Az enzim specificitása: az akció típusai és jellemzői

Az "enzim" szó latin eredetű. A fordításban ez azt jelenti, hogy "kovász". Angolul az "enzim" kifejezést használják, amely a görög kifejezésből származik. Az enzimeket speciális fehérjéknek nevezik. A sejtekben képződnek és képesek felgyorsítani a biokémiai folyamatok folyamatát. Más szavakkal biológiai katalizátorokként működnek . Gondoljunk tovább arra, hogy mi az enzimek működésének sajátossága. также будут описаны в статье. A specifitástípusokat a cikk is leírja.

Általános jellemzők

Bizonyos enzimek katalitikus aktivitásának megnyilvánulása számos nem fehérjék jelenlétének tulajdonítható. Kofaktoroknak nevezik őket. 2 csoportra oszthatók: fémionok és számos szervetlen anyag, valamint koenzimek (szerves vegyületek).

A tevékenység mechanizmusa

Kémiai természetüknél fogva az enzimek egy fehérjecsoporthoz tartoznak. Az utóbbiakkal ellentétben azonban a vizsgált elemek aktív központot tartalmaznak. Ez egy egyedülálló komplex funkcionális csoport aminosavmaradékok. Szigorúan az űrben orientálódnak az enzim harmadlagos vagy kvaterner szerkezete miatt. Az aktív centrumban a katalitikus és szubsztrát régiókat izoláljuk. Ez utóbbi meghatározza az enzimek specificitását. A szubsztrát az az anyag, amelyre a fehérje működik. Korábban azt hitték, hogy kölcsönhatásukat a "kulcs a zárra" elve alapján végzik. Más szavakkal, az aktív központnak egyértelműen meg kell felelnie az aljzatnak. Jelenleg más hipotézis érvényesül. Úgy gondolják, hogy a pontos megfelelés eredetileg hiányzik, de az anyagok kölcsönhatásai során megjelenik. A második katalitikus telephely befolyásolja a cselekvés sajátosságait. Más szavakkal meghatározza a gyorsított reakció jellegét.

struktúra

Minden enzim egy és két komponensre oszlik. Az előbbi szerkezete hasonló az egyszerű fehérjékhez. Ezek kizárólag aminosavakat tartalmaznak. A második csoport - a fehérje - tartalmazza a fehérje és a nem fehérje részeit. Az utolsó a koenzim, az első a apoenzim. Ez utóbbi meghatározza az enzim szubsztrát-specifitását. Vagyis az aktív központban szubsztrátumként működik. A koenzim katalitikus régióként működik. A cselekvés sajátossága ehhez kapcsolódik. Mivel koenzimek, vitaminok, fémek és más alacsony molekulatömegű vegyületek működhetnek.

katalízis

A kémiai reakció előfordulása kölcsönhatásba lépő anyagok molekuláinak ütközésével jár. Mozgásukat a rendszerben a potenciális szabad energia jelenléte határozza meg. Kémiai reakció esetén szükséges, hogy a molekulák átmeneti állapotot alkalmazzanak. Más szavakkal, elegendő erővel kell rendelkezniük ahhoz, hogy áthaladjanak az energiahatáron. Ez a legkisebb energiamennyiséget jelenti az összes molekula reakcióképességének biztosításához. Valamennyi katalizátor, beleértve az enzimeket is, képes csökkenteni az energiahatárt. Ez elősegíti a reakció gyorsabb áramlását.

Mi az enzimek sajátossága?

Ezt a képességet csak egy bizonyos reakció gyorsulásában fejezzük ki. Az enzimek ugyanazt a szubsztrátot érinthetik. Mindazonáltal mindegyikük felgyorsítja a konkrét reakciókat. Az enzim reakcióképes specifitása a piruvát-dehidrogenáz komplex példájára vezethető vissza. Ez magában foglalja a PVC-t érintő fehérjéket is. A legfontosabbak a következők: piruvát-dehidrogenáz, piruvát-dekarboxiláz, acetil-transzferáz. A reakció maga a PVC oxidatív dekarboxilációja. Mivel a termék ecetsavat eredményez.

besorolás

Az enzim specifikussága a következő:

1. Konfigurációjú. Egy anyag azon képességében fejeződik ki, hogy befolyásolja az egyik lehetséges szubsztrát sztereoizomerjét. Például a fumarát-hidrazát képes fumarátra hatni. Azonban nem befolyásolja a cisz-izomer-maleinsavat.
2. Abszolút. этого типа выражается в способности вещества влиять только на конкретный субстрат. Az ilyen típusú enzimek specifikussága abban nyilvánul meg, hogy egy anyag csak egy specifikus szubsztrátot képes befolyásolni. Például a szacharóz kizárólag szacharózzal, arginázzal - argininnel és így tovább.
3. Relatív. в этом случае выражена в способности вещества влиять на группу субстратов, имеющих связь одинакового типа. Az enzimek specifitása ebben az esetben azt fejezi ki, hogy egy anyag képes egy olyan csoport szubsztrátjára gyakorolni, amely ugyanolyan típusú kötést tartalmaz. Például az alfa-amiláz reagál a glikogénnel és a keményítővel. Glikozid típusú kötésük van. A tripszin, a pepszin, a kimotripszin a peptidcsoport számos fehérjét érintik.

hőmérséklet

в определенных условиях. Az enzimek bizonyos körülmények között specifikusak . Legtöbbjük esetében az optimális hőmérséklet + 35 ... + 45 fok. Ha az anyagot alacsonyabb értékű körülmények között helyezték el, aktivitása csökken. Ezt az állapotot visszafordítható inaktiválásnak nevezzük. Ahogy a hőmérséklet emelkedik, képességei visszaállnak. Érdemes megemlíteni, hogy ha olyan körülmények között helyezik el, ahol t magasabb, mint a meghatározott értékek, inaktiválás is bekövetkezik. Azonban ebben az esetben visszafordíthatatlan, mivel nem csökkenti a hőmérsékletet. Ez a molekula denaturálódásának tulajdonítható.

A pH hatása

A molekula töltése a savasságtól függ. Ennek megfelelően a pH befolyásolja az aktív hely aktivitását és az enzim specifitását. Minden anyag esetében az optimális savassági index eltér. Azonban a legtöbb esetben 4-7. Például az alfa-nyál-amiláz esetében az optimális savasság 6,8. Eközben számos kivétel létezik. A pepszin optimális savassága, például 1,5-2,0, kimotripszin és tripszin - 8-9.

koncentráció

Minél több az enzim jelen van, annál nagyobb a reakciósebesség. Hasonló következtetést lehet levonni a szubsztrátum koncentrációjáról. Elméletben azonban minden egyes anyag esetében meghatározzák a cél telített tartalmát. Ezzel minden aktív központot a meglévő hordozó fogja elfoglalni. будет максимальной, вне зависимости от последующего добавления мишеней. Ebben az esetben az enzim specifitása maximális lesz, függetlenül attól, hogy a célok később kerülnek hozzáadásra.

Anyag-szabályozók

Ezek gátlókra és aktivátorokra oszthatók. Mindkét kategória nem specifikus és specifikus. Az utóbbi típusú avtivatorok közé tartoznak az epesavak (a hasnyálmirigyben lévő lipázhoz), kloridionok (alfa-amiláz), sósav (pepszinhez). Nemspecifikus aktivátorok a magnéziumionok, amelyek befolyásolják a kinázokat és foszfatázokat, és specifikus inhibitorok a proenzimek terminális peptidjei. Az utóbbiak az inaktív anyagok. Ezeket a terminális peptidek hasításával aktiválják. Specifikus típusuk megfelel minden egyes proenzimnek. Például egy inaktív formában a trypsint tripszinogén formájában állítják elő. Aktív helyét egy terminális hexapeptid zárja le, amely egy specifikus inhibitor. Az aktiválási folyamat során elszakad. Ennek eredményeképpen a tripszin aktív központja nyitva áll. Nem specifikus inhibitorok a nehézfémek sói. Például réz-szulfát. Ezek a vegyületek denaturálódását okozzák.

gátlás

Ez versenyképes lehet. Ezt a jelenséget az inhibitor és a szubsztrát közötti szerkezeti hasonlóság előfordulásában fejezzük ki. Harcolnak az aktív központtal való kommunikációért. Ha az inhibitor tartalma magasabb, mint a szubsztráté, akkor létrejön egy coplex-enzim inhibitor. A célanyag hozzáadásakor az arány változik. Ennek eredményeképpen az inhibitort eltávolítjuk. Például a szukcinát-dehidrogenáz szukcinát szubsztrátként működik. Az inhibitorok oxaloacetát vagy malonát. A reakciótermékek hatása versenyképesnek tekinthető. Gyakran olyanok, mint a szubsztrátok. Például glükóz-6-foszfát esetén a termék glükóz. Az aljzat glükóz-6 foszfát lesz. A nem versenyképes gátlás nem jelent szerkezeti hasonlóságot az anyagok között. Az inhibitor és a szubsztrát egyidejűleg kötődhetnek az enzimhez. Ez egy új vegyület kialakulásához vezet. Ő egy komplex enzim-szubsztrát-inhibitor. Az interakció során az aktív központ blokkolva van. Ez annak köszönhető, hogy az inhibitor kötődik az AC katalitikus helyéhez. Egy példa a citokróm-oxidáz. Ehhez az enzimhez az oxigén szubsztrátként működik. A citokróm oxidáz inhibitorai a hidrociánsav sói.

Alloszterikus rendelet

Bizonyos esetekben az enzim sajátosságát meghatározó aktív központ mellett egy további link is létezik. Az alloszterikus komponens így működik. Ha azonos nevű aktivátor társul hozzá, az enzim hatékonysága megnő. Ha az inhibitor belép az alloszterikus centrumba, akkor az anyag aktivitása csökken. Például az adenilát-cikláz és a guanilát-cikláz az enzimekre utal, amelyek az alloszterikus típusúak.