Protein-enzym: rollen av egenskaperna, funktionen av protein enzymer i kroppen

I varje levande cell finns det en uppsättning av kemiska reaktioner. Enzymer (enzymer) - proteiner med specifika och mycket viktiga funktioner. De kallas biokatalysatorer. Den huvudsakliga funktion av enzymer i kroppen är att påskynda biokemiska reaktioner. Utgångsmaterialen, som är katalyserade av interaktionen mellan dessa molekyler kallas substrat, och den slutliga föreningen - produkter.

I naturen, Enzymer är proteiner fungerar endast i levande system. Men i modern bioteknik, klinisk diagnostik farmaci och läkemedel som används renade enzymer eller deras komplex, liksom ytterligare komponenter som är nödvändiga för driften av systemet och datavisualisering för forskaren.

Den biologiska betydelsen och egenskaperna av enzymer

Utan dessa molekyler levande organism kunde inte fungera. Alla livsprocesser arbetar harmoniskt tack vare enzymer. Den huvudsakliga funktionen av protein enzymer i kroppen - reglering av ämnesomsättningen. Utan dem kan det inte vara normal metabolism. Reglering av aktiviteten av molekyler äger rum under inflytande av aktivatorer (inducerare) eller inhibitorer. Kontroll fungerar på olika nivåer av proteinsyntes. Han har också "fungerar" med avseende på färdiga molekylen.

De viktigaste egenskaperna hos proteinenzymer - specificitet till ett särskilt substrat. Och därmed förmågan att katalysera den enda eller mindre en serie av reaktioner. Typiskt är dessa processer reversibla. För utförandet av båda funktionerna ansvariga ett enzym. Men det är inte allt.

Rollen av enzymer är viktigt. Utan dem, inga biokemiska reaktioner äger rum. Genom verkan av enzymer, reagens det är möjligt att övervinna aktiveringsbarriären utan betydande energiåtgång. I kroppen, finns det ingen möjlighet att värma temperaturen över 100 ° C, eller användning av kemiska aggressiva föreningar såsom lab. Protein-enzym binder till substratet. I det bundna tillståndet modifieras, följt av frigörandet av den senare. Detta beror på att alla katalysatorerna användes i kemisk syntes.

Vad organisationsnivåer av molekylen-enzymet protein?

Normalt är dessa molekyler har en tertiär (globule) eller kvartar (flera sammankopplade globuler) proteinstruktur. Först de syntetiseras på ett linjärt sätt. Och sedan veckas till den önskade strukturen. För att säkerställa aktiviteten hos biokatalysatorn kräver en viss struktur.

Enzymer såväl som andra proteiner förstörs av värme, extrema värden på pH, aggressiva kemiska föreningar.

Ytterligare egenskaper hos enzymer

Bland dessa funktioner är följande komponenter:

1. Stereo - bildandet av en enda produkt.
2. Regioselektivitet - bryta kemisk bindning eller grupp modifiering vid endast en position.
3. Kemoselektivitet - katalys enda reaktion.

fungerar särskilt

Nivån av enzymspecificitet varierar. Emellertid något enzym alltid aktiv på ett speciellt substrat eller grupp av föreningar med liknande struktur. Icke-protein katalysatorer inte uppvisar denna egenskap. Specificitet uppmätt bindningskonstant (mol / l), som kan vara upp till 10 ^-10 mol / l. Arbeta aktivt enzym snabbt. En molekyl katalyserar tusentals-miljoner instruktioner per sekund. Graden av acceleration av biokemiska reaktioner signifikant (1000-100,000 gånger) högre än de konventionella katalysatorerna.

Inverkan av enzymer är byggd på flera mekanismer. Den enklaste växelverkan inträffar med en molekyl av substrat, följt av bildning av produkten. Flesta enzymer kan binda 2-3 olika molekyler reagera. Exempelvis överföring av en atom eller grupp från en förening till en annan, eller en dubbel substitution på ett "ping-pong". I dessa reaktioner ansluter typiskt ett substrat, och den andra funktionella gruppen är bunden genom enzymet.

Studiet av enzymet verkningsmekanism sker på ett sätt:

1. Bestämning mellan- och slutprodukter.
2. Studier av strukturen och geometrin hos de funktionella grupperna binder till substratet och ger en hög reaktionshastighet.
3. Mutationer i generna av enzymet och bestämningen av förändringar i dess syntes och aktivitet.

Aktiva och bindningsställe

Substratmolekyl mycket mindre än proteinet är ett enzym. Därför är den bindande grund av ett litet antal funktionella grupper av biokatalysatorn. De bildar det aktiva stället, bestående av en specifik uppsättning av aminosyror. I komplexa proteiner i strukturen av den prostetiska gruppen närvarande ickeprotein natur, vilket också kan vara en del av det aktiva centret.

Det bör avsätta en särskild grupp av enzymer. De har i molekylen innehåller coenzym permanent bindande molekyl och är befriade från den. Fullt utvecklade proteinet enzym som kallas holoenzym, och när du tar bort en kofaktor - apoenzym. Som koenzymer agerar ofta vitaminer, metaller, derivat av kvävehaltiga baser (NAD - nikotinamidadenindinukleotid, FAD - flavinadenindinukleotid, FMN - flavinmononukleotid).

Bindningsstället ger en specifik affinitet till substratet. Grund av att det bildas en stabil substrat-enzymkomplexet. Globule struktur konstruerad för att vara på ytan av den nisch (slits eller urtagning) av en viss storlek som ger bindningen av substratet. Denna zon är vanligtvis ligger nära det aktiva stället. För vissa enzymer, finns det områden att ansluta med kofaktorer eller metalljoner.

slutsats

Protein-enzymet spelar en viktig roll i kroppen. Sådana substanser katalyserar kemiska reaktioner är ansvariga för ämnesomsättningen - metabolism. I någon levande cell sker ständigt hundratals biokemiska processer som involverar reduktionsreaktioner, klyvning och syntesen av föreningarna. Fortsatt oxidation av ämnen med ett stort utsläpp av energi. Hon i sin tur går till bildandet av kolhydrater, proteiner, fetter, och deras komplex. Klyvningsprodukterna är strukturella element som erfordras för syntes av organiska föreningar.