Protein-Enzym: die Rolle der Eigenschaften, die Funktion von Protein-Enzymen im Körper

In jeder lebenden Zelle gibt es eine Reihe von chemischen Reaktionen. Enzyme (Enzym) – Proteine mit spezifischen und sehr wichtigen Funktionen. Sie sind genannt Biokatalysatoren. Die Hauptfunktion von Enzymen im Körper ist biochemische Reaktionen zu beschleunigen. Die Ausgangsmaterialien, die durch die Wechselwirkung dieser Moleküle katalysiert wird, werden Substrate genannt, und die Endverbindung – Produkte.

In der Natur sind Enzyme nur in lebenden Systemen Proteine arbeiten. Aber in der modernen Biotechnologie, klinische Diagnostik, Pharmazie und Medizin verwendet gereinigten Enzyme oder deren Komplexe, sowie weitere Komponenten, die für den Betrieb des Systems und Datenvisualisierung für die Forscher.

Die biologische Bedeutung und Eigenschaften von Enzymen

Ohne diese Moleküle lebenden Organismus konnte nicht funktionieren. Alle Lebensprozesse arbeiten harmonisch dank der Enzyme. Die Hauptfunktion von Protein-Enzyme im Körper – die Regulierung des Stoffwechsels. Ohne sie kann es nicht den normalen Stoffwechsel sein. Regulation der Aktivität von Molekülen findet unter dem Einfluß von Aktivator (Induktoren) oder Inhibitoren. Steuerung arbeitet auf verschiedenen Ebenen der Proteinsynthese. Er „arbeitet“ auch in Bezug fertigen Moleküls.

Die wichtigsten Eigenschaften von Protein-Enzymen – Spezifität zu einem bestimmten Substrat. Und dementsprechend die Fähigkeit, die nur eine oder weniger eine Reihe von Reaktionen zu katalysieren. Typischerweise sind diese Prozesse reversibel. Für die Durchführung der beiden Funktionen verantwortlich ein Enzym. Aber das ist nicht alles.

Die Rolle von Enzymen ist von wesentlicher Bedeutung. Ohne sie nehmen keine biochemischen Reaktionen. Durch die Wirkung von Enzymen, Reagenzien es möglich ist, die Aktivierungsbarriere ohne signifikanten Energieaufwand zu überwinden. Im Körper gibt es keine Möglichkeit, die Temperatur über 100 ° C, oder die Verwendung von chemischen Verbindungen, wie aggressive lab aufzuheizen. Protein-Enzym bindet an das Substrat. Im gebundenen Zustand verändert wird, die durch die Freisetzung des letzteren gefolgt. Dies liegt daran, alle Katalysatoren in der chemischen Synthese eingesetzt werden.

Welche Ebenen der Organisation des Moleküls-Enzym-Protein?

Typischerweise haben diese Moleküle eine tertiäre (globule) oder quarternäre (mehrere miteinander verbundene Globuli) Proteinstruktur. Zuerst werden sie in linearer Weise synthetisiert. Und dann falten in die gewünschte Struktur. Um die Aktivität des Biokatalysators sicherzustellen, erfordert eine gewisse Struktur.

Enzyme wie auch andere Proteine werden durch Erhitzen, extreme pH-Werte, aggressive chemische Verbindungen zerstört.

Weitere Eigenschaften von Enzymen

Unter diesen Eigenschaften sind die folgenden Komponenten:

1. Stereospezifitat – die Bildung von nur einem Produkt.
2. Regioselektiv – bricht die chemische Bindung oder eine Gruppe Modifikation an nur eine Position.
3. Chemoselektivitat – Katalyse nur eine Reaktion.

arbeiten vor allem

Der Grad der Enzymspezifität variiert. Jedoch kann jedes Enzym immer aktiv auf einem bestimmten Substrat oder die Gruppe von Verbindungen in der Struktur ähnlich. Nicht-Protein-Katalysatoren weisen diese Eigenschaft nicht. Spezifität gemessener Bindungskonstante (mol / l), die bis zu 10 ^-10 mol / l sein kann. Arbeiten aktives Enzym schnell. Ein Molekül katalysiert die Tausenden-Millionen Instruktionen pro Sekunde. Der Grad der Beschleunigung biochemischer Reaktionen signifikant (1000-100,000 mal) höher als die herkömmlichen Katalysatoren.

Die Wirkung von Enzymen auf mehrere Mechanismen gebaut. Die einfachste Interaktion tritt mit einer Molekül-Substrat, gefolgt von der Bildung des Produkts. Die meisten Enzyme können 2-3 verschiedene Moleküle binden reagieren. Zum Beispiel ist die Übertragung von einem Atom oder eine Gruppe von einer Verbindung zu einem anderen oder einer doppelten Substitution an einem „Pingpong“. Bei diesen Reaktionen verbindet typischerweise ein Substrat, und die zweite funktionelle Gruppe wird durch das Enzym gebunden.

Die Untersuchung von Enzymwirkmechanismus erfolgt in einer Art und Weise:

1. Die Bestimmung Zwischen- und Endprodukte.
2. Untersuchungen der Struktur und der Geometrie der funktionellen Gruppen an das Substrat bindet und eine hohe Bereitstellung von Reaktionsgeschwindigkeit.
3. Mutationen in den Genen des Enzyms und Bestimmung von Änderungen in seiner Synthese und Aktivität.

Aktive und Bindungsstelle

Substratmolekül viel kleiner als das Protein ein Enzym ist. Daher ist die Bindung aufgrund einer geringen Anzahl an funktionellen Gruppen des Biokatalysators. Sie bilden die aktive Stelle, bestehend aus einer bestimmten Gruppe von Aminosäuren. In komplexen Proteinen in der Struktur der prosthetischen Gruppe vorhanden nonprotein Natur, die ebenfalls ein Teil des aktiven Zentrums sein kann.

Es sollte eine separate Gruppe von Enzymen, zuzuteilen. Sie haben in dem Molekül enthält das Coenzym Molekül dauerhaft Bindung und sind von ihm. Vollständig gebildet Protein-Enzym-Holoenzym genannt, und als ein Cofaktor Entfernen – Apoenzym. Als Coenzyme wirken oft Vitamine, Metalle, Derivate von stickstoffhaltigen Basen (NAD – Nicotinamidadenindinucleotid, FAD – Flavinadenindinucleotid, FMN – Flavinmononucleotid).

Bindungsstelle stellt eine spezifische Affinität zu dem Substrat. Aufgrund seines gebildeten Komplexes eines stabilen Substrat-Enzyms. Globule Struktur aufgebaut, um auf der Oberfläche der Nische (Schlitz oder Ausnehmung) einer bestimmten Größe zu sein, die die Bindung des Substrats zur Verfügung stellt. Diese Zone ist in der Regel in der Nähe des aktiven Zentrums befindet. Für einige Enzyme gibt es Bereiche mit Kofaktoren oder Metallionen zu verbinden.

Abschluss

Protein-Enzym spielt eine wichtige Rolle im Körper. Solche Substanzen katalysieren chemische Reaktionen für den Stoffwechsel verantwortlich sind – den Stoffwechsel. In jeder lebenden Zelle tritt ständig Hunderte von biochemischen Prozessen, die Reduktionsreaktionen, die Spaltung und die Synthese der Verbindungen. Fortsetzung die Oxidation von Substanzen mit einer großen Freisetzung von Energie. Sie wiederum ist auf die Bildung von Kohlenhydraten ausgegeben, Proteine, Fette und deren Komplexe. Die Spaltprodukte sind Strukturelemente für die Synthese der organischen Verbindungen erforderlich sind.