Funktionen av enzymer. Rollen av enzymer i kroppen

Enzymer - en klotformiga proteiner, som hjälper till att klara alla cellulära processer. Liksom alla katalysatorer, kan de inte vända tillbaka svaret, och används för att accelerera den.

Lokalisering av enzymer i cellen

Inuti cellen, är de individuella enzymer som normalt ingår och arbetar i en strikt definierade organeller. Lokalisering av enzymer är direkt relaterad till den funktion som vanligtvis utför cellplatsen.

Nästan alla enzymer i glykolysen är belägna i cytoplasman. Enzymer Krebs cykel - i den mitokondriella matrisen. De aktiva substanser som ingår i lysosomer hydrolys.

Vissa vävnader och organ från djur och växter är inte bara på en uppsättning av enzymer, utan också för deras verksamhet. Denna funktion tyger används kliniskt vid diagnos av vissa sjukdomar.

Det finns också åldersspecifika funktioner i verksamheten och en uppsättning enzymer i vävnaderna. De är mest tydligt i period av embryonal utveckling när vävnadsdifferentiering.

Nomenklatur för enzymer

Det finns flera system för titlar, där var och en tar hänsyn till egenskaperna hos enzymet i varierande grad.

• Trivialt. Namnen på de ämnen som ges till slumpmässiga tecken. Till exempel pepsin (Pepsis -. "Matsmältning", GR) och trypsin (tripsis - "späder" den grekiska.)
• Rationella. Namnet på enzymet är sammansatt av substratet och i slutet av "-ase". Till exempel accelererar amylas i hydrolys av stärkelse (amylo -. "Stärkelse", grekiska).
• Moskva. Den antogs 1961 av Internationella kommissionen om nomenklaturen av enzymer vid V International Biochemical kongressen. Titelsubstansen är sammansatt av ett substrat och den reaktion som katalyseras (accelererad) av enzymet. Om funktionen av enzymer är att överföra en grupp av atomer från en molekyl (substrat) till ett annat (acceptorn), innefattar katalysatorn namn och det kemiska namnet på acceptorn. Till exempel, i aminogruppen överföringsreaktionen från alanin till 2-oksiglutarovuyu syra deltar enzym alanin: 2-oksoglutarataminotransferaza. Namnet speglar:
• substrat - alanin;
• acceptor - 2-oxoglutarsyra;
• amino tolereras i reaktionen.

Internationella kommissionen har sammanställt en lista över alla kända enzymer, som ständigt uppdateras. Detta beror på upptäckten av nya ämnen.

klassificering av enzymer

Dela enzymer i grupper på två sätt. Den första har två klasser av ämnen:

• enkel - endast består av protein;
• komplex - innehållande protein delen (apoenzym) och icke-protein som kallas koenzym.

Vitaminer kan innefattas i den icke-proteindelen av enzymkomplexet. Interaktion med andra ämnen sker genom aktiva. Total enzymmolekyl deltar inte i processen.

Egenskaper hos enzymer, såväl som andra proteiner, bestäms av deras struktur. Beroende på katalysatorerna är det bara påskynda deras reaktion.

Den andra klassificeringsmetod delar själva verket vilken funktion utförs av enzymer. Resultatet är sex klasser:

• oxidoreduktas;
• transferas;
• hydrolas;
• isomeras;
• lyas;
• ligas.

Denna konventionella grupp, de skiljer sig inte bara i de typer av reaktioner som reglerar enzymer som ingår i dem. I ämnen av olika grupper av strukturen är annorlunda. Och funktionen av enzymer i cellen, därför kan inte vara samma.

Oxidoreduktaser - redox

Den huvudsakliga funktionen för den första gruppen av enzymer - acceleration av oxidation-reduktionsreaktioner. Ett karakteristiskt drag: förmågan att bilda en kedja av oxidativa enzymer, i vilken överföringen av elektroner eller väteatomer från det första substratet till den slutliga acceptom. Dessa föreningar separeras enligt principen för drift eller på jobbet i reaktionen.

1. Aerob dehydrogenas (oxidas) accelerera överföringen av elektroner eller protoner direkt med syreatomerna. Anaerob utför också samma verkan, men i de reaktioner som sker utan överföring av elektroner eller väteatomer på syreatomer.
2. Primära dehydrogenas katalyserad processtillbakadragande väteatomer från oxiderbara substanser (det primära substratet). Sekundär - påskynda avlägsnandet av väteatomer från en sekundär substrat framställdes genom användning av primära dehydrogenas.

Annat särdrag: att vara en tvåkomponents katalysator med en mycket begränsad uppsättning koenzym (aktiv grupp), kan de påskynda uppsättning av en mängd olika oxidations-reduktionsreaktioner. Detta uppnås genom ett stort antal varianter: samma koenzym kan vidhäfta till olika apofermentami. I varje fall en särskilt oxidoreduktas med sina egna egenskaper.

Det finns en annan egenskap hos denna grupp av enzymer som inte kan undgå att nämna - de påskynda kemiska processer i samband med lanseringen av energi. Sådana reaktioner kallas exoterma.

Transferas - bärare

Dessa enzymer fungerar som accelerationsöverföringsreaktioner molekylstoder och funktionella grupper. Till exempel, fosfofruktokinas.

Fördela åtta grupper av katalysatorer, baserade på det tolerabla gruppen. Fundera bara några av dem.

1. Fosfotransferas - bidra till att föra över rester av fosforsyra. De är uppdelade i underklasser beroende på destination (alkohol, karboxylsyra, etc).
2. Aminotransferas - accelerera reaktionen av aminosyror transamine.
3. Glykosyl - överförs glykosylrester av molekylerna till molekyler på fosforsyraestrar av mono- och polysackarider. Tillhandahålla en nedbrytningsreaktioner och syntes av oligo- eller polysackarider i växter och djurorganismer. Till exempel, de deltar i reaktionen av sackaros kollaps.
4. Acyltransferas överförda rester av karboxylsyror till aminer, alkoholer och aminosyror. Acyl-koenzym-A är en mångsidig källa av acylgrupper. Det kan betraktas som en aktiv grupp av acyltransferaser. tolereras oftast acyl ättiksyra.

Hydrolas - klövs med deltagande av vatten

I denna grupp av enzymer att fungera som katalysatorer för klyvningsreaktioner (syntes mindre) av organiska föreningar, i vilka vatten är involverad. Ämnen i denna grupp hålls i burar och i matsmältnings juice. katalysatorer molekyl i det gastrointestinala området är sammansatta av en enda komponent.

Plats för lokalisering av dessa enzymer är lysosomer. De utför skyddsfunktioner av enzymer i cellen: klyver främmande ämnen som har passerat genom membranet. De förbrukar också de ämnen som inte längre behövs cell, där lysosomerna dubbades sanitet.

En annan av deras "smeknamnet" - cell självmord, eftersom de är det viktigaste verktyget för cell autolys. Om det fanns en infektion, har inflammatorisk process påbörjats, blir membranet permeabelt och lysosomal hydrolas ut i cytoplasman, förstör allt i sin väg och förstöra cellen.

Delas av flera typer av katalysatorer från denna grupp:

• esteras - ansvarig för hydrolysen av estrar av alkoholer;
• Glykosidas - accelerera hydrolys av glykosider, beroende på vilken isomer de är verksamma, avger α- eller β-glykosidas;
• peptidhydrolas - ansvarig för hydrolysen av peptidbindningar i proteiner, och under vissa betingelser och för deras syntes, men denna metod används inte i proteinsyntes i levande celler;
• amidas - ansvarig för hydrolysen av amider, till exempel, katalyserar ureas nedbrytningen av urea till ammoniak och vatten.

Isomeras - molekyl omvandling

Dessa substanser accelerera förändringar inom en molekyl. De kan vara strukturella eller geometrisk. Detta kan ske på olika sätt:

• överföring av väteatomer;
• förflyttning av en fosfatgrupp;
• ändring av placering av atomgrupperingar i rymden;
• förflyttning av dubbelbindningen.

Isomeriseringen kan exponeras för organiska syror, kolhydrater eller aminosyror. Isomeras kan konvertera aldehyder och ketoner, omvänt, cis-formen rekonstrueras till en trans-form och tillbaka. För att bättre förstå vilken funktion utförs av enzymer i denna grupp, måste du veta skillnaderna isomerer.

Lyas tår anslutning

Dessa enzymer accelerera icke-hydrolytisk sönderdelning av organiska föreningar relationer:

• kol-kolbindningar;
• fosfor-syre;
• kol-svavel;
• kol-kväve;
• kol-syre.

I detta fall innefattar sådana enkla produkter såsom koldioxid, vatten, ammoniak, och stängda dubbelbindningar. Några av dessa reaktioner kan gå i motsatt riktning, motsvarande enzymerna under lämpliga betingelser för denna process inte bara katalyserar upplösning, men syntes.

Klassificering lyas sker anslutningstyp, de bryter. De är komplexa enzymer.

ligas tvärbunden

Den huvudsakliga funktionen av enzymerna i denna grupp - accelerationen av syntesreaktioner. Deras egenhet - skapa konjugering med sönderfall av ämnen som kan ge energi för biosyntetiska processen. Det finns sex indelningar som utgörs av anslutningstypen. Fem av dem är identiska undergrupper lyaser, och den sjätte är ansvarig för att upprätta kommunikation "kväve metall".

Vissa ligaser är involverade i ett särskilt viktiga cellprocesser. Till exempel, ett DNA-ligas involverat i replikationen av deoxiribonukleinsyra. Hon syr trasiga skapa nya fosfodiesterbindningar. Det var hon som går Okazaki fragment.

Detta samma enzym används ofta i genteknik. Det tillåter forskare att tvärbinda DNA-molekylen av de nödvändiga bitar av dem, vilket skapar en unik kedja av deoxiribonukleinsyra. De kan lägga all information, vilket skapar en fabrik för produktion av viktiga proteiner. Till exempel, är det möjligt att sy en bit av DNA hos en bakterie som är ansvarig för den insulinsyntes. Och när cellen kommer att sända sina egna proteiner, hon samtidigt låt oss göra och mineraler som behövs för medicinska ändamål. Det återstår bara att rensa, och det kommer att hjälpa många sjuka människor.

Den enorma roll enzymer i kroppen

De kan öka reaktionshastigheten mer än tio gånger. Det är viktigt för normal cell aktivitet. A enzymer deltar i varje reaktion. Därför funktionen av enzymer i kroppen skiftande som alla förekommande processer. En störning av dessa katalysatorer leder till allvarliga konsekvenser.

Enzymer används i stor utsträckning inom livsmedelsindustrin, lätt industri, medicin: används för tillverkning av ost, korv, konserver, ingår i tvättmedelspulver. De används också vid tillverkning av fotografiska material.