Die Funktion von Enzymen. Die Rolle des Enzyms im Körper

Enzyme – eine kugelförmige Proteine, die helfen, alle zellulären Prozesse zu übergeben. Wie alle Katalysatoren, können sie die Antwort nicht zurückdrehen, und werden verwendet, um es zu beschleunigen.

Die Lokalisierung von Enzymen in der Zelle

In der Zelle sind die einzelnen Enzyme, die normalerweise enthalten und arbeiten in einer streng definierten Organellen. Die Lokalisierung von Enzymen wird direkt auf die Funktion bezogen, die in der Regel den Zellenstandort durchführt.

Fast alle der Enzyme der Glykolyse im Zytoplasma. Enzyme Krebs-Zyklus – in der mitochondrialen Matrix. Die Wirkstoffe in den Lysosomen der Hydrolyse enthalten ist.

Bestimmte Gewebe und Organe von Tieren und Pflanzen sind nicht nur auf einer Reihe von Enzymen, sondern auch für ihre Tätigkeit. Diese Funktion Stoffe klinisch bei der Diagnose von bestimmten Krankheiten verwendet.

Darüber hinaus gibt es altersspezifische Merkmale der Tätigkeit und eine Reihe von Enzymen in den Geweben. Sie sind am deutlichsten sichtbar in der Zeit der embryonalen Entwicklung, wenn die Gewebedifferenzierung.

Nomenklatur von Enzymen

Es gibt verschiedene Systeme des Titels, von denen jede Rechnung in unterschiedlichem Ausmaß der Eigenschaften des Enzyms führt.

• Trivial. Die Namen der Substanzen werden zufällige Zeichen gegeben. Zum Beispiel Pepsin (pepsis -. "Verdauung", Gr) und Trypsin (Tripsis – "verdünnt" die griechischen.)
• Rational. Der Name des Enzyms wird von dem Substrat und das Ende von „-ase“ zusammengesetzt ist. Zum Beispiel beschleunigt die Amylase die Hydrolyse von Stärke (Amylo -. „Stärke“, griechisch).
• Moskau. Es wurde 1961 von der Internationalen Kommission für die Nomenklatur von Enzymen an dem V Internationalen Biochemical Kongress angenommen. Titelsubstanz besteht aus einem Substrat und die Reaktion zusammengesetzt, die (beschleunigten) durch das Enzym katalysiert wird. Wenn die Funktion von Enzymen, eine Gruppe von Atomen von einem Moleküle (Substrat) zu einem anderen zu übertragen ist (der Akzeptor) enthält Katalysator den Namen und die chemischen Namen des Akzeptors. Zum Beispiel nimmt an der Aminogruppe Transferreaktion von Alanin zu 2-oksiglutarovuyu Säure Enzym Alanin: 2-oksoglutarataminotransferaza. Der Name spiegelt:
• Substrat – alanin;
• Akzeptor – 2-Oxoglutarsäure;
• Amino in der Reaktion toleriert.

Internationale Kommission hat eine Liste aller bekannten Enzyme zusammengestellt, die ständig aktualisiert wird. Dies ist auf die Entdeckung neuer Substanzen.

Klassifizierung von Enzymen

Teile Enzyme in Gruppen auf zwei Arten. Die erste bietet zwei Stoffklassen:

• einfach – nur aus Protein;
• Komplex – mit einem Protein Teil (Apoenzym) und Nicht-Protein namens Coenzym.

Vitamine können in dem nicht-Proteinteil des Enzymkomplexes enthalten sein. Wechselwirkungen mit anderen Substanzen erfolgt durch das aktive Zentrum. Gesamtenzymmolekül beteiligt sich nicht an dem Prozess.

Eigenschaften von Enzymen, wie auch andere Proteine, sind durch ihre Struktur bestimmt. In Abhängigkeit von den Katalysatoren ist es nur ihre Reaktion beschleunigen.

Das zweite Klassifizierungsverfahren teilt die Tat, welche Funktion von Enzymen durchgeführt wird. Das Ergebnis ist sechs Klassen:

• Oxidoreduktase;
• Transferase;
• Hydrolase;
• Isomerase;
• Lyase;
• Ligase.

Diese konventionelle Gruppe, sie unterscheiden sich nicht nur in der Art der Reaktionen, die Enzyme enthalten in ihnen zu regulieren. In Substanzen verschiedener Gruppen der Struktur ist anders. Und die Funktion von Enzymen in der Zelle, kann daher nicht das gleiche sein.

Oxidoreduktasen – Redox

Die Hauptfunktion der ersten Gruppe von Enzymen – Beschleunigung der Oxidations-Reduktions-Reaktionen. Ein charakteristisches Merkmal: die Fähigkeit, eine Kette von oxidativen Enzymen zu bilden, in dem die Übertragung von Elektronen oder Wasserstoffatom von dem ersten Substrat zu dem letzten Akzeptor. Diese Verbindungen sind nach dem Prinzip des Betriebes getrennt oder bei der Arbeit in der Reaktion.

1. Aerobic-Dehydrogenase (Oxidase) beschleunigt Übertragung von Elektronen oder Protonen direkt mit den Sauerstoffatomen. Anaerobe führt auch die gleiche Wirkung, aber in den Reaktionen, die ohne Übertragung von Elektronen oder Wasserstoffatom an Sauerstoffatomen auftreten.
2. Primäre Dehydrogenase katalysierten Verfahren Entzugswasserstoffatome aus oxidierbaren Stoffen (das Primärsubstrat). Secondary – Beschleunigung der Entfernung von Wasserstoffatomen aus einem sekundären Substrat wurden unter Verwendung von primären dehydrogenase hergestellt.

Ein weiteres Merkmal: ein Zweikomponenten-Katalysator mit einer sehr begrenzten Menge von Coenzym (aktiver Gruppe) ist, kann sie den Satz von einer Vielzahl von Oxidations-Reduktions-Reaktionen beschleunigen. Dies wird durch eine große Anzahl von Varianten erreicht: die gleiche Coenzym an verschiedenen apofermentami haftet. In jedem Fall ein besonders mit seinen eigenen Eigenschaften Oxidoreduktase.

Es ist ein weiteres Merkmal dieser Gruppe von Enzymen, die zu erwähnen, können nicht umhin, – sie chemische Prozesse mit der Freisetzung von Energie verbunden beschleunigen. Solche Reaktionen sind exotherm genannt.

Transferase – Träger

Diese Enzyme wirken als Beschleunigungstransferreaktionen Molekülreste und funktionelle Gruppen. Zum Beispiel, Phosphofructokinase.

Zuteilen acht Gruppen von Katalysatoren, bezogen auf die tolerierbare Gruppe. Betrachten wir nur einige von ihnen.

1. Phosphotransferase – helfen Rückstände übertragen von Phosphorsäure. Sie werden in Unterklassen unterteilt nach dem Ziel (Alkohol, Carbonsäure, etc.).
2. Aminotransferase – Beschleunigung der Reaktion von Aminosäuren Transaminierung.
3. Glycosyl – übertragen Glycosylreste der Moleküle Moleküle von Phosphorsäureestern von Mono- und Polysacchariden. Stellt eine Zersetzungsreaktion und die Synthese von Oligo- oder Polysacchariden, in Pflanzen und tierischen Organismen. Zum Beispiel nehmen sie bei der Umsetzung von Saccharose Zusammenbruch.
4. Acyltransferase Reste von Carbonsäuren zu Aminen übertragen, Alkohole und Aminosäuren. Acyl-Coenzym-A ist eine vielseitige Quelle von Acylgruppen. Es kann als eine aktive Gruppe von Acyltransferasen in Betracht gezogen werden. Am häufigsten Acyl- Essigsäure toleriert.

Hydrolase – unter Beteiligung von Wasser verdaut

In dieser Gruppe von Enzymen fungieren als Katalysatoren für die Spaltungsreaktionen (Synthese weniger) von organischen Verbindungen, bei dem Wasser beteiligt ist. Stoffe dieser Gruppe sind in Käfigen und im Verdauungssaft gehalten. Katalysatoren Molekül im Gastrointestinaltrakt ist aus einer einzigen Komponente zusammengesetzt ist.

Ort der Lokalisation dieser Enzyme sind Lysosomen. Sie führen Schutzfunktionen von Enzymen in der Zelle: cleave Fremdstoffe, die durch die Membran durchlaufen haben. Sie verbrauchen auch jene Substanzen, die nicht mehr Zelle benötigt werden, für die die Lysosomen Hygiene genannt wurden.

Ein weiteres ihrer „Spitznamen“ – der zellulären Selbstmord, da sie das wichtigste Instrument für die Zell Autolyse sind. Wenn es eine Infektion war, hat Entzündungsprozess begonnen, wird die Membran durchlässig und lysosomale Hydrolase aus in das Zytoplasma, alles in seinem Weg zerstört und die Zelle zu zerstören.

Geteilt von mehreren Arten von Katalysatoren aus dieser Gruppe:

• Esterase – verantwortlich für die Hydrolyse von Estern von Alkoholen;
• Glycosidase – Beschleunigung der Hydrolyse von Glykosiden, je nachdem, welches Isomer sie arbeiten, emittieren α- oder β-Glycosidase;
• Peptid-Hydrolase – verantwortlich für die Hydrolyse von Peptidbindungen in Proteinen und unter bestimmten Bedingungen und für ihre Synthese, aber diese Methode ist in der Proteinsynthese in lebenden Zellen, die nicht verwendet werden;
• Amidase – verantwortlich für die Hydrolyse von Amiden, beispielsweise Urease katalysiert die Zersetzung von Harnstoff zu Ammoniak und Wasser.

Isomerase – Molekül Umwandlung

Diese Substanzen beschleunigen Veränderungen innerhalb eines Moleküls. Sie können strukturelle oder geometrische sein. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen:

• Übertragung von Wasserstoffatomen;
• Bewegen einer Phosphatgruppe;
• Standortwechsel von Atomgruppierungen im Raum;
• die Bewegung der Doppelbindung.

Die Isomerisierung kann mit organischen Säuren, Kohlenhydraten oder Aminosäuren ausgesetzt werden. Isomerase können Aldehyde und Ketone umwandeln, umgekehrt, rekonstruiert die cis-Form in eine trans-Form und zurück. Um besser zu verstehen, welche Funktion durch die Enzyme dieser Gruppe durchgeführt wird, müssen Sie die Unterschiede Isomere kennen.

Lyase Reiß Verbindung

Diese Enzyme beschleunigen nichthydrolytisches Zersetzung von organischen Verbindungen Beziehungen:

• Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen;
• Phosphor-Sauerstoff;
• Kohlenstoff-Schwefel;
• Kohlenstoff-Stickstoff;
• Kohlenstoff-Sauerstoff.

In diesem Fall enthält solch einfachen Produkten wie Kohlendioxid, Wasser, Ammoniak und geschlossene Doppelbindungen. Nur wenige dieser Reaktionen können in der entgegengesetzten Richtung gehen, für die dieses Verfahren auf die Enzyme unter geeigneten Bedingungen entsprechen, die nicht nur die Auflösung katalysieren, aber die Synthese.

Klassifizierung Lyase tritt Verbindungsart, sie brechen. Sie sind komplexe Enzyme.

Ligase vernetzt

Die Hauptfunktion der Enzyme dieser Gruppe – die Beschleunigung der Synthesereaktionen. Ihre Besonderheit – die Schaffung Konjugation mit Zerfall von Substanzen, die das Gebens Prozessenergie für Biosynthese-fähig sind. Es gibt sechs Divisionen durch Verbindungsart gebildet. Fünf von ihnen sind gleich Subgruppen Lyasen, und die sechste ist für die Einrichtung Kommunikation „stickstoff Metall“.

Einige Ligasen sind in einer besonders wichtigen Zellprozessen beteiligt. Zum Beispiel kann eine DNA – Ligase an der Replikation beteiligt von Desoxyribonukleinsäure. Sie näht eingekerbt neue Phosphodiesterbindungen zu schaffen. Sie war es, die Okazaki-Fragmente verbindet.

Das gleiche Enzym wird in der Gentechnik weit verbreitet. Es ermöglicht es Wissenschaftlern zu vernetzen das DNA – Molekül der notwendigen Teile von ihnen eine einzigartige Kette von Desoxyribonucleinsäure zu schaffen. Sie können alle Informationen legen, so dass eine Fabrik für die Produktion von Proteinen zu schaffen. Beispielsweise ist es möglich, ein Stück DNA eines Bakteriums, die für die Insulinsynthese zu nähen. Und wann wird die Zelle ihre eigenen Proteine übertragen, sie zugleich lassen Sie uns für medizinische Zwecke benötigt machen und Mineralien. Es bleibt nur noch zu klären, und es wird viele kranken Menschen helfen.

Die große Rolle des Enzyms im Körper

Sie können erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit mehr als das Zehnfache. Es ist wichtig für die normale Zellaktivität. Ein Enzym mit bei jeder Reaktion. Daher ist die Funktion von Enzymen im Körper unterschiedlich wie alle auftretenden Prozesse. Eine Störung dieser Katalysatoren führt zu schweren Folgen.

Enzyme sind weit verbreitet in der Lebensmittel-, Leichtindustrie, Medizin: für die Herstellung von Käse verwendet, Wurst, Konserven, ist enthalten in Waschmittelpulvern. Sie werden auch bei der Herstellung von fotografischen Materialien verwendet.