha nanggepi. Kadhangkala ing nomenclature rapi digunakake ora siji nanging loro ing landasan ing judhul.

Conto jeneng saka sawetara enzim:

1. enzim ati: lactate degidrogen aza-glutamat-aza-degidrogen.
2. jeneng Full sistematis enzim: lactate + NAD-aza -oksidoredukt.

Wadi lan ora pati penting jeneng, kang ora bakal menyang aturan saka nomenclature. Conto enzim pencernaan: trypsin, chymotrypsin, pepsin.

Proses sintesis enzim

Fungsi saka enzim sing ditemtokake malah ing tingkat genetik. Wiwit molekul punika kanthi lan gedhe -. Protein, lan sintesis sawijining persis padha pangolahan transkripsi lan terjemahan.

enzim sintesis occurs minangka nderek. Kaping pisanan, DNA maca informasi bab enzim sing dipengini kanggo mbentuk mRNA. Messenger RNA isine kabeh asam amino ingkang bagean enzim. Peraturan enzim uga dumadi ing tingkat DNA, yen produk saka reaksi dipunkatalisis cukup gene transkripsi titik lan ing nalisir, yen ana perlu ing prodhuk, iku ngaktivasi proses transkripsi.

Sawise mRNA dirilis ing sitoplasma, tahap sabanjure - nyebarake. On ribosom retikulum endoplasmic disintesis chain utami dumadi saka asam amino disambung dening ikatan peptida. Nanging, ing molekul protein ing struktur utami durung bisa nindakake fungsi enzim sawijining.

Kegiatan enzim punika gumantung ing struktur protein. EPS padha protein ana digawèkaké, mangkono mbentuk struktur sekunder lan banjur tersier pisanan. Sintesis saka sawetara enzim wis mandegake ing tataran iki, nanging kanggo ningkatake kegiatan katalis asring perlu lampiran lan cofactor koenzim.

Ing wilayah tartamtu saka retikulum endoplasmic isa ditempelake Organic komponen saka enzim ing: gula, asam nukleat, lemak lan vitamins. Sawetara enzim ora bisa tanpa ngarsane koenzim ing.

Cofactor main peran wigati ing tatanan saka struktur kuarterner protèin. Fungsi saka enzim sing mung kasedhiya nalika organisasi domain protein. Mulane iku penting banget kanggo struktur ngarsane kuarterner sing kang penghubung antarane sawetara globules protein punika ion logam.

Macem-macem formulir enzim

Ana kahanan nalika iku perlu ngarsane saperangan enzim sing catalyze reaksi padha, nanging beda-beda saka saben liyane ing sawetara babagan. Contone, enzim bisa ing 20 derajat, nanging ing 0 derajat, kang ora bakal bisa kanggo nindakake sawijining fungsi. Apa apa ing kahanan kuwi, awak urip ing kurang Suhu?

Masalah iki gampang ditanggulangi dening ngarsane sawetara enzim sing catalyze reaksi padha, nanging ing kahanan apa beda. Ana rong jinis saka macem-macem formulir enzim:

1. Isoenzymes. protein kuwi dienkode dening gen beda, lagi dumadi saka asam amino beda, nanging catalyze reaksi padha.
2. macem-macem formulir bener. Protein-protein iku sing transcribed saka gene padha, nanging ana ing zat kimia ribosom perubahan. Ing output diprodhuksi pirang-pirang bab saka enzim sing padha.

Akibaté, macem-macem formulir jinis kapisan kawangun ing tingkat genetis, nalika kaloro - ing post-translational.

meaning enzim

Panggunaan enzim ing medicine tumurun menyang Jeksa Agung bisa ngetokake saka obat-obatan anyar, minangka bagéan saka kang ngemu wis ing jumlah tengen. Ilmuwan wis durung nemu cara kanggo ngrangsang sintesis ilang enzim ing awak, nanging saiki digunakake mbagekke obatan sing bisa nggawe serep kanggo dadi kerugian sing.

Various enzim ing sel kanggo catalyze nomer akeh reaksi hubungane rumëkseng urip. Salah wakil sing enizmov nuklease klompok: endonuclease lan exonuclease. karya iku kanggo njaga tingkat pancet asam nukleat ing sel, aman saka DNA sing rusak lan RNA.

Aja lali bab kedadean saka clotting. Minangka sawijining pepesthèn efektif saka pangayoman, proses dikendhalèkaké déning sawetara enzim. Kepala ngolah punika thrombin, kang ngowahi fibrinogen protein aktif menyang fibrin aktif. Utas sawijining nggawe jenis jaringan sing occludes situs bundhas prau, nyegah mundhut getih gedhe banget.

Enzim digunakake ing winemaking, Bir, produksi katah produk susu. Kanggo alkohol saka ragi glukosa bisa digunakake, Nanging, kanggo kedadeyan sukses saka proses iki lan extract cukup.

menarik kanyatan bab sing durung ngerti

- Kabeh enzim awak kang duwe massa ageng - 5,000 kanggo 1,000,000 Da. Iki amarga ing ngarsane protein ing molekul. Kanggo comparison, bobot molekul glukosa - 180 Ya, lan karbon dioksida - total 44 Ya.

- Kanggo tanggal, kabuka luwih saka 2000 enzim sing ditemokaké ing sel saka macem-macem organisme. Nanging, sing paling saka zat isih ora sacara kebak mangertos.

- kegiatan ensim digunakake kanggo nggayuh serbuk ngumbah efektif. Kene, enzim nepaki peran sing padha ing awak: padha break mudhun Organic prakara, lan sifat iki mbantu kanggo panggonan pertempuran. Apike kanggo nggunakake deterjen kuwi ing suhu ora luwih saka 50 derajat, digunakake iku, supaya padha kanggo proses denaturation.

- Miturut statistik, 20% saka wong donya nandhang sangsara saka lack saka samubarang enzim.

- About sifat enzim dikenal kanggo dangu, nanging mung ing 1897, wong temen maujud sing ora ragi, lan extract saka sel sing bisa digunakake kanggo Fermentasi gula dadi alkohol.