Funktionen af enzymer. Rollen af enzymer i kroppen

Enzymer - en globulære proteiner, som bidrager til at videregive alle cellulære processer. Som alle katalysatorer, kan de ikke vende tilbage svaret, og bruges til at accelerere den.

Lokalisering af enzymer i cellen

Inde i cellen er de enkelte enzymer, der normalt er indeholdt og i et nøje definerede organeller. Lokalisering af enzymer er direkte relateret til den funktion, som normalt udfører cellestedet.

Næsten alle de enzymer glykolysen er placeret i cytoplasmaet. Enzymer Krebs cyklus - i den mitokondrielle matrix. De aktive stoffer i lysosomer hydrolyse.

Visse væv og organer af dyr og planter er ikke kun på et sæt af enzymer, men også for deres aktivitet. Denne funktion stof anvendes klinisk i diagnosticering af visse sygdomme.

Der er også aldersspecifikke funktioner i aktiviteten og sæt af enzymer i væv. De er mest tydeligt i den periode af fosterudviklingen når vævsdifferentiering.

Nomenklatur af enzymer

Der er flere systemer af titler, som hver især taget hensyn til de enzymets egenskaber i varierende grad.

• Trivial. Navnene på stofferne er givet til tilfældige tegn. For eksempel pepsin (pepsis -. "Fordøjelse", Gr) og trypsin (tripsis - "udvander" den græske.)
• Rational. Navnet af enzymet består af substratet og slutningen af "-ase". For eksempel amylase accelererer hydrolyse af stivelse (amylo -. "Stivelse", græsk).
• Moskva. Den blev vedtaget i 1961 af Den Internationale Kommission om den statistiske enzymer på V International Biokemisk kongres. Titelstoffet er sammensat af et substrat, og reaktionen som katalyseres (accelereret) af enzymet. Hvis funktionen af enzymer er at overføre en gruppe af atomer fra et molekyle (substrat) til en anden (acceptoren), katalysator indeholder navnet og det kemiske navn for acceptoren. For eksempel i aminogruppen overførselsreaktionen fra alanin til 2-oksiglutarovuyu syre deltager enzym alanin: 2-oksoglutarataminotransferaza. Navnet afspejler:
• substrat - alanin;
• acceptor - 2-oxoglutarsyre;
• amino tolereret i reaktionen.

Internationale Kommission har udarbejdet en liste over alle kendte enzymer, som hele tiden opdateres. Dette skyldes opdagelsen af nye stoffer.

klassifikation af enzymer

Del enzymer i grupper på to måder. Den første tilbyder to klasser af stoffer:

• simpel - kun består af protein;
• kompleks - holdigt protein del (apoenzym) og ikke-protein kaldet coenzym.

Vitaminer kan være indbefattet i den ikke-protein-del af enzymkomplekset. Interaktion med andre stoffer sker gennem det aktive sted. Samlede enzymmolekyle ikke deltage i processen.

Egenskaber af enzymer, såvel som andre proteiner, bestemmes ved deres struktur. Afhængigt af katalysatorerne er det kun fremskynde deres reaktion.

Den anden klassifikationsmetode opdeler kendsgerning, hvilken funktion udføres af enzymer. Resultatet er seks klasser:

• oxidoreduktase;
• transferase;
• hydrolase;
• isomerase;
• lyase;
• ligase.

Denne konventionelle gruppe, de afviger ikke kun i de typer af reaktioner, der regulerer enzymerne i dem. I stoffer af forskellige grupper af strukturen er anderledes. Og funktionen af enzymer i cellen, kan derfor ikke være den samme.

Oxidoreduktaser - redox

Den vigtigste funktion af den første gruppe af enzymer - acceleration af oxidations-reduktionsreaktioner. Et karakteristisk træk: evnen til at danne en kæde af oxidative enzymer, hvori overførslen af elektroner eller hydrogenatomer fra det første substrat til den endelige acceptor. Disse forbindelser adskilles efter funktionsprincippet eller på arbejde i reaktionen.

1. Aerob dehydrogenase (oxidase) fremskynde overførslen af elektroner eller protoner direkte med oxygenatomer. Anaerob også udføre den samme handling, men i de reaktioner, der foregår uden overførsel af elektroner eller hydrogenatomer på oxygenatomer.
2. Primære dehydrogenase katalyseret proces tilbagetrækning hydrogenatomer fra oxiderbare stoffer (det primære substrat). Sekundær - fremskyndelse af fjernelsen af hydrogenatomer fra et sekundært substrat blev fremstillet ved anvendelse af primære dehydrogenase.

En anden funktion: at være en tokomponent-katalysator med et meget begrænset sæt coenzym (aktiv gruppe), kan de accelerere sæt af forskellige oxidations-reduktionsreaktioner. Dette opnås ved et stort antal varianter: den samme coenzym kan klæbe til forskellige apofermentami. I hvert tilfælde en særligt oxidoreductase med sine egne egenskaber.

Der er en anden funktion i denne gruppe af enzymer, som ikke kan undgå at nævne - de fremskynde kemiske processer i forbindelse med frigivelse af energi. Sådanne reaktioner kaldes exoterm.

Transferase - luftfartsselskaber

Disse enzymer fungerer som acceleration overførselsreaktioner molekylære rest- og funktionelle grupper. For eksempel, phosphofructokinase.

Tildele otte grupper af katalysatorer, baseret på den tolerable gruppe. Tænk blot nogle af dem.

1. Phosphotransferase - bidrager til at overføre rester af phosphorsyre. De er opdelt i underklasser efter destinationen (alkohol, carboxylsyre, etc.).
2. Aminotransferase - accelerere reaktionen af aminosyrer transaminering.
3. Glycosyl - overført glycosylrester af molekylerne til molekyler af phosphorsyreestere af mono- og polysaccharider. Giver en nedbrydning reaktioner og syntese af oligo- eller polysaccharider i planter og animalske organismer. De for eksempel deltager i reaktionen af saccharose kollaps.
4. Acyltransferase overført rester af carboxylsyrer til aminer, alkoholer og aminosyrer. Acyl-coenzym-A er en alsidig kilde til acylgrupper. Det kan betragtes som en aktiv gruppe af acyltransferaser. Oftest tolereret acyl eddikesyre.

Hydrolase - fordøjet med deltagelse af vand

I denne gruppe af enzymer fungere som katalysatorer til spaltningsreaktioner (syntese mindre) af organiske forbindelser, hvori vand er involveret. Stoffer i denne gruppe bliver holdt i bure og i fordøjelsessystemet saft. katalysatorer molekyle i mavetarmkanalen er sammensat af en enkelt komponent.

Sted for lokalisering af disse enzymer er lysosomer. De udfører beskyttende funktioner enzymer i cellen: spalter fremmede stoffer, der er gået gennem membranen. De forbruger også de stoffer, der ikke længere er behov for celle, for hvilken lysosomerne blev døbt sanitet.

En anden af deres "kælenavn" - den cellulære selvmord, da de er det vigtigste redskab for celle autolyse. Hvis der var en infektion, har inflammatoriske proces begyndt, membranen bliver permeabel og lysosomal hydrolase ud i cytoplasmaet, ødelægger alt på sin vej og ødelægger cellen.

Delt af flere typer af katalysatorer fra denne gruppe:

• esterase - ansvarlig for hydrolysen af estere af alkoholer;
• Glycosidase - accelerere hydrolyse af glycosider, afhængigt af hvilken isomer de opererer, udsender α- eller β-glycosidase;
• peptidhydrolase - ansvarlig for hydrolysen af peptidbindinger i proteiner, og under visse betingelser og for deres syntese, men denne metode ikke anvendes i proteinsyntese i levende celler;
• amidase - ansvarlig for hydrolysen af amider, for eksempel urease katalyserer dekomponeringen af urinstof til ammoniak og vand.

Isomerase - molekyle konvertering

Disse stoffer fremskynde ændringer inden et molekyle. De kan være strukturelle eller geometrisk. Dette kan ske på forskellige måder:

• overførsel af hydrogenatomer;
• bevægelse af en phosphatgruppe;
• ændring af placering af atomare grupperinger i rummet;
• bevægelsen af dobbeltbindingen.

Isomeriseringen kan blive udsat for organiske syrer, kulhydrater eller aminosyrer. Isomerase kan konvertere aldehyder og ketoner omvendt, cis-formen rekonstrueret i en trans-formen og tilbage. For bedre at forstå, hvad funktion udføres af enzymer i denne gruppe, skal du kende forskellene isomerer.

Lyase tåre forbindelse

Disse enzymer fremskynde ikke-hydrolytisk nedbrydning af organiske forbindelser forbindelser:

• carbon-carbon-bindinger;
• phosphor-oxygen;
• carbon-svovl;
• carbon-nitrogen;
• carbon-oxygen.

I dette tilfælde indbefatter sådanne simple produkter som kuldioxid, vand, ammoniak og lukkede dobbeltbindinger. Kun få af disse reaktioner kan gå i den modsatte retning, svarende til enzymerne under egnede betingelser for denne proces ikke blot katalyserer breakup, men syntese.

Klassifikation lyase opstår forbindelsestype, de bryder. De er komplekse enzymer.

ligase tværbundet

Den vigtigste funktion af enzymerne i denne gruppe - accelerationen af syntesereaktioner. Deres ejendommelighed - skabe konjugation med disintegration af stoffer, som er i stand til at give energi til biosyntetisk proces. Der er seks divisioner dannet af forbindelsestype. Fem af dem er identiske undergrupper lyaser, og den sjette er ansvarlig for etablering af kommunikation "nitrogen-metal".

Nogle ligaser er involveret i en særlig vigtige celle processer. For eksempel kan en DNA-ligase involveret i replikation af desoxyribonucleinsyre. Hun syr hakker, skabe nye phosphodiesterbindinger. Det var hende, der slutter sig til Okazaki-fragmenter.

Denne samme enzym er meget udbredt i gensplejsning. Det tillader forskerne at tværbinde DNA-molekylet af de nødvendige stykker af dem, hvilket skaber en unik kæde af desoxyribonucleinsyre. De kan lægge alle oplysninger, således at der skabes en fabrik til produktion af essentielle proteiner. For eksempel er det muligt at sy et stykke DNA af en bakterie er ansvarlig for insulin syntese. Og når cellen vil udsende sine egne proteiner, hun samtidig lad os gøre og mineraler er nødvendige til medicinske formål. Det er fortsat kun at rydde, og det vil hjælpe mange syge mennesker.

Den enorme rolle af enzymer i kroppen

De kan øge reaktionshastigheden mere end ti gange. Det er væsentligt for normal celle aktivitet. A enzymer deltager i hver reaktion. Derfor funktionen af enzymer i kroppen forskellige som alle forekommende processer. En afbrydelse af disse katalysatorer fører til alvorlige konsekvenser.

Enzymer er meget udbredt i fødevarer, let industri, medicin: anvendes til fremstilling af oste, pølser, dåsemad, er indeholdt i detergentpulvere. De anvendes også til fremstilling af fotografiske materialer.