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Proteina-enzima: il ruolo delle proprietà, la funzione di enzimi proteici nel corpo

In ogni cellula vivente v'è un insieme di reazioni chimiche. Enzimi (enzimi) – proteine con funzioni specifiche e molto importanti. Essi sono chiamati biocatalizzatori. La principale funzione di enzimi nel corpo è accelerare le reazioni biochimiche. I materiali di partenza, che è catalizzata dalla interazione di queste molecole sono chiamati substrati, e il composto finale – prodotti.


In natura, gli enzimi sono proteine funzionano solo nei sistemi viventi. Ma nella moderna biotecnologia, diagnostica clinica, farmaceutica e della medicina usati enzimi purificati o loro complessi, così come i componenti aggiuntivi necessari per il funzionamento del sistema e dei dati di visualizzazione per il ricercatore.

Il significato e le proprietà di enzimi biologici

Senza queste molecole organismo non potrebbe funzionare viventi. Tutti i processi vitali funzionano armoniosamente grazie agli enzimi. La funzione principale di enzimi proteici nel corpo – regolazione del metabolismo. Senza di loro, non può essere normale metabolismo. Regolamento dell'attività di molecole si svolge sotto l'influenza di attivatori (induttori o inibitori). Controllo avviene a vari livelli di sintesi proteica. Egli ha anche "lavora" in materia di molecola finito.

Le principali proprietà degli enzimi proteici – specificità per un particolare substrato. E, di conseguenza, la capacità di catalizzare l'unico o meno una serie di reazioni. Tipicamente, questi processi sono reversibili. Per l'attuazione di entrambe le funzioni preposte un enzima. Ma non è tutto.

Il ruolo degli enzimi è fondamentale. Senza di loro, senza reazioni biochimiche avvengono. Mediante l'azione di enzimi, reagenti è possibile superare la barriera di attivazione senza dispendio significativa di energia. Nel corpo, non c'è la possibilità di riscaldare la temperatura oltre 100 ° C, o l'uso di composti aggressivi chimici come laboratorio. Proteina-enzima si lega al substrato. Nello stato vincolato viene modificato, seguita dal rilascio di quest'ultima. Questo perché tutti i catalizzatori vengono impiegati nella sintesi chimica.

Quali livelli di organizzazione della proteina molecola-enzima?

Tipicamente, queste molecole hanno un terziario (globulo) o struttura della proteina quaternaria (diversi globuli interconnessi). In primo luogo, essi sono sintetizzati in modo lineare. E poi piegare nella struttura desiderata. Per assicurare l'attività del biocatalizzatore richiede una certa struttura.

Enzimi e altre proteine sono distrutti mediante riscaldamento, valori estremi di pH, composti chimici aggressivi.

Ulteriori proprietà di enzimi

Tra queste caratteristiche sono le seguenti componenti:

  1. Stereospecificità – la formazione di un solo prodotto.
  2. Regioselettività – rompere il legame chimico o modifica gruppo in una sola posizione.
  3. Chemoselettività – catalisi solo una reazione.

lavorare soprattutto

Il livello di specificità dell'enzima varia. Tuttavia, qualsiasi enzima sempre attivo su un particolare substrato o gruppo di composti di struttura simile. catalizzatori non proteinico non presentano questa proprietà. Specificità misurata costante di legame (mol / l), che può essere fino a 10 -10 mol / l. Lavorare rapida enzima attivo. Una molecola catalizza le mille-milioni di istruzioni al secondo. Il grado di accelerazione delle reazioni biochimiche significativamente (1000-100,000 volte) superiori ai catalizzatori convenzionali.

L'azione degli enzimi è costruita su diversi meccanismi. L'interazione più semplice si verifica con una molecola di substrato, seguito dalla formazione del prodotto. La maggior parte degli enzimi possono legare 2-3 molecole diverse reagiscono. Ad esempio, il trasferimento di un atomo o gruppo da un composto all'altro, o una doppia sostituzione di un "ping-pong". In queste reazioni tipicamente connette un substrato, e il secondo gruppo funzionale è collegata dall'enzima.

Lo studio del meccanismo enzimatico di azione avviene in maniera:

  1. Determinazione prodotti intermedi e finali.
  2. Studi sulla struttura e la geometria dei gruppi funzionali si lega al substrato e fornire un alto tasso di reazione.
  3. Mutazioni nei geni dell'enzima e la determinazione delle variazioni di sintesi e attività.

Attiva e sito di legame

molecola di substrato molto più piccola della proteina è un enzima. Pertanto, il legame è causa di un piccolo numero di gruppi funzionali del biocatalizzatore. Essi formano il sito attivo, costituito da un insieme specifico di aminoacidi. In proteine complesse nella struttura del gruppo prostetico presente nonprotein natura, che può anche essere parte del centro attivo.

Dovrebbe allocare un gruppo separato di enzimi. Hanno nella molecola comprende il coenzima permanentemente vincolante molecola e sono esenti da esso. enzima proteina completamente formato chiamato oloenzima, e quando si rimuove un cofattore – apoenzyme. Come coenzimi spesso agiscono le vitamine, metalli, derivati di basi azotate (NAD – nicotinamide adenina dinucleotide, FAD – flavina adenina dinucleotide, FMN – Flavina Mononucleotide).

sito di legame fornisce una specifica affinità al substrato. Dovuto esso formato un complesso substrato enzimatico stabile. Struttura globulo costruito in modo da essere sulla superficie della nicchia (fessura o cavità) di una certa dimensione che fornisce il legame del substrato. Questa zona si trova di solito nei pressi del sito attivo. Per alcuni enzimi, ci sono aree per connettersi con cofattori o ioni metallici.

conclusione

La proteina-enzima svolge un ruolo importante nel corpo. Tali sostanze catalizzano le reazioni chimiche sono responsabili del metabolismo – metabolismo. In ogni cellula vivente si verifica costantemente centinaia di processi biochimici che coinvolgono reazioni di riduzione, scissione e la sintesi dei composti. Continuando l'ossidazione di sostanze con un grande rilascio di energia. Lei, a sua volta, viene speso per la formazione di carboidrati, proteine, grassi e loro complessi. I prodotti di taglio sono elementi strutturali necessari per la sintesi di composti organici.