Funkcija encimov. Vloga encimov v telesu

Encimi so globularni proteini, ki pomagajo pretok celičnih procesov. Tako kot vsi katalizatorji ne morejo spremeniti reakcije, temveč pospešiti.

Lokalizacija encimov v celici

V celici so posamezni encimi običajno vsebovani in delujejo v strogo določenih organelih. Lokalizacija encimov je neposredno povezana s funkcijo, ki jo običajno opravlja ta del celice.

Skoraj vsi encimi glikolize se nahajajo v citoplazmi. Encimi cikla trikarboksilne kisline so v mitohondrijski matrici. Aktivne snovi hidrolize vsebujejo lizosomi.

Posamezna tkiva in organi živali in rastlin se ne razlikujejo le v sklopu encimov, temveč tudi v svoji dejavnosti. Ta značilnost tkiv se uporablja v kliniki za diagnozo določenih bolezni.

Obstajajo tudi starostne značilnosti v dejavnosti in nabor encimov v tkivih. Najpogosteje so vidni med embrionalnim razvojem pri diferenciaciji tkiv.

Nomenklatura encimov

Obstaja več sistemov imen, od katerih vsaka v različnih stopnjah upošteva lastnosti encimov.

• Trivial. Imena snovi so podana z naključnimi znaki. Na primer, pepsin (pepsis -. "Prebave", Gr) in tripsina (tripsis - "redči" grško.)
• Racionalno. Ime encima sestavljajo substrat in konec "-as". Na primer, amilaza pospešuje hidroliza škroba (amilo - "škrob", grščina).
• Moskva. Sprejet je bil leta 1961, ki ga je Mednarodna komisija o nomenklaturi encimov na V. mednarodnem biokemijskega kongresu. Naslov snov sestoji iz substrata in reakcije, ki jo katalizira (pospešenem) z encimom. Če je funkcija encimov je prenos skupino atomov iz ene molekule (substrata) v drugo (akceptor), katalizator vsebuje ime in kemijsko ime akceptorja. Na primer, pri prenosu reakciji amino skupina od alanina do 2-oksiglutarovuyu kisline sodeluje encim alanin 2-oksoglutarataminotransferaza. Naslov odraža:
• substrat - alanin;
• akceptor - 2-oksoglutarna kislina;
• reakcija nosi amino skupino.

Mednarodna komisija je sestavila seznam vseh znanih encimov, ki se nenehno dopolnjujejo. To je posledica odkritja novih snovi.

Klasifikacija encimov

Enzime lahko razdelite v skupine na dva načina. Prva ponuja dve vrsti teh snovi:

• preprosta - sestoji samo iz beljakovin;
• kompleksni - vsebujejo beljakovinski del (apoenzim) in ne-beljakovine, imenovane koencim.

Ne-proteinski del kompleksnega encima lahko vključuje vitamine. Interakcija z drugimi snovmi poteka prek aktivnega centra. Celotna molekula encima ne sodeluje v procesu.

Lastnosti encimov, tako kot drugi proteini, so določene po njihovi strukturi. Glede na to katalizatorji pospešijo samo njihove reakcije.

Druga metoda klasifikacije deli snovi glede na funkcijo, ki jo izvajajo encimi. Rezultat je šest razredov:

• oksidoreduktaza;
• transferaza;
• hidrolaze;
• izomeraza;
• liaze;
• ligaza.

To so splošno sprejete skupine, se razlikujejo ne samo glede vrst reakcij, ki uravnavajo njihove encime. Snovi različnih skupin se razlikujejo po strukturi. Funkcije encimov v celici torej ne morejo biti enake.

Oxidoreductases - redukcija oksidacije

Glavna naloga encimov prve skupine je pospeševanje reakcij oksidacije in redukcije. Značilna lastnost: sposobnost oblikovanja verig oksidativnih encimov, v katerih se elektroni ali vodikovi atomi prenašajo od prvega substrata do končnega akceptorja. Te snovi se delijo v skladu z načelom dela ali delovnim mestom v reakciji.

1. Aerobne dehidrogenaze (oksidaze) pospešujejo prenos elektronov ali protona neposredno na kisikove atome. Anaerobni delajo enako, toda v reakcijah, ki potekajo brez prenosa elektronov ali atomov vodika v kisikove atome.
2. Primarne dehidrogenaze katalizirajo odstranjevanje atomov vodika iz oksidirajoče snovi (primarni substrat). Sekundarni - pospešite odstranjevanje atomov vodika iz sekundarnega substrata, ki jih dobimo s pomočjo primarne dehidrogenaze.

Druga značilnost: pri čemer dvokomponentno katalizator z zelo omejenega sklopa koencim (aktivna skupina), lahko pospešijo niz različnih reakcijah oksidacije zmanjševanje. To dosežemo z velikim številom možnosti: isti koencim se lahko pridruži različnim apoenzimom. V vsakem primeru dobimo posebno oksidoreduktazo s svojimi lastnostmi.

Obstaja še ena funkcija encimov te skupine, ki jih ni mogoče prezreti - pospešijo pretok kemičnih procesov, povezanih s sproščanjem energije. Take reakcije imenujemo eksotermne.

Prenosi - prevozniki

Ti encimi opravljajo funkcijo pospeševanja reakcij prenosa molekularnih ostankov in funkcionalnih skupin. Na primer, fosfofruktokinaza.

Obstaja osem skupin katalizatorjev, ki temeljijo na tolerirani skupini. Upoštevajmo le nekatere od njih.

1. Fosfotransferaze - pomagajo pri prenašanju ostankov fosforna kislina. Razdeljeni so v podrazrede glede na destinacijo (alkohol, karboksil in drugi).
2. Aminotransferaza - pospeši reakcije premeščanja aminokislin.
3. Glycosyltransferases - prenesejo glikozilne ostanke iz molekul fosfatnih estrov v molekule mono- in polisaharidov. Zagotovite reakcijo razgradnje in sinteze oligo- ali polisaharidov v organizmih rastlin in živali. Na primer, sodelujejo pri razpadanju saharoze.
4. Aciltransferaze prenašajo ostanke karboksilnih kislin v amine, alkohole in aminokisline. Acil-koencim-A je univerzalni vir acilnih skupin. Lahko se šteje za aktivno skupino aciltransferaz. Najpogosteje se prenese acilocetna kislina.

Hidrolaze - cepane z vodo

V tej skupini encimi delujejo kot katalizatorji za cepitvene reakcije (manj pogosto sintezo) organskih spojin, v katerih sodeluje voda. Snovi te skupine so v celicah in v prebavnem soku. Molekule katalizatorjev v gastrointestinalnem traktu so sestavljene iz ene komponente.

Mesto lokalizacije teh encimov je lizosom. Izvajajo zaščitne funkcije encimov v celici: razkrojijo tuje snovi, ki so prešle skozi membrano. Uničijo tudi tiste snovi, ki jih celica več ne potrebuje, za katere so bili lizozomi poimenovani medicinski zdravniki.

Drug "vzdevek" je celični samomor, saj so glavno orodje za avtolizo celice. Če je bila okužba, je vnetna postopek začel, membrana postane prepustna in lizosomske hidrolaze ven v citoplazmo, uničuje vse na svoji poti in uničuje celice.

V tej skupini ločite več tipov katalizatorjev:

• esteraze - so odgovorne za hidrolizo estrov alkohola;
• glikozidaza - pospeši hidrolizo glikozidov, odvisno od tega, na kateri izomer deluje, sproščajo alfa- ali beta - glikozidaza;
• peptid hidrolaze - so odgovorne za hidrolizo peptidnih vezi v beljakovinah in pod določenimi pogoji in za njihovo sintezo, vendar se ta metoda sinteze beljakovin ne uporablja v živi celici;
• amidaze - so odgovorne za hidrolizo kislinskih amidov, na primer ureaz katalizira razkroj sečnine v amoniak in vodo.

Izomeraza - molekulska transformacija

Te snovi pospešujejo spremembe znotraj ene molekule. Lahko so geometrijske ali strukturne. To se lahko dogaja na različne načine:

• prenos atomov vodika;
• gibanje fosfatne skupine;
• sprememba razporeditve atomskih skupin v vesolju;
• gibanje dvojne vezi.

Na izomerizacijo lahko vplivajo organske kisline, ogljikovi hidrati ali aminokisline. Izomeraze lahko pretvorijo aldehide v ketone in nasprotno, cis formo se lahko preuredi v trans-obliko in obratno. Da bi bolje razumeli, katera funkcija izvajajo encimi te skupine, je treba poznati razliko v izomerih.

Izginja solze

Ti encimi pospešujejo nehidrolitično razgradnjo organskih spojin vzdolž vezi:

• ogljik-ogljik;
• fosfor-kisik;
• ogljik-žveplo;
• ogljik-dušik;
• ogljik-kisik.

V tem primeru so tako preprosti izdelki kot ogljikov dioksid, voda, amoniak in dvojne vezi so zaprti. Nekatere od teh reakcij lahko gredo v nasprotno smer, ustrezni encimi katalizirajo procese ne samo razpadanja, temveč tudi sintezo pod ustreznimi pogoji.

Klasifikacija lyaz se pojavi glede na vrsto povezave, ki jo zlomijo. So kompleksni encimi.

Ligaza se stika skupaj

Glavna funkcija encimov te skupine je pospešitev sinteznih reakcij. Njihova posebnost je konjugacija ustvarjanja z razpadom snovi, ki lahko dajejo energijo za uresničitev biosintetičnega procesa. Obstaja šest podrazredov glede na vrsto komunikacije. Pet jih je identično s podskupinami liaz, in šesta je odgovorna za ustvarjanje vezi "dušik-kovina".

Nekatere ligaze so vključene v posebej pomembne celične procese. Na primer, DNA ligaza je vključena v replikacijo deoksiribonukleinska kislina. Sleži enodnevne prelome, ustvarja nove fosfodiesterne vezi. Ona, ki združuje fragmente Okaucas.

Isti encim se aktivno uporablja pri genskem inženirstvu. Znanstveniki lahko šivajo Molekule DNA iz kosov, ki jih potrebujejo, in ustvarjajo edinstvene verige deoksiribonukleinske kisline. Lahko določijo kakršne koli informacije in s tem ustvarijo tovarno za proizvodnjo potrebnih proteinov. Na primer, lahko v DNK, ki je odgovorna za sintezo insulina, lahko šivate del DNA. In ko bo celica prenašala svoje lastne beljakovine, hkrati naredi koristno snov, ki je potrebna za medicinske namene. To je mogoče samo očistiti, in to bo pomagalo veliko bolnih ljudi.

Ogromna vloga encimov v telesu

Lahko se poveča reakcijska hitrost več kot desetkrat. Potrebno je le za normalno delovanje celice. V vsako reakcijo sodelujejo encimi. Zato so funkcije encimov v telesu raznolike, prav tako kot vsi procesi, ki potekajo. Motnje dela teh katalizatorjev povzročajo hude posledice.

Široko uporabljani encimi v živilih, lahki industriji, medicini: uporabljajo se za izdelavo sirov, klobas, konzervirane hrane, so del pralni praški. Uporabljajo se tudi pri izdelavi fotografskih materialov.