האנזים-חלבון: תפקידו של תכונות, הפונקציה של אנזימים חלבונים בגוף

בכל תא חי יש סט של תגובות כימיות. אנזימים (אנזימים) - חלבונים עם פונקציות ספציפיות מאוד חשובות. הם biocatalysts שנקרא. עיקר תפקידה של אנזימים בגוף הוא להאיץ תגובות ביוכימיות. את חומרי המוצא, אשר מזורז על ידי האינטראקציה של מולקולות אלה נקראים מצעים, ואת המתחם הסופי - מוצרים.

בטבע, אנזימים הם חלבונים לעבוד רק במערכות חיות. אבל הביוטכנולוגיה המודרנית, אבחון קליני, רוקחות ורפואה בשימוש אנזימים מטוהרים או קומפלקסים שלהם, כמו גם רכיבים נוספים הדרושים להפעלת להדמיה המערכת ונתונים עבור החוקר.

המשמעות הביולוגית והמאפיינים של אנזימים

ללא מולקולות אלה אורגניזם חי לא יכול לתפקד. כל תהליכי החיים פועלים בהרמוניה בזכות האנזימים. עיקר תפקידם של אנזימי חלבונים בגוף - בוויסות של חילוף חומרים. בלעדיהם, זה לא יכול להיות חילוף חומרים תקין. הסדרת הפעילות של מולקולות מתרחשת תחת השפעת הממריצים (מעורר) או מעכבים. בקרה פועלת ברמות שונות של סינתזת חלבון. הוא גם "עובד" בגין מולקולה סיימה.

המאפיינים העיקריים של אנזימי חלבונים - הסגולי על מצע מסוים. ובהתאם לכך, את היכולת לזרז היחיד פחות או סדרה של תגובות. בדרך כלל, תהליכים אלה הם הפיכים. לביצוע הן פונקציות אחראי אנזים אחד. אבל זה לא הכל.

התפקיד של אנזימים חיוני. בלעדיהם, אין תגובות ביוכימיות להתקיים. על ידי הפעולה של אנזימים, ריאגנטים אפשר להתגבר על מכשול ההפעלה ללא הוצאות משמעותיות של אנרגיה. בגוף, ואין אפשרות לחמם את הטמפרטורה מעל 100 מעלות צלזיוס, או שימוש של תרכובות כימיות אגרסיביות כמו במעבדה. חלבון-אנזים נקשר המצע. בשנות המדינה הנכנס ישונה, ואחריו שחרורו של האחרון. הסיבה לכך היא שכל הזרזים משמשים סינתזה כימית.

מה הרמות של הארגון של חלבון מולקולה-אנזים?

בדרך כלל, מולקולות אלה יש שליישונים (כדורי) או הרביעון מבנה חלבון (מספר מחוברים כדוריים). ראשית, הם מסונתזים באופן ליניארי. ואז לקפל לתוך המבנה הרצוי. כדי להבטיח את הפעילות של biocatalyst דורש מבנה מסוים.

אנזימים כמו גם חלבונים אחרים נהרסים על ידי חימום, ערכים קיצוניים של pH, תרכובות כימיות אגרסיביות.

מאפיינים נוספים של אנזימים

בין התכונות הללו הם הרכיבים הבאים:

1. סטריאוספציפיות - ההיווצרות של מוצר אחד בלבד.
2. רגיוסלקטיביות - לשבור את הקשר הכימי או שינוי בקבוצה בעמדה אחת בלבד.
3. Chemoselectivity - קטליזה רק תגובה אחת.

לעבוד במיוחד

רמת הספציפיות האנזים משתנה. עם זאת, כל אנזים תמיד פעיל על מצע מסוים או קבוצה של תרכובות בעלות הרכב דומה. זרזים ללא חלבוניים אינם מציגים נכס זה. סגולי נמדד קבוע מחייב (mol / L), אשר יכול להכיל עד 10 ^-10 mol / L. עבודה מהירה אנזים פעיל. מולקולה אחת מזרזת את אלף-מ'הוראות בשנייה. מידת ההאצה של תגובות ביוכימיות משמעותית (1000-100,000 פעמים) גבוהות יותר מאשר הזרזים הקונבנציונליים.

הפעולה של אנזימים בנויה על מספר מנגנונים. האינטראקציה הפשוטה מתרחשת עם מולקולה אחת של מצע, ואחריו היווצרות של המוצר. רוב האנזימים יכולים להיקשר 2-3 מולקולות שונות להגיב. לדוגמה, העברת אטום או קבוצה ממתחם בית אחד למשנהו, או החלפה כפולה על "פינג פונג". בתגובות אלה בדרך כלל מתחבר מצע אחד, והקבוצה הפונקציונלית השנייה קשורה ידי האנזים.

המחקר של מנגנון אנזים פעולה מתבצע באופן:

1. קביעת מוצרי ביניים וסופי.
2. מחקרים של המבנה הגיאומטרי של הקבוצות הפונקציונליות נקשרו למצע ומתן גבוה קצב תגובה.
3. מוטציות בגנים של האנזים והנחישות של שינויי סינתזת פעילותה.

פעילים באתר מחייב

מולקולת המצע קטן בהרבה חלבון הוא אנזים. לפיכך, המחייב בשל מספר קטן של קבוצות פונקציונליות של biocatalyst. הם מהווים את האתר הפעיל, מורכב של קבוצה מסוימת של חומצות אמינו. בשנת חלבונים מורכבים במבנה של טבע nonprotein הנוכחי בקבוצה התותבת, אשר עשוי גם להיות חלק מהמרכז הפעיל.

יש להקצות לקבוצה נפרדת של אנזימים. יש להם את המולקולה כולל אנזים לצמיתות מחייב מולקולה ו פטור ממנו. אנזים חלבון מלא שנוצר נקרא holoenzyme, וכאשר הסרת גורם-שותף - apoenzyme. כמו coenzymes קרובות לפעול ויטמינים, מתכות, נגזרות של בסיסים חנקניים (NAD - dinucleotide אדנין nicotinamide, FAD - פלבין dinucleotide אדנין, FMN - פלבין mononucleotide).

אתר קישור מספק זיקה ספציפית המצע. בשל אותו יצר מורכבות מצע-אנזים יציבה. מבנה Globule נבנה כדי להיות על פני השטח של הנישה (חריץ או הפסקה) בגודל מסוים אשר מספק את הכריכה של המצע. אזור זה בדרך כלל ממוקם בסמוך לאתר הפעיל. עבור אנזימים מסוימים, ישנם אזורים להתחבר עם קו-פקטורים או יונים של מתכות.

מסקנה

חלבון-אנזים ממלא תפקיד חשוב בגוף. חומרים כאלו לזרז תגובות כימיות אחראים חילוף החומרים - המטבוליזם. בכל תא חי מתרחש מאה זמן של תהליכים ביוכימיים מעורבים בתגובות הפחתה, מחשוף ואת הסינתזה של התרכובות. המשיך החמצון של חומרים עם שחרור גדול של אנרגיה. היא, בתורו, הוא בילה על ההיווצרות של פחמימות, חלבונים, שומנים, וכן המתחמים שלהם. המוצרים מחשוף הם מרכיבים מבניים הנדרשים לסינתזה של תרכובות אורגניות.