Რა არის ფუნქცია ფერმენტის ცილის? ფერმენტული ფუნქცია ცილა: მაგალითები

მუშაობა ჩვენი ორგანო - ძალიან რთული პროცესია, რომელშიც მილიონობით საკნები ჩართული, ათასობით სხვადასხვა ნივთიერებები. მაგრამ არსებობს ერთი ტერიტორია, რომელიც მთლიანად დამოკიდებული კონკრეტული ცილა, რომლის გარეშეც ადამიანის ან ცხოველის ცხოვრება იქნება სრულიად შეუძლებელია. როგორც თქვენ ალბათ მიხვდა, ჩვენ ვსაუბრობთ ახლა შესახებ ფერმენტები.

დღეს ჩვენ განვიხილავთ ფერმენტული ფუნქცია ცილები. ეს არის ძირითადი ფართობი ბიოქიმია.

მას შემდეგ, რაც საფუძველს ამ ნივთიერებების ძირითადად ცილა, მაშინ ისინი შეიძლება ჩაითვალოს მათ მიერ. თქვენ უნდა იცოდეს, რომ პირველად ფერმენტების აღმოჩენილ იქნა 30-მე -19 საუკუნეში, მხოლოდ მეცნიერები ზე მეტი საუკუნის, რათა მივიდეს მეტნაკლებად ერთიანი განმარტება მათთვის. ასე რომ, რა ფუნქცია ხორციელდება ცილის ფერმენტების? ამ, ისევე, როგორც მათი სტრუქტურა და რეაქცია მაგალითები თქვენ შეისწავლით ამ სტატიაში.

თქვენ უნდა გვესმოდეს, რომ არა ყველა ცილის შეიძლება ფერმენტის, თუნდაც თეორიულად. გლობულური ცილების მხოლოდ სახით, რომელსაც შეუძლია exhibiting კატალიზური აქტივობა მიმართებაში სხვა ორგანული ნაერთები. როგორც ყველა ბუნებრივი ნაერთების ამ კლასში, ფერმენტების შედგება ამინომჟავის ნარჩენები. გაითვალისწინეთ, რომ ფერმენტული ფუნქცია ცილებს (მაგალითები, რომელიც იქნება სტატიაში) შეიძლება შესრულდეს მხოლოდ ერთი, რომლის მოლური მასა მცირეა 5000.

რა არის ფერმენტი, თანამედროვე განმარტება

ფერმენტების - a კატალიზატორი ბიოლოგიური წარმოშობის. მათ აქვთ უნარი დააჩქაროს რეაქცია, იმის გამო, რომ მჭიდრო კონტაქტში reactants (substrates). შეიძლება ითქვას, რომ ფერმენტული ფუნქცია ცილები - პროცესი გარკვეული კატალიზის ბიოქიმიური რეაქცია, რომელიც უნიკალურია ცოცხალი ორგანიზმი. მხოლოდ მცირე ნაწილი შეიძლება გამრავლება ლაბორატორიაში.

აღსანიშნავია, რომ ამ სფეროში გარკვეული გარღვევა ბოლო წლების განმავლობაში. მეცნიერებმა თანდათან მოვა ახლოს ხელოვნური ფერმენტების, რომ შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ ეკონომიკური მიზნებისათვის, არამედ მედიცინაში. ეს არის განვითარებული ფერმენტები, რომ ეფექტურად განადგურება კი მცირე სფეროებში incipient კიბოს.

რომელი ნაწილები ფერმენტის უშუალოდ ჩართული რეაქცია?

გაითვალისწინეთ, რომ კონტაქტში სუბსტრატს არ მოიცავს მთელ სხეულზე ფერმენტის, მაგრამ მხოლოდ მცირე ნაწილი, რომელსაც ეწოდება აქტიური საიტზე. ეს არის მათი ძირითადი ქონების შევსებადობას. ეს კონცეფცია გულისხმობს, რომ ფერმენტის იდეალურად შეეფერება სუბსტრატის სახით და მათი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები. შეიძლება ითქვას, რომ ფუნქცია ფერმენტების ამ შემთხვევაში ასეთია:

• მათი წყალი მოდის ქვემოთ ჭურვი ზედაპირზე.
• არსებობს გარკვეული დეფორმაციის (პოლარიზაცია, მაგალითად).
• მას შემდეგ, რაც ისინი მოწყობილი სპეციალური გზა სივრცეში, ხოლო მოძრავი დაახლოება ერთმანეთთან.

ეს ფაქტორი იწვევს დაჩქარება რეაქცია. ახლა, მოდით, რათა შედარებით შორის ფერმენტების და არაორგანული კატალიზატორები.

შედარების შესრულება	ფერმენტების	არაორგანული კატალიზატორები
დაჩქარების წინ და საპირისპირო რეაქცია	იგივე	იგივე
სპეციფიკა (არატრადიციული)	განკუთვნილია მხოლოდ კონკრეტული ტიპის მასალა, მაღალი სპეციფიკურობა	შეიძლება იყოს უნივერსალური, დაჩქარება რამდენიმე მსგავსი რეაქცია
რეაგირების სიჩქარე	გაზრდის ინტენსივობის რეაქცია რამდენიმე მილიონი ჯერ	აჩქარება ასობით და ათასობით ჯერ
რეაქცია სითბოს	რეაქცია მიდის "არ", რადგან მთლიანი ან ნაწილობრივი denaturation ცილები ჩართული	როდესაც თბება, ყველაზე კატალიზური რეაქციების არაერთხელ დააჩქარა

როგორც ხედავთ, ფერმენტული ფუნქცია ცილების მოითხოვს სპეციფიკას. თავისთავად ასევე, რომ ბევრი ამ ცილა აქვს ასევე სახეობის კონკრეტული. მარტივად რომ ვთქვათ, ადამიანის ფერმენტების ძლივს შესაფერისი Guinea Pig.

მნიშვნელოვანი ინფორმაცია სტრუქტურა ფერმენტების

სტრუქტურა ამ ნაერთების იზოლირებულია დაუყოვნებლივ სამ დონეზე. პირველადი სტრუქტურა შეიძლება განსაზღვრული ამინო მჟავა ნარჩენები, რომლებიც ნაწილი ფერმენტები. მას შემდეგ, რაც ფერმენტული ფუნქცია ცილების, მაგალითები, რომლებიც ჩვენ არაერთხელ ციტირებული ამ მუხლის, შეიძლება განხორციელდეს მხოლოდ გარკვეული კატეგორიის ნაერთების, მათი იდენტიფიცირება სწორედ ამ საფუძველზე საკმაოდ რეალური.

რაც შეეხება საშუალო დონის, აქსესუარები მასთან განისაზღვრება საშუალებით დამატებითი ტიპის ობლიგაციები, რომ შეიძლება მოხდეს შორის ამინომჟავის ნარჩენები. ეს ურთიერთობა წყალბადის, ელექტროსტატიკური, hydrophobic, და ვან დერ Waals ურთიერთქმედების. შედეგად დაძაბულობა გამოიწვიოს ეს კავშირები სხვადასხვა კუთხეში ფერმენტების მიერ წარმოებული α-helix, მარყუჟის და β-ბოჭკო.

მესამეული სტრუქტურა არის შედეგი იმისა, რომ შედარებით დიდი ნაწილი პოლიპეპტიდური ჯაჭვი უბრალოდ ჩამოყაროს კარტები. შედეგად ბოჭკო მოუწოდა დომენები. და ბოლოს, საბოლოო ჩამოყალიბება ამ სტრუქტურის ხდება მხოლოდ მას შემდეგ, რაც სტაბილური ურთიერთქმედების შორის ჩამოყალიბდა სხვადასხვა სფეროში. უნდა გვახსოვდეს, რომ ფორმირების დომენები თავად აპირებს სრულიად დამოუკიდებლად ერთმანეთისგან.

ზოგიერთი domain მახასიათებლები

როგორც წესი, პოლიპეპტიდური ჯაჭვი, რომელიც მათ იქმნება, შედგება დაახლოებით 150 ამინომჟავის ნარჩენები. როდესაც დომენები ურთიერთქმედება ერთმანეთს, ჩამოყალიბდა Globule. წლიდან ფუნქცია ხორციელდება ფერმენტული აქტიური საიტები, მათ საფუძველზე, უნდა გვესმოდეს, რომ მნიშვნელოვანია ამ პროცესში.

დომენის თავად ახასიათებს იმისა, რომ შორის ამინომჟავის ნარჩენები თავის სტრუქტურაში არსებობს უამრავი ურთიერთქმედების. მათი რიცხვი გაცილებით მაღალია იმ რეაქცია შორის თავად დომენები. ამდენად, ღრუს, მათ შორის შედარებით "დაუცველი" ქმედებებზე სხვადასხვა ორგანულ გამხსნელებში. მოცულობა ბრძანებით 20-30 კუბური Angstrom, რომელიც შეესაბამება რამდენიმე წყლის მოლეკულების. სხვადასხვა დომენები ხშირად სრულიად უნიკალური სამგანზომილებიანი სტრუქტურა, რომელიც უკავშირდება შესრულების სრულიად განსხვავებული ფუნქციები.

აქტიური საიტები

როგორც წესი, აქტიური საიტები განლაგებულია მკაცრად შორის დომენები. შესაბამისად, თითოეული რომელიც უკრავს ძალიან მნიშვნელოვანი როლი, რა თქმა უნდა რეაქცია. იმის გამო, რომ ამ შეთანხმებას დომენები ი მნიშვნელოვანი მოქნილობა, მობილურობა ფართობი ფერმენტის. ეს არის ძალიან მნიშვნელოვანი, რადგან ფერმენტული ფუნქცია ხორციელდება მხოლოდ იმ ნაერთების, რომელიც შეიძლება ღირსეულად შეცვალოს თავისი სივრცის პოზიცია.

შორის პოლიპეპტიდური ბონდის სიგრძე ორგანიზმში ფერმენტ და რამდენად რთული ფუნქციები ისინი შესრულებული, არ არის პირდაპირი ბმული. გართულება როლი ორივე მიიღწევა ფორმირების აქტიური საიტი რეაქცია შორის კატალიზური დომენი და გამო ფორმირების სრულიად ახალი დომენები.

ზოგიერთი ცილა, ფერმენტების (მაგალითები - lysozyme და გლიკოგენის) შეიძლება განსხვავდება დიდად ზომის (129 და 842 ამინომჟავის ნარჩენები, შესაბამისად), მიუხედავად იმისა, რომ ეს რეაქცია კატალიზებულ გახლეჩის ქიმიური ობლიგაციები იმავე ტიპის. განსხვავება ის არის, რომ უფრო მასიური და დიდი ფერმენტების უკეთ გააკონტროლოს თავისი პოზიცია სივრცეში, რომელიც უზრუნველყოფს უფრო მეტ სტაბილურობას და სიჩქარე რეაქცია.

მთავარი კლასიფიკაცია ფერმენტების

ამჟამად მიღებული და გავრცელებულია მსოფლიოს არის სტანდარტული კლასიფიკაცია. მისი თქმით, იგი დგას ექვსი ძირითადი კლასების, შესაბამისი subclasses. ჩვენ მიგვაჩნია, რომ მხოლოდ ძირითადი. აქ არიან:

1. Oxidoreductases. ფუნქცია ფერმენტების ამ შემთხვევაში - სტიმულირების რედოქს რეაქცია.

2. ტრანსფერაზებისათვის. შეიძლება შეასრულოს გადაცემის substrates შორის შემდეგი ჯგუფები:

• ერთი ნახშირბადის ერთეული.
• რჩება ალდეჰიდები და კეტონები.
• Acyl და გლიკოზურ კომპონენტები.
• ალკილი (როგორც გამონაკლისი ვერ აგებს CH3) ნარჩენები.
• აზოტოვანი ბაზები.
• ჯგუფების შემცველი ფოსფორის.

3. Hydrolases. ამ შემთხვევაში, ფერმენტული ფუნქცია გაჰყვნენ ცილები შემდეგი სახის ნაერთების:

• ეთერები.
• გლიკოზიდები.
• ეთერები და thioesters.
• პეპტიდების ტიპის ობლიგაციები.
• მიზეზი ტიპის CN (გარდა იმავე პეპტიდი).

4. Lyases. შეუძლია disengaging ჯგუფების ჩამოყალიბების შემდეგ ორმაგი ბონდის. გარდა ამისა, არ შეიძლება შეასრულოს შებრუნებული პროცესი: გაწევრიანების შერჩეული ჯგუფების გაორმაგებას ობლიგაციები.

5. Isomerases. ამ შემთხვევაში, ფერმენტული ფუნქცია ცილების ართულებს იზომერული კატალიზის რეაქცია. ამ ჯგუფში შედის შემდეგი ფერმენტები შედის:

• Racemase, epimerase.
• Tsistransizomerazy.
• შიდამოლეკული oxidoreductases.
• შიდამოლეკული ტრანსფერაზებისათვის.
• შიდამოლეკული lyase.

6. Ligases (სხვაგვარად ცნობილია როგორც სინთეტაზის). ისინი გამოიყენება გაყოფა ATP ხოლო ფორმირების კავშირები.

ეს არის მარტივი შეამჩნია, რომ ფერმენტული ფუნქცია ცილების არის ძალიან მნიშვნელოვანი, რადგან ისინი გარკვეულწილად კონტროლის პრაქტიკულად ყველა რეაქცია მიმდინარეობს ყოველ მეორე თქვენი სხეულის.

რა რჩება ფერმენტის შემდეგ ურთიერთქმედება სუბსტრატს?

ხშირად, ფერმენტის არის ცილის globular წარმოშობის, აქტიური ცენტრში, რომელიც წარმოდგენილია მისი იმავე ამინომჟავის ნარჩენები. ყველა სხვა შემთხვევაში, ცენტრში ნაწილი მყარად არის დაკავშირებული, რომ პროთეზის ჯგუფის ან coenzyme (ATP, მაგალითად), ურთიერთობა გაცილებით სუსტია. კატალიზატორი მოუწოდა holoenzyme და მისი ნარჩენების, შემდეგ მოხსნა ჩამოყალიბდა ATP apoenzyme.

შესაბამისად, ამ ფუნქციის ფერმენტების კლასიფიცირდება შემდეგ ჯგუფებზე:

• Simple ჰიდროლაზები, lyase და იზომერაზის, რომელიც, როგორც წესი, არ შეიცავს coenzyme ბაზა.
• ფერმენტი ცილებს (მაგალითები - ზოგიერთი ტრანსამინაზების), რომელიც შედგება პროთეზის ჯგუფის (lipoic მჟავა, მაგალითად). ამ ჯგუფში შედის ბევრი peroxidase.
• Enizmy რისთვისაც საჭირო coenzyme რეგენერაციას. ესენია kinases, ისევე, როგორც ყველაზე oxidoreductases.
• სხვა კატალიზატორები, შემადგენლობა, რომელიც ჯერ კიდევ არ არის სრულად შესწავლილი.

ყველა ნივთიერება, რომლებიც ნაწილი პირველი ჯგუფის, ფართოდ გამოიყენება კვების მრეწველობის. ყველა სხვა კატალიზატორები მოითხოვს ძალიან კონკრეტული პირობები მისი გააქტიურება, და ამიტომ მხოლოდ მუშაობის ორგანო, ან ზოგიერთ ლაბორატორიული ექსპერიმენტი. ამდენად, ფერმენტული ფუნქცია - ეს არის ძალიან კონკრეტული რეაქცია, რომელიც შედგება სტიმულირების (catalysis) რეაქცია გარკვეული სახის კარგად განსაზღვრული პირობების ადამიანის ან ცხოველის ორგანიზმში.

რა ხდება აქტიური საიტი, ან რატომ ფერმენტების მუშაობა იმდენად ეფექტურად?

ჩვენ არაერთხელ განაცხადა, რომ გავიგოთ, ფერმენტული კატალიზის შექმნის აქტიური ცენტრში. ეს არის, რომ კონკრეტული სავალდებულო სუბსტრატს, რომელიც ასეთ პირობებში უფრო აქტიური რეაგირება. იმისათვის, რომ გაიგოს, თუ სირთულის რეაქცია იქ განხორციელებული მისცეს მარტივი მაგალითი რომ მოხდეს გლუკოზა ფერმენტაცია, აუცილებელია კიდევ 12 ფერმენტები, თანაბრად რთული ურთიერთქმედების შესაძლებელი გახდება მხოლოდ იმის გამო, რომ ცილის, რომელიც ასრულებს ფერმენტული ფუნქცია აქვს უმაღლესი ხარისხი სპეციფიკას.

სახის ფერმენტების სპეციფიკა

ეს არის აბსოლუტური. ამ შემთხვევაში, სპეციფიკის არის ნაჩვენები მხოლოდ ერთი, მკაცრად განსაზღვრული ტიპის ფერმენტის. ამდენად, ურეაზა ურთიერთქმედებს მხოლოდ შარდოვანა. ლაქტოზას რძე, როგორც ეს შედის რეაქცია ნებისმიერ პირობებში. ეს არის ის, რაც ფუნქცია ხორციელდება ცილები, ფერმენტების სხეულში.

გარდა ამისა, ჯგუფი არ არის იშვიათია აბსოლუტური სპეციფიკას. როგორც შეიძლება გაგებული სახელით, ამ შემთხვევაში არ არის "receptivity" მკაცრად კლასის ორგანული ნაერთების (ეთერები, მათ შორის კომპლექსური სპირტი და ალდეჰიდები). მაგალითად, pepsin, რომელიც არის ერთ-ერთი ძირითადი ფერმენტებს კუჭის, მხოლოდ აჩვენებს სფეციფიკურობის ჰიდროლიზის პეპტიდური ობლიგაციები. Alcohol dehydrogenase ურთიერთქმედებს მხოლოდ სპირტი და laktikodegidraza გაყოფილი არაფერი, გარდა alpha-ჰიდროქსი მჟავებს.

ეს ხდება ასევე, რომ ფერმენტული ფუნქცია დამახასიათებელი კონკრეტული ჯგუფი, ნაერთების, მაგრამ გარკვეულ პირობებში, ფერმენტების შეიძლება იმოქმედოს საკმაოდ განსხვავდება მათი მთავარი "მიზანი" ნივთიერება. ამ შემთხვევაში, კატალიზატორი "ტენდენცია" გარკვეული კლასის ნივთიერებების, მაგრამ გარკვეულ პირობებში მას შეუძლია მიეკრობა და სხვა ნაერთების (არ არის აუცილებელი ექვივალენტი). თუმცა, ამ შემთხვევაში, რეაქცია წავა ბევრად უფრო ნელა.

საყოველთაოდ ცნობილია, რომ უნარი trypsin იმოქმედოს peptide ობლიგაციები, მაგრამ რამდენიმე ადამიანი ვიცი, რომ ამ ცილის, რომელიც ახორციელებს ფუნქცია ფერმენტის ნაწლავის ტრაქტის, შეიძლება კარგად რეაგირებს სხვადასხვა ester ნაერთები.

და ბოლოს, არსებობს სპეციფიკის ოპტიკური. ამ ფერმენტების შეუძლია ურთიერთქმედება მრავალფეროვანი ნივთიერებების სიაში მთლიანად, მაგრამ მხოლოდ იმ პირობით, რომ მათ აქვთ კარგად განსაზღვრული ოპტიკური თვისებები. ამდენად, ფერმენტული ფუნქცია ცილები ამ შემთხვევაში ძალიან გავს პრინციპით მოქმედება არ არის ფერმენტები, კატალიზატორები და არაორგანული წარმოშობის.

რა ფაქტორები განსაზღვრავს ეფექტურობის კატალიზის?

დღეს, მას სჯეროდა, რომ ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს უკიდურესად მაღალი ხარისხით ეფექტურობის ფერმენტების არიან:

• კონცენტრაცია ეფექტი.
• სივრცითი ორიენტაციის ეფექტი.
• მრავალმხრივი აქტიური რეაქცია ცენტრი.

ზოგადად, ეფექტი ნივთიერების კონცენტრაცია არ განსხვავდება, რომ არაორგანული კატალიზის რეაქცია. ამ შემთხვევაში, ამგვარი კონცენტრაცია სუბსტრატს, რომელიც რამდენჯერმე აღემატება ანალოგიური მნიშვნელობა ყველა სხვა რამ მოცულობის გადაწყვეტა აქტიური ცენტრში. რეაქცია ცენტრი შერჩევით სახის მოლეკულა ნივთიერებები, რომლებიც უნდა მოახდინოს რეაგირება ერთმანეთს. ეს არ არის რთული მისახვედრია, რომ ეს ეფექტი იწვევს ზრდა ქიმიური რეაქცია რამდენიმე ბრძანებებს მასშტაბები.

როდესაც სტანდარტული ქიმიური პროცესი ხდება, ეს არის ძალიან მნიშვნელოვანი, რომელიც არის ნაწილი ინტერაქციაში მოლეკულების დაეჯახება ერთმანეთს. მარტივად რომ ვთქვათ, ნივთიერების მოლეკულის დროს შეჯახების მკაცრად უნდა იყოს ორიენტირებული ერთმანეთის. იმის გამო, რომ ხორციელდება ნაძალადევად, მაშინ ყველა მონაწილე კომპონენტები მოწყობილი გარკვეული ხაზი, კატალიზის რეაქცია დააჩქარა დაახლოებით სამი ბრძანება ასეთი მხრივ აქტიური საიტი ფერმენტის.

Under multifunctionality ამ შემთხვევაში ეს ეხება საკუთრების ყველა კომპონენტი აქტიური საიტი ამავე დროს (ან მკაცრად კოორდინირებული) აქტი მოლეკულა "დამუშავებული" ნივთიერება. სადაც ერთი (მოლეკულა) არ არის მხოლოდ ღირსეულად ფიქსირებული სივრცეში (იხ. ზემოთ), მაგრამ ასევე მნიშვნელოვნად ცვლის მისი თვისებები. ეს ყველაფერი ერთად იწვევს ის ფაქტი, რომ ფერმენტის ხდება ბევრად უფრო ადვილია, იმოქმედოს სუბსტრატს, როგორც საჭიროა.