Protein-enzim: el paper de les propietats, la funció dels enzims de proteïnes en el cos

A cada cèl·lula viva hi ha un conjunt de reaccions químiques. Enzims (enzims) - proteïnes amb funcions específiques i molt important. Són anomenats biocatalitzadors. La principal funció dels enzims en el cos és accelerar les reaccions bioquímiques. Els materials de partida, que és catalitzada per la interacció d'aquestes molècules s'anomenen substrats, i el compost final - productes.

En la naturalesa, els enzims són proteïnes només funcionen en els sistemes vius. No obstant això, en la moderna biotecnologia, diagnòstics clínics, farmacèutics i medicaments utilitzen enzims purificades o els seus complexos, així com els components addicionals necessaris per al funcionament del sistema i visualització de dades per a l'investigador.

La importància biològica i propietats dels enzims

Sense aquestes molècules organisme no podria funcionar vius. Tots els processos de la vida estan treballant en harmonia gràcies als enzims. La funció principal dels enzims de proteïnes en el cos - la regulació del metabolisme. Sense ells, no pot ser el metabolisme normal. La regulació de l'activitat de les molècules té lloc sota la influència de activadors (inductors) o inhibidors. De control funciona en diferents nivells de la síntesi de proteïnes. Ell també "treballa" pel que fa a la molècula acabat.

Les principals propietats dels enzims de proteïnes - especificitat per a un substrat particular. I, en conseqüència, la capacitat de catalitzar l'únic o almenys una sèrie de reaccions. Típicament, aquests processos són reversibles. Per a la realització de les dues funcions responsables un enzim. Però això no és tot.

El paper dels enzims és essencial. Sense ells, no hi ha reaccions bioquímiques tenen lloc. Per l'acció d'enzims, reactius, és possible superar la barrera d'activació sense una despesa important d'energia. En el cos, no hi ha cap possibilitat d'escalfar la temperatura de més de 100 ° C, o l'ús de compostos agressius químics com el laboratori. Protein-enzim s'uneix al substrat. En l'estat unit es modifica, seguit de l'alliberament d'aquest últim. Això és perquè tots els catalitzadors s'utilitzen en la síntesi química.

Quins nivells d'organització de la molècula de proteïna enzimàtica?

Típicament, aquestes molècules tenen una terciari (glòbul) o estructura de la proteïna quaternari (diversos glòbuls interconnectats). En primer lloc, es sintetitzen d'una forma lineal. I després es pleguen en l'estructura desitjada. Per assegurar l'activitat del biocatalizador requereix una certa estructura.

Els enzims, així com altres proteïnes es destrueixen per escalfament, valors extrems de pH, compostos químics agressius.

Les propietats addicionals d'enzims

Entre aquestes característiques són les següents components:

1. Estereoespecificitat - la formació d'un sol producte.
2. Regioselectivitat - trencar l'enllaç químic o modificació de grup en una sola posició.
3. Quimioselectivitat - catàlisi només una reacció.

treballar especialment

El nivell d'especificitat de l'enzim varia. No obstant això, qualsevol enzim sempre activa sobre un substrat o grup de compostos similars en estructura particular. catalitzadors no proteics no presenten aquesta propietat. constant d'especificitat d'unió mesurat (mol / l), que pot ser de fins a 10 ^-10 mol / l. El treball ràpid de l'enzim activa. Una molècula catalitza els milers, milions d'instruccions per segon. El grau d'acceleració de reaccions bioquímiques significativament (1000-100,000 vegades) superiors als catalitzadors convencionals.

L'acció dels enzims es basa en diversos mecanismes. La interacció més senzilla es produeix amb una molècula de substrat, seguit de la formació del producte. La majoria dels enzims es poden unir 2-3 molècules diferents reaccionen. Per exemple, la transferència d'un àtom o grup d'un compost a un altre, o una doble substitució en un "tennis de taula". En aquestes reaccions normalment es connecta un substrat, i el segon grup funcional està lligat per l'enzim.

L'estudi de l'enzim mecanisme d'acció es porta a terme d'una manera:

1. La determinació dels productes intermedis i finals.
2. Estudis de l'estructura i la geometria dels grups funcionals s'uneix al substrat i proporcionant un alt velocitat de reacció.
3. Les mutacions en els gens de l'enzim i la determinació dels canvis en la seva síntesi i activitat.

Actiu i el lloc d'unió

molècula de substrat molt més petit que la proteïna és un enzim. Per tant, la unió és causa d'un petit nombre de grups funcionals del biocatalizador. Ells formen el lloc actiu, que consta d'un conjunt específic d'aminoàcids. En proteïnes complexes en l'estructura de la natura present no proteic grup prostètic, que també pot ser part del centre actiu.

S'ha de assignar un grup separat d'enzims. Que tenen en la molècula inclou el coenzim permanentment vinculant molècula i estan exempts d'això. enzim proteïna completament format crida holoenzima, i quan l'eliminació d'un cofactor - apoenzima. Com coenzims sovint actuen vitamines, metalls, derivats de bases nitrogenades (NAD - nicotinamida adenina dinucleòtid, FAD - dinucleòtid de flavina adenina, FMN - mononucleòtid de flavina).

lloc d'unió proporciona una afinitat específica al substrat. A causa de que forma un complex substrat-enzim estable. estructura Globule construït de manera que estar a la superfície del nínxol (esquerda o rebaix) d'una certa mida que proporciona la unió del substrat. Aquesta zona es troba normalment a prop del lloc actiu. Per alguns enzims, hi ha àrees de connectar amb cofactors o ions metàl·lics.

conclusió

Proteïna-enzim juga un paper important en el cos. Tals substàncies catalitzen reaccions químiques són responsables per al metabolisme - metabolisme. En qualsevol cèl·lula viva es produeix constantment centenars de processos bioquímics que impliquen reaccions de reducció, l'escissió i la síntesi dels compostos. Continuant amb l'oxidació de substàncies amb un gran alliberament d'energia. Ella, al seu torn, s'inverteix en la formació dels hidrats de carboni, proteïnes, greixos, i els seus complexos. Els productes d'escissió són elements estructurals requerits per a la síntesi de compostos orgànics.