Tartalom
- Mi az a katalizátor?
- Enzim: Meghatározás és felfedezés
- Az enzim alapjai
- Enzimaktivitás
- Jól ismert enzimek
- Enzim-nómenklatúra
- Enzim osztályok
Az enzimek olyan molekulák, különösen fehérjék, amelyek elősegítik a biokémiai reakciókat azáltal, hogy kölcsönhatásba lépnek az összetevőkkel (reagensek és termékek) anélkül, hogy azokat véglegesen megváltoztatnák. Ezt az egyszerűsítési folyamatot nevezik katalízis, és ennek megfelelően magukat az enzimeket azonosítják katalizátorok.
Az enzimeknek, mint a mikrobiológiai világ sok szereplőjének, hosszú és nehézkes nevei lehetnek, szinte mindegyik "-ase" -nel végződik. De ha ismeri az enzimek elnevezésének formális rendszerét, akkor sok rejtélyt felfedhet egy adott enzim funkcióval kapcsolatban anélkül, hogy pontosan tudná, hogy az enzim milyen reakciót katalizál.
Mi az a katalizátor?
Nyelvtanulással a katalizátor bármely olyan entitás, amely javítja az adott törekvés áramlását, hatékonyságát vagy eredményességét. Ha kosárlabda edző vagy, és tudod, hogy egy adott népszerű játékos bekapcsolása a játékba felrobbanja a tömeget és általában a csapatot, akkor kihasználja a katalizátor jelenlétét.
Az emberi katalizátorok miatt a dolgok megtörténnek, és hajlamosak arra, hogy körülöttük lévő emberek is maximálisan jártasak legyenek. Ugyanígy, a biológiai katalizátorok révén bizonyos biokémiai folyamatok szinte automatikusak lehetnek, ha ezek a folyamatok valójában megbotlik és elmozdulnak egy nem biztos következtetés felé az enzim hiányában.
A katalizátorokat gyakran nem írják be annak a kémiai reakciónak a képletébe, amelyben részt vesz, mivel a meghatározás szerint a katalizátor a reakció végén nem változik az eredeti formájától.
Enzim: Meghatározás és felfedezés
Az 1870-es évek végére bebizonyosodott, hogy valami élesztőben sokkal gyorsabban okozhatja a cukorforrásokat az alkoholtartalmú italokban, mint ami spontán módon előfordulhat, és hogy a erjesztés alkalmazni a sajt érlelésére.
Megfelelő körülmények között egyedül a rothadó gyümölcsfajta végül etil-alkohol képződését eredményezheti. Élesztő hozzáadása azonban nemcsak felgyorsítja az erjedést, hanem a kiszámíthatóságot és a kontroll szintjét is bevezeti a teljes kémiai reakcióban.
Az "enzim" a görög nyelvről szól: "élesztővel". A mai alkalmazásban utal biológiai az organizmusokban levő katalizátorok, vagy olyan anyagok, amelyeket egy élő rendszer előállít, és egy élő rendszer javát szolgálja.
Az enzim alapjai
Az összes enzim fő funkciója egy sejtben zajló anyagcsere-folyamatok katalizálása. Az enzim formálisabb meghatározása meghatározza, hogy az enzimnek nemcsak az élő sejtekben zajló reakciókra kell reagálnia, hanem egy organizmus által - ugyanazon vagy egy másik - által létrehozott folyamatokkal is.
Az egyes enzimek leírhatók ezek alapján sajátosság. Ez azt mutatja, hogy az enzimek milyen exkluzív kapcsolatban vannak az enzimekkel szubsztrát vagy szubsztrátok. Az szubsztrátok azok a molekulák, amelyekhez az enzimek kötődnek, általában a reagensek. Ha egy enzim csak egy szubsztráttal kötődik egy reakcióban, ez azt jelenti abszolút specifikusak. Ha az enzim számos különféle, de kémiailag hasonló szubsztrátumhoz kötődik, az enzim rendelkezik csoport specifikusak.
Enzimaktivitás
Az, hogy az enzimek jól működnek - azaz mennyire képesek befolyásolni a célzott reakciókat a semleges körülményekhez képest, számos tényezőtől függ. Ide tartoznak a hőmérséklet és a savasság, amelyek nemcsak az enzimek, hanem az összes fehérje stabilitását is befolyásolják.
Mint várható, a szubsztrát mennyiségének növelése megnövelheti a reakció sebességét, mindaddig, amíg az enzim még nem "telített"; fordítva: az enzimek hozzáadása felgyorsíthatja a reakciót a szubsztrát adott szintjén, és lehetővé teszi további szubsztrát hozzáadását anélkül, hogy a termelési felső határhoz ütközne.
A szubsztrát eltűnésének (és a reagens megjelenésének) sebessége olyan reakciókban, amelyekben enzimek vesznek részt, nem lineáris, hanem inkább lassul, mivel a reakció teljessé válik. Ezt a koncentráció és az idő függvényének grafikonján egy lefelé mutató lejtőn ábrázoljuk, amely fokozatosan válik az idő múlásával.
Jól ismert enzimek
A legismertebb és a legjobban tanulmányozott enzimek szinte bármilyen listája szinte biztosan tartalmaz katalizátorokat a glikolízisben, a citromsav (azaz Krebs vagy trikarbonsav) ciklusában vagy mindkettőben. Ezek a folyamatok, amelyek mindegyike több egyedi reakcióból áll, magában foglalja a glükóz bomlását piruváttá a sejt citoplazmában és a piruvát átalakítását egy közbenső termék forgó sorozatává, amely végső soron lehetővé teszi az aerob légzést.
Két enzim vesz részt a glikolízis korai szakaszában glükóz-6-foszfatáz és foszfofruktokináz, mivel citrát-szintáz a citromsav-ciklus egyik fő szereplője.
Meg tudja-e jósolni, hogy ezek az enzimek mit tehetnek a nevük alapján? Ha nem, próbálkozzon újra kb. Öt perc múlva.
Enzim-nómenklatúra
Lehet, hogy egy enzim neve nem könnyedén lefordul a nyelvről, de ez a kémia átfogó költsége. A nevek többsége két szóból áll, az első azonosítja a szubsztrátot, amelyen az enzim hat, és a második jelzi a reakció típusát (részletesebben erről a második tulajdonságról a következő szakaszban).
Noha az enzimek túlnyomó része "-ase" -nel ér véget, számos fontos és alaposan tanulmányozott nem. Az emberi emésztésre vonatkozó enzimek bármilyen listája tartalmazza tripszin és pepszin. A „-áz” enzim utótag önmagában azonban nem csupán azt jelenti, hogy a kérdéses protein valójában enzim, és nem foglalkozik a funkcionális részletekkel.
Enzim osztályok
Hat fő enzimosztály létezik, funkcióik alapján kategóriákba osztva. Ezen osztályok többsége alosztályokat is tartalmaz. Nevük segít meghatározni, mit csinálnak, de csak akkor, ha ismertek valamilyen görög vagy latin nyelvet.