Ka shumë reaksione kimike në çdo qelizë të gjallë. Enzimat (enzimat) janë proteina me funksione të veçanta dhe jashtëzakonisht të rëndësishme. Ata quhen biokatalizatorë. Funksioni kryesor i enzimave proteinike në trup është përshpejtimi i reaksioneve biokimike. Reagentët fillestarë, ndërveprimi i të cilëve katalizohet nga këto molekula, quhen substrate, dhe përbërjet përfundimtare quhen produkte.
Në natyrë, proteinat enzimë funksionojnë vetëm në sistemet e gjalla. Por në bioteknologjinë moderne, diagnostikimin klinik, farmaceutikën dhe mjekësinë, përdoren enzima të pastruara ose komplekset e tyre, si dhe përbërës shtesë të nevojshëm për funksionimin e sistemit dhe vizualizimin e të dhënave për studiuesin.
Rëndësia biologjike dhe vetitë e enzimave
Pa këto molekula, një organizëm i gjallë nuk do të ishte në gjendje të funksiononte. Të gjitha proceset e jetës funksionojnë në mënyrë harmonike falë enzimave. Funksioni kryesor i proteinave enzimë në trup është të rregullojë metabolizmin. Pa to, metabolizmi normal është i pamundur. Aktiviteti molekular rregullohet ngaaktivizues (induktorë) ose inhibitorë. Kontrolli vepron në nivele të ndryshme të sintezës së proteinave. Ai gjithashtu "funksionon" në lidhje me molekulën e përfunduar.
Veti kryesore e protein-enzimave është specifika ndaj një substrati të caktuar. Dhe, në përputhje me rrethanat, aftësia për të katalizuar vetëm një ose më rrallë një numër reagimesh. Zakonisht procese të tilla janë të kthyeshme. Një enzimë është përgjegjëse për të dy funksionet. Por kjo nuk është e gjitha.
Roli i proteinave enzimë është thelbësor. Pa to, reaksionet biokimike nuk vazhdojnë. Për shkak të veprimit të enzimave, bëhet e mundur që reagentët të kapërcejnë pengesën e aktivizimit pa shpenzime të konsiderueshme të energjisë. Në trup nuk ka asnjë mënyrë për të ngrohur temperaturën mbi 100 ° C ose për të përdorur komponentë agresivë si një laborator kimik. Proteina enzimë lidhet me substratin. Në gjendjen e lidhur, modifikimi ndodh me lëshimin e mëvonshëm të kësaj të fundit. Kështu funksionojnë të gjithë katalizatorët e përdorur në sintezën kimike.
Cilat janë nivelet e organizimit të një molekule proteine enzimë?
Zakonisht këto molekula kanë një strukturë proteine terciare (globule) ose kuaternare (disa globula të lidhura). Së pari, ato sintetizohen në një formë lineare. Dhe pastaj ato palosen në strukturën e kërkuar. Për të siguruar aktivitet, biokatalizatori ka nevojë për një strukturë të caktuar.
Enzimat, si proteinat e tjera, shkatërrohen nga nxehtësia, vlerat ekstreme të pH, komponimet kimike agresive.
Prona të tjeraenzimat
Midis tyre dallohen këto veçori të komponentëve:
- Stereospecifike - formimi i vetëm një produkti.
- Rioplektiviteti - thyerja e një lidhjeje kimike ose modifikimi i një grupi në vetëm një pozicion.
- Kimioselektiviteti - kataliza e vetëm një reaksioni.
Veçoritë e punës
Specifikimi i enzimës ndryshon. Por çdo enzimë është gjithmonë aktive në lidhje me një substrat specifik ose grup përbërësish të ngjashëm në strukturë. Katalizatorët joproteinikë nuk e kanë këtë veti. Specifikimi matet me konstantën e lidhjes (mol/l), e cila mund të jetë deri në 10−10 mol/l. Puna e enzimës aktive është e shpejtë. Një molekulë katalizon mijëra deri në miliona operacione në sekondë. Shkalla e përshpejtimit të reaksioneve biokimike është dukshëm (1000-100000 herë) më e lartë se ajo e katalizatorëve të zakonshëm.
Veprimi i enzimave bazohet në disa mekanizma. Ndërveprimi më i thjeshtë ndodh me një molekulë të substratit, i ndjekur nga formimi i një produkti. Shumica e enzimave janë në gjendje të lidhin 2-3 molekula të ndryshme që reagojnë. Për shembull, transferimi i një grupi ose atomi nga një përbërës në tjetrin, ose zëvendësimi i dyfishtë sipas parimit "ping-pong". Në këto reaksione, një substrat zakonisht lidhet dhe i dyti shoqërohet përmes një grupi funksional me enzimën.
Studimi i mekanizmit të veprimit të enzimës ndodh duke përdorur metodat:
- Përkufizime të produkteve të ndërmjetme dhe përfundimtare.
- Studime të gjeometrisë së strukturës dhe grupeve funksionale të lidhura mesubstrate dhe siguron një shpejtësi të lartë reagimi.
- Mutacioni i gjeneve të enzimës dhe përcaktimi i ndryshimeve në sintezën dhe aktivitetin e saj.
Qendra aktive dhe lidhëse
Një molekulë substrati është shumë më e vogël se një proteinë enzimë. Prandaj, lidhja ndodh për shkak të një numri të vogël të grupeve funksionale të biokatalizatorit. Ato formojnë një qendër aktive, e përbërë nga një grup specifik aminoacidesh. Në proteinat komplekse, në strukturë është i pranishëm një grup protetik me natyrë joproteinike, i cili gjithashtu mund të jetë pjesë e qendrës aktive.
Është e nevojshme të veçohet një grup i veçantë enzimash. Molekula e tyre përmban një koenzimë që lidhet vazhdimisht me molekulën dhe lirohet prej saj. Një proteinë enzimë e formuar plotësisht quhet holoenzimë, dhe kur kofaktori hiqet, quhet apoenzimë. Vitaminat, metalet, derivatet e bazave azotike shpesh veprojnë si koenzima (NAD - nicotinamide adenine dinucleotide, FAD - flavin adenine dinucleotide, FMN - flavin mononucleotide).
Vendi lidhës ofron specifikë të substratit. Për shkak të tij, formohet një kompleks i qëndrueshëm substrat-enzimë. Struktura e rruzullit është e ndërtuar në atë mënyrë që të ketë një kamare (të çarë ose depresion) në sipërfaqen e një madhësie të caktuar, e cila siguron lidhjen e nënshtresës. Kjo zonë zakonisht ndodhet jo larg qendrës aktive. Disa enzima kanë vende për t'u lidhur me kofaktorët ose jonet metalike.
Përfundim
Proteina-Enzima luan një rol të rëndësishëm në trup. Substancat e tilla katalizojnë reaksionet kimike, janë përgjegjëse për procesin e metabolizmit - metabolizmit. Në çdo qelizë të gjallë, qindra procese biokimike po ndodhin vazhdimisht, duke përfshirë reaksionet e reduktimit, ndarjen dhe sintezën e komponimeve. Oksidimi i substancave ndodh vazhdimisht me një çlirim të madh të energjisë. Ai, nga ana tjetër, shpenzohet për formimin e karbohidrateve, proteinave, yndyrave dhe komplekseve të tyre. Produktet e ndarjes janë blloqet ndërtuese për sintezën e përbërjeve të nevojshme organike.
