Wyjaśniamy, czym są enzymy i jaka jest ich budowa.Ponadto, jak te białka są klasyfikowane i jak działają.
Czym są enzymy?
Enzymy to zestaw białko odpowiedzialny za katalizowanie (odpalanie, przyspieszanie, modyfikowanie, zwalnianie, a nawet zatrzymywanie) różne reakcje chemiczne, pod warunkiem, że są one termodynamicznie możliwe. Oznacza to, że są one substancjami regulującymi w organizmie żyjące istoty, zwykle zmniejszając Energia początkowy wymagany do rozpoczęcia reakcji.
Enzymy są niezbędne dla życie i katalizować około 4000 znanych reakcji chemicznych, pod warunkiem spełnienia warunków pH, temperatura lub stężenie chemiczne, ponieważ enzymy, będące białkami, mogą również ulec denaturacji i utracić swoją skuteczność.
Pierwszy enzym odkryli w połowie XIX wieku Anselme Payen i Jean-Francois Persoz, chociaż eksperymenty wokół fermentacja Ludwik Pasteur już wyczuł obecność jakiejś organicznej substancji „przyspieszającej” w tych procesach, które w tamtych czasach uważano za czysto chemiczne.
Enzymy są dziś szeroko znane i faktycznie wykorzystywane przez różne gałęzie przemysłu (jedzenie, środki chemiczne, rolnictwo, olej itp.), oprócz tego, że są nieodzowną częścią składników, które utrzymują wewnętrzną równowagę naszego organizmu, przyspieszając niezbędne reakcje (takie jak te dostarczające energię), aktywując i dezaktywując inne selektywnie (jak robią to hormony) i pstrokacizna i tak dalej.
Struktura enzymów
Większość enzymów składa się z białek kulistych o bardzo zmiennej wielkości: od monomerów składających się z 62 aminokwasów po ogromne łańcuchy liczące około 2500. Jednak tylko kilka z nich jest bezpośrednio zaangażowanych w katalizę reakcji, znaną jakoaktywne centrum.
Sekwencja, w jakiej wszystkie te aminokwasy są złożone, determinuje trójwymiarową strukturę enzymu, która również dyktuje jego specyficzne działanie. Czasami struktura ta posiada również miejsca przyciągania kofaktorów, czyli innych substancji, których interwencja jest konieczna do uzyskania pożądanego efektu.
Enzymy są bardzo specyficzne, to znaczy nie reagują z niczym ani nie biorą udziału w żadnej reakcji. Mają bardzo specyficzne i precyzyjne zadanie biochemiczne, które wykonują z bardzo niskim odsetkiem błędów.
Klasyfikacja enzymów
Enzymy są klasyfikowane w oparciu o specyficzną reakcję, którą katalizują, w następujący sposób:
- Oksydoreduktazy. Katalizują reakcje utleniania-redukcji, czyli przenoszenie elektrony lub z atomy wodoru z jednego podłoża na drugie. Przykładami są enzymy dehydrogenazy iC oksydaza.
- Transferazy. Katalizują przenoszenie określonej grupy chemicznej innej niż wodór z jednego podłoża na drugie. Przykładem tego jest enzym glukokinaza.
- Hydrolazy. Zajmują się reakcjami hydroliza (zerwanie molekuły organiczny przez molekuły Woda). Na przykład laktaza.
- Liasa. Enzymy katalizujące pękanie lub spawanie podłoży. Na przykład dekarboksylaza octanowa.
- Izomerazy. Katalizują one interkonwersję izomerów, czyli przekształcają cząsteczkę w jej trójwymiarową odmianę geometryczną.
- Podwiązki. Enzymy te katalizują specyficzne reakcje wiązania substratu poprzez równoczesną hydrolizę nukleotydów trifosforanowych (takich jak: ATP lub GTP). Na przykład prywatny enzym karboksylazy.
Jak działają enzymy?
Działanie enzymu można przyspieszyć wraz ze wzrostem poziomu energii kalorycznej.
Enzymy mogą działać na różne sposoby, jednak zawsze zmniejszając energię aktywacji reakcji chemicznej, czyli ilość energii niezbędną do jej rozpoczęcia. Te różne tryby to:
- Otoczenia. Energia aktywacji jest redukowana poprzez tworzenie środowiska sprzyjającego zachodzącej reakcji, np. poprzez modyfikację właściwości chemicznych podłoża poprzez reakcje z własną warstwą aminokwasową.
- Ułatw przejście. Energia przejścia jest redukowana bez modyfikowania podłoża, czyli tworzenia środowiska z optymalnymi ładunkami dla zajścia reakcji.
- Podaj alternatywną trasę. W tym przypadku enzymy reagują z substratem, tworząc kompleks ES (enzym/substrat), który „przeskakuje” na zwykłej ścieżce reakcji, skracając czas niezbędny do jej zajścia.
- Zwiększ temperaturę. W określonych parametrach działanie enzymu można przyspieszyć poprzez zwiększenie poziomu energia kaloryczna, podane przez reakcje egzotermiczne równoległy.