Kaj je funkcija encima beljakovin? Encimske funkcije proteinov: primeri

Delo našega telesa - zelo zapleten proces, v katerem sodeluje več milijonov celic, na tisoče različnih snovi. Ampak obstaja eno področje, ki je v celoti odvisen od posebnih beljakovin, brez katere bi človek ali žival življenje biti popolnoma nemogoče. Kot ste verjetno uganili, zdaj govorimo o encimov.

Danes bomo obravnavali encimsko funkcijo proteinov. To je pomembno področje biokemije.

Ker so osnova teh snovi pretežno beljakovine, nato pa jih je mogoče obravnavati z njimi. Vedeti morate, da za so odkrili prvič encimi v 30-ih letih 19. stoletja, le znanstveniki so več kot stoletje, da bi prišli do bolj ali manj enotno definicijo za njih. Torej, kakšno funkcijo opravlja beljakovinskih encimov? Na to, kot tudi njihovo sestavo in reakcij primerov boste naučili iz tega članka.

Moraš razumeti, da ne more vsak protein je encim, niti v teoriji. Kroglaste proteini tvorijo sposobni razstavljanja katalitske aktivnosti v zvezi z drugimi organskimi spojinami samo. Kot pri vseh naravnih spojin iz tega razreda so encimi sestavljen iz aminokislinskih ostankov. Upoštevajte, da se encimatska funkcija proteinov (primeri, ki bodo v članku) lahko izvede le z enim S molska masa je manjša od 5000.

Kaj je encim, sodobna definicija

Encimi - je katalizator biološkega izvora. Imajo sposobnost, da pospeši reakcijo, zaradi tesnega stika med reaktanti (podlage). Lahko rečemo, da je funkcija encimska proteinov - proces nekatere katalizo biokemičnih reakcij, ki so edinstveni za živ organizem. Samo majhen del njih lahko razmnožujejo v laboratoriju.

Opozoriti je treba, da je na tem področju prišlo do nekaj preboj v zadnjih letih. Znanstveniki so postopoma prišli blizu ustvarjanje umetne encime, ki jih je mogoče uporabiti ne le za gospodarske namene, ampak tudi zdravilo. To je razvit encime, ki lahko učinkovito uniči tudi majhne površine raka porajajoče.

Kateri deli encima neposredno vključeni v reakciji?

Upoštevajte, da je v stiku s podlago ne vključuje celo telo encima, ampak samo majhen del katerega se imenuje aktivno mesto. To je njihova glavna lastnost dopolnjevanja. Ta koncept pomeni, da je encim idealna substrata v obliki in njihovih fizikalnih in kemijskih lastnosti. Lahko rečemo, da je funkcija encimov je v tem primeru, kot sledi:

• Njihova voda prihaja od površine lupine.
• Obstaja neka deformacija (polarizacijo, na primer).
• Po tem so razporejeni na poseben način v prostoru, medtem ko se gibljejo bližje drug drugemu.

Ti dejavniki vodijo k pospešitvi reakcije. Sedaj nam narediti primerjavo med encimi in anorganskih katalizatorjev.

Kot lahko vidite, je encimska funkcija proteinov zahteva specifičnost. Sama po sebi se bo tudi dodati, da imajo mnogi od teh proteinov tudi vrste posebne. Preprosto rečeno, človeški encimi komaj primerna za morskega prašička.

Pomembne informacije o strukturi encimov

Struktura teh spojin so bile izolirane takoj tri nivoje. Primarna struktura lahko označene z aminokislinskim ostankom, ki so del encimov. Ker encimsko funkcijo proteinov, primeri, za katere smo že večkrat navedeni v tem členu, se lahko izvajajo le nekatere vrste spojin, da jih prepozna prav na tej osnovi je precej realna.

Glede na sekundarni ravni, je dodatek njo določimo s pomočjo dodatne vrste vezi, ki se lahko pojavijo med temi aminokislinskih ostankov. To sporočilo vodik, elektrostatični, hidrofobni in Van der Waalsove interakcije. Kot posledica napetosti, ki povzročajo te povezave v različnih delih encima a-vijačnico, zanke in beta-pramenov.

Terciarni struktura je posledica dejstva, da relativno velike množice polipeptidne verige enostavno krat. Nastale niti se imenujejo domene. Končno, končno oblikovanje te strukture prišlo šele po stabilnem interakciji s sedežem med različnimi področji. Ne smemo pozabiti, da je nastanek domen sami gredo v popolnoma neodvisno drug od drugega.

Nekatere značilnosti domen

Značilno je, da polipeptid verige, iz katerih so dobljene, sestavlja približno 150 aminokislinskih ostankov. Ko domene interakcijo z drugimi, ustanovljena globula. Ker se funkcija izvaja aktivnih območij encimskih, ki temeljijo na njih, je treba razumeti pomen tega procesa.

Sama domena je označen s tem, da obstaja med aminokislinskih ostankov v svoji strukturi številne interakcije. Njihovo število je veliko višja za tiste reakcije med samimi domen. Tako je votlina med njimi relativno "nezaščiteno" z ukrepi različnih organskih topilih. Obseg reda velikosti 20-30 kubični angstromov ki ustreza več vodnih molekul. Različna področja imajo pogosto povsem edinstveno tridimenzionalno strukturo, ki je povezan z opravljanjem popolnoma različnih funkcij.

aktivni strani

Praviloma so aktivni strani se nahaja strogo med domenami. V skladu s tem, od katerih ima zelo pomembno vlogo pri poteku reakcije. Zaradi tega dogovora domen je pokazala precejšnjo fleksibilnost, mobilnost na področju encima. To je zelo pomembno, saj je funkcija encimska izvaja samo tiste snovi, ki se lahko ustrezno spremenijo svoj prostorski položaj.

Med dolžine polipeptid vezi v telesu encima, in kako zapletene funkcije so izvedeni, obstaja neposredna povezava. Zaplet vlogo tako dosežemo s tvorbo aktivno mesto reakcijo med katalitične domene in zaradi nastanka povsem novih domen.

Nekateri proteini, encimi (primeri - lizocima in glikogena) lahko močno razlikujejo glede na velikost (129 in 842 aminokislinskih ostankov, oziroma), čeprav je reakcija katalizirana cepitev kemijskih vezi istega tipa. Razlika je v tem, da so bolj masivni in veliki encimi lahko bolje nadzorovati svoj položaj v prostoru, kar zagotavlja večjo stabilnost in hitrost reakcije.

Glavni klasifikacija encimov

Trenutno sprejeta in razširjena v svetu, je standardna klasifikacija. V skladu z njo, to pomeni šest temeljnih razredov, z ustreznimi podrazrede. Menimo, da le osnovna. Tukaj so:

1. oksidoreduktaze. Funkcija encimov v tem primeru - stimulacijskih redoks reakcije.

2. transferaze. Lahko opravlja podlage za prenos med naslednje skupine:

• Ena ogljika enote.
• Ostanki aldehidov in ketonov.
• Acil in glikozilirane komponente.
• Alkil (kot izjema ne more imeti CH3) ostanke.
• Dušikove baze.
• Skupin, ki vsebujejo fosfor.

3. Hidrolaze. V tem primeru je encimska naloga je cepijo molekule naslednjih tipov spojin:

• Estrov.
• Glikozidi.
• Estri, in tioestri.
• Tip peptid obveznice.
• Tip Povezava CN (razen istega peptida).

4. liaze. Ali lahko po izklopu skupine s kasnejšo tvorbo dvojne vezi. Poleg tega se lahko tam opravlja obratni proces: vključevanje izbrane skupine podvojili obveznice.

5. Isomerases. V tem primeru se encimska funkcija proteinov zapleteno izomernih reakcij katalize. Ta skupina vključuje naslednje encime:

• Racemaza, epimerazo.
• Tsistransizomerazy.
• Intramolekularne oksidoreduktaze.
• Intramolekularne transferaze.
• Intramolekularna liaza.

6. ligaze (poznana tudi kot sintaze). Uporabljajo se za cepljenje ATP, medtem ko tvorijo nekaj povezav.

To je enostavno opaziti, da je encimska funkcija proteinov izjemno pomembna, saj so do neke mere nadzorujejo skoraj vse reakcije, ki potekajo vsako sekundo v telesu.

Kaj ostane encima po interakciji s substratom?

Pogosto encim je beljakovina kroglaste izvora, katerih aktivna center zastopa istih aminokislinskih ostankov. V vseh drugih primerih, v osrednjem delu fiksno povezan z njo protetično skupina ali koencima (ATP, na primer), razmerje je precej manjša. Katalizator imenuje holoenzyme in njene ostanek, po odstranitvi tvori ATP apoenzyme.

Tako je, glede na to funkcijo encime razvrščene v naslednje skupine:

• Enostavno hidrolaze, liaza in izomeraza, ki na splošno ne vsebujejo koencim baze.
• Encimski proteini (primeri - nekatere transaminaze) obsegajo protetične skupino (lipoična kislina, na primer). Ta skupina vključuje veliko peroksidaze.
• Enizmy za katere je potreben koencim regeneracijo. Ti vključujejo kinaz, kot tudi večina oksidoreduktaze.
• Druge katalizatorji, sestava, ki še ni popolnoma znan.

Vse snovi, ki so del prve skupine, se pogosto uporabljajo v živilski industriji. Vsi drugi katalizatorji zahtevajo zelo specifične pogoje za aktivacijo, in zato deluje le v telesu, ali v nekaterih laboratorijskih poskusih. Tako je funkcija encimska - to je zelo specifična reakcija, ki vključuje stimulacijo (kataliza) reakcije pri nekaterih vrstah natančno določenimi pogoji človeškega ali živalskega telesa.

Kaj se zgodi v aktivno mesto, ali zakaj encimi delujejo tako učinkovito?

Smo že večkrat dejal, da je ključ do razumevanja encimske katalize vzpostavitev aktivnega centra. To je tam, da specifično vezavo substrata, ki v takih razmerah so veliko bolj aktivni reagirajo. Da boste razumeli zapletenost reakcij, ki se izvaja tam, dal preprost primer, da se zgodi glukoze fermentacija, je treba enkrat 12 encimov! Prav tako je težko interakcija postane mogoče le zaradi dejstva, da je protein, ki izvaja encimsko funkcijo najvišjo stopnjo specifičnosti.

Vrste encimi specifičnosti

To je absolutna. V tem primeru, je specifičnost prikazan samo enega, natančno določen tip encima. Tako ureaze komunicira le s sečnino. Z laktoze mleko, ker vstopa v reakcijo pod vsemi pogoji. To je tisto, kar je funkcijo opravlja beljakovine, encimi v telesu.

Poleg tega je skupina ni neobičajno absolutna specifičnost. Kot lahko razumemo iz imena, v tem primeru je "sprejemljivost" izključno v skupino organskih spojin (estrov, vključno z zapletenimi alkoholov ali aldehidov). Na primer, pepsin, ki je eden od ključnih encimov v želodcu, vsebuje samo specifičnost za hidrolizo peptidnih vezi. Alkohol dehidrogenaza komunicira izključno z alkoholi in ne laktikodegidraza razdeliti nič drugega kot alfa-hidroksi kislin.

Prav tako se zgodi, da je funkcija encimska značilnost posebno skupino spojin, vendar pod določenimi pogoji, encimi lahko delujejo na precej razlikuje od svojega glavnega "namen" snovi. V tem primeru je katalizator "nagiba" na določen razred snovi, vendar pod določenimi pogoji lahko cepimo in druge spojine (ni nujno ekvivalent). Vendar pa v tem primeru, bo reakcija gre veliko počasneje.

Splošno znano na sposobnost tripsina, da deluje na peptidnih vezi, vendar malo ljudi ve, da ta protein, ki opravlja funkcijo encima v gastrointestinalnem traktu, lahko tudi reagirajo z različnimi estrskih spojin.

Na koncu pa je specifičnost optična. Ti encimi lahko interakcijo z različnih snovi seznama v celoti, vendar le pod pogojem, da imajo dobro opredeljene optične lastnosti. Tako je encimska funkcija proteinov v tem primeru je zelo podoben principu delovanja ni encimi, katalizatorji in anorganskega izvora.

Kateri dejavniki ugotavljanja učinkovitosti katalizo?

Danes je verjel, da so dejavniki, ki določajo izredno visoko stopnjo učinkovitosti encimov:

• koncentracijo učinek.
• usmerjenost učinek prostorsko.
• Raznolikost aktivne reakcijski center.

Na splošno je učinek koncentracije snovi ne razlikujejo od tistih v anorganskih reakcij katalize. V tem primeru je koncentracija takšne substrata, ki je nekajkrat večja od podobnih vrednosti za vse drugim volumen raztopine v aktivnem centru. V reakcijski center selektivno razvrsti molekule snovi, ki morajo reagirajo med seboj. Ni težko uganiti, da je ta učinek vodi do povečanja kemijsko reakcijo tečaja več redov velikosti.

Ko standard kemični proces poteka, je zelo pomembno, ki je del stiku molekul bo trčijo med seboj. Preprosto povedano, mora biti vsebina molekule v času trka se strogo usmerjeno glede na drugega. Glede na to, da se opravi pod prisilo, potem vsi vpleteni elementi so razporejeni v določenem skladu, je kataliza reakcija pospešuje približno tri naročilu takega pa v aktivnem mestu encima.

Pod večnamenskost v tem primeru nanaša na premoženje vseh komponent aktivnem mestu ob istem času (ali nujno usklajeno) zakona o molekuli "obdelane" snov. Pri čemer je ena (molekula), ne le primerno pritrjena v prostoru (gl. Zgoraj), ampak tudi v veliki meri spremeni svoje lastnosti. Vse to skupaj vodi k temu, da je encim postaja veliko lažje, da deluje na podlago, kot je potrebno.