Sisu
- Mis on katalüsaator?
- Ensüüm: määratlus ja avastus
- Ensüümi põhitõed
- Ensüümi aktiivsus
- Hästi tuntud ensüümid
- Ensüümide nomenklatuur
- Ensüümiklassid
Ensüümid on molekulid, täpsemalt valgud, mis aitavad koostisosade (reagendid ja tooted) vastasmõjul biokeemilisi reaktsioone kiirendada, muutmata neid püsivalt. Seda hõlbustusprotsessi nimetatakse katalüüsja vastavalt, ensüümid ise identifitseeritakse kui katalüsaatorid.
Ensüümidel, nagu paljudel mikrobioloogiamaailma mängijatel, võivad olla pikad ja kohmakad nimed, peaaegu kõik lõpevad "-ase". Kuid kui olete tuttav formaalse süsteemiga, milles ensüüme nimetatakse, saate lahti paljusid mõistatusi antud ensüümide funktsiooni kohta, teadmata täpselt, millist reaktsiooni see ensüüm katalüüsib.
Mis on katalüsaator?
Kõneliselt on katalüsaatoriks üksus, mis parandab antud ettevõtmise voogu, tõhusust või mõjusust. Kui olete korvpallitreener ja teate, et antud populaarse mängija mängu panemine vabastab rahva ja kogu meeskonna, siis kasutate katalüsaatori olemasolu.
Inimkatalüsaatorid panevad asjad juhtuma ja nad kipuvad ka neid ümbritsevaid inimesi nägema ka maksimaalselt vilunud. Samal viisil võivad bioloogilised katalüsaatorid muuta teatavad biokeemilised protsessid peaaegu automaatseteks, kui tegelikult need protsessid takerduvad ja liiguvad edasi ensüümi puudumisel kindluseta järelduse poole.
Katalüsaatoreid ei kirjutata sageli selle keemilise reaktsiooni valemisse, milles see osaleb, kuna definitsiooni järgi katalüsaator ei muutu reaktsiooni lõpus selle algsest vormist.
Ensüüm: määratlus ja avastus
1870. aastate lõpuks oli kindlaks tehtud, et miski pärmis võib suhkruallikaid põhjustada alkohoolseteks jookideks kiiremini kui spontaanselt, ja et sama põhimõte käärimine juustu laagerdumisel.
Jättes õigetes tingimustes üksi, võivad mõned mädanenud puuviljad lõpuks põhjustada etüülalkoholi moodustumist. Pärmi lisamine ei kiirenda mitte ainult kääritamist, vaid annab kogu keemilise reaktsiooni jaoks nii ennustatavuse kui ka kontrolli määra.
"Ensüüm" on kreeka sõnast "pärmiga". Tänapäeval viidatakse sellele bioloogiline organismides leiduvad katalüsaatorid või ained, mida toodetakse nii elussüsteemis kui ka nende kasuks.
Ensüümi põhitõed
Kõigi ensüümide peamine ülesanne on rakus toimuvate metaboolsete protsesside katalüüsimine. Formaalsem ensüümimääratlus täpsustab, et ensüüm ei pea mitte ainult reageerima elusas rakus toimuvatele reaktsioonidele, vaid selle on loonud ka organism - sama või erinev - organism.
Üksikuid ensüüme saab kirjeldada nende alusel eripära. See näitab, kui eksklusiivne ensüümide suhe on selle ensüümidega substraat või substraadid. Substraadid on molekulid, millega ensüümid seonduvad, tavaliselt reagendid. Kui ensüüm seob ühes reaktsioonis ainult ühte substraati, tähendab see absoluutne eripära. Kui ensüüm võib seonduda paljude erinevate, kuid keemiliselt sarnaste substraatidega, on ensüümil olemas Grupp eripära.
Ensüümi aktiivsus
Kui hästi ensüümid toimivad - see tähendab, kui palju suudavad nad neutraalsete tingimustega võrreldes nende sihitud reaktsioone mõjutada - sõltub paljudest teguritest. Nende hulka kuulub temperatuur ja happesus, mis mõjutavad kõigi valkude, mitte ainult ensüümide stabiilsust.
Nagu arvata võiks, võib substraadi koguse suurendamine suurendada reaktsiooni kiirust, kui ensüüm pole juba "küllastunud"; ensüümide lisamine võib vastupidiselt kiirendada reaktsiooni antud substraaditasandil ja võimaldada lisada rohkem substraati ilma, et see ületaks tootmise ülemmäära.
Substraadi kadumise kiirus (ja reagendi välimus) reaktsioonides, milles osalevad ensüümid, ei ole lineaarne, vaid pigem aeglustub, kuna reaktsioon läheneb lõpule. Seda tähistab kontsentratsiooni graafik aja suhtes allapoole suunatud kaldega, mis aja möödudes muutub järk-järgult.
Hästi tuntud ensüümid
Peaaegu igas ensüümide loendis, mis sisaldab kõige tuntumaid ja paremini uuritud ensüüme, on peaaegu kindlasti katalüsaatoreid glükolüüsi, sidrunhappe (s.o Krebsi või trikarboksüülhappe) tsüklis või mõlemas. Need protsessid, mis kõik koosnevad mitmest individuaalsest reaktsioonist, hõlmavad glükoosi lagunemist püruvaadiks raku tsütoplasmas ja püruvaadi muundamist pöörlevaks vaheühenditeks, mis võimaldavad lõpuks aeroobset hingamist.
Kaks ensüümi, mis on seotud glükolüüsi varajases osas, on glükoos-6-fosfataas ja fosfofruktokinaas, arvestades, et tsitraadi süntaas on sidrunhappetsükli peamine tegur.
Kas oskate ennustada, mida need ensüümid nende nime põhjal teha võivad? Kui ei, proovige umbes viie minuti pärast uuesti.
Ensüümide nomenklatuur
Ensüümi nimi ei pruugi kergendada keelt, kuid selline on keemia omahind. Enamik nimesid koosneb kahest sõnast, millest esimene identifitseerib substraadi, millel ensüüm toimib, ja teine tähistab kaasuvat reaktsiooni tüüpi (selle teise atribuudi kohta lähemalt järgmises jaotises).
Ehkki valdav arv ensüümide nimetusi lõpeb "-aasiga", ei ole paljud olulised ja hästi uuritud ensüümide nimed lõppenud. Mis tahes ensüümide loetelu, mis on seotud inimese seedimisega, sisaldab trüpsiin ja pepsiin. Ensüümi järelliide "-ase" ei tähenda iseenesest midagi muud kui asjaolu, et kõnealune valk on tegelikult ensüüm ja see ei käsitle funktsionaalseid üksikasju.
Ensüümiklassid
Seal on kuus peamist ensüümide klassi, mis on funktsioonide alusel jagatud kategooriatesse. Enamik neist klassidest hõlmab ka alamklasse. Nende nimed on abiks nende tegemisel, kuid ainult siis, kui oskasite mõnda Kreeka või Ladina keelt.