Zawartość
- Co to jest katalizator?
- Enzym: definicja i odkrycie
- Podstawy enzymów
- Aktywność enzymatyczna
- Dobrze znane enzymy
- Nomenklatura enzymów
- Klasy enzymatyczne
Enzymy to cząsteczki, w szczególności białka, które pomagają przyspieszyć reakcje biochemiczne poprzez interakcję ze składnikami (reagentami i produktami) bez zmiany ich na stałe. Ten proces ułatwiający jest znany jako katalizai odpowiednio same enzymy są identyfikowane jako katalizatory.
Enzymy, podobnie jak wielu graczy w świecie mikrobiologii, mogą mieć długie i nieporęczne nazwy, prawie wszystkie z nich kończą się na „-ase”. Ale jeśli znasz formalny system, w którym enzymy są nazywane, możesz rozwikłać wiele tajemnic dotyczących działania określonych enzymów, nie wiedząc dokładnie, jaką reakcję katalizuje ten enzym.
Co to jest katalizator?
Potocznie katalizatorem jest każdy byt, który poprawia przepływ, wydajność lub efektywność danego przedsięwzięcia. Jeśli jesteś trenerem koszykówki i wiesz, że umieszczenie danego popularnego zawodnika w grze rozpali tłum i całą drużynę, to wykorzystujesz obecność katalizatora.
Katalizatory ludzkie powodują, że rzeczy się dzieją i sprawiają, że ludzie wokół nich wyglądają na maksymalnie biegłych. W ten sam sposób katalizatory biologiczne mogą sprawić, że niektóre procesy biochemiczne będą wyglądać prawie automatycznie, podczas gdy w rzeczywistości procesy te potkną się i przesuną w kierunku nieosiągalnego wniosku przy braku enzymu.
Katalizatory często nie są zapisywane we wzorze reakcji chemicznej, w której bierze udział, ponieważ z definicji katalizator pozostaje niezmieniony w stosunku do swojej pierwotnej postaci pod koniec reakcji.
Enzym: definicja i odkrycie
Pod koniec lat 70. XIX wieku ustalono, że coś w drożdżach może powodować, że źródła cukru zamieniają się w napoje alkoholowe znacznie szybciej, niż mogłyby wystąpić spontanicznie, i że ta sama zasada fermentacja stosowane do starzenia sera.
Pozostawione same sobie we właściwych warunkach, niektóre rodzaje gnijących owoców mogą ostatecznie doprowadzić do powstania alkoholu etylowego. Jednak dodanie drożdży nie tylko przyspiesza fermentację, ale także wprowadza zarówno przewidywalność, jak i miarę kontroli w całej reakcji chemicznej.
„Enzym” pochodzi z greckiego „z drożdżami”. Stosowane dziś, odnosi się do biologiczny katalizatory w organizmach lub substancje wytwarzane zarówno przez żywy system, jak i na jego rzecz.
Podstawy enzymów
Główną funkcją wszystkich enzymów jest katalizowanie procesów metabolicznych zachodzących w komórce. Bardziej formalna definicja enzymu określa, że enzym musi nie tylko oddziaływać na reakcje w żywej komórce, ale również został stworzony przez organizm - ten sam lub inny - również.
Poszczególne enzymy można opisać pod względem ich specyficzność. Jest to miara tego, jak wyjątkowy jest związek enzymatyczny z tym podłoże lub podłoża. Substraty to cząsteczki, z którymi wiążą się enzymy, zwykle reagenty. Oznacza to, że gdy enzym wiąże tylko jeden substrat w jednej reakcji absolutny specyficzność. Gdy może wiązać się z wieloma różnymi, ale chemicznie podobnymi substratami, enzym ma Grupa specyficzność.
Aktywność enzymatyczna
To, jak dobrze działają enzymy - to znaczy, jak bardzo mogą wpływać na reakcje, na które są ukierunkowane, w porównaniu do warunków neutralnych - zależy od wielu czynników. Należą do nich temperatura i kwasowość, które wpływają na stabilność wszystkich białek, nie tylko enzymów.
Jak można się spodziewać, zwiększenie ilości substratu może zwiększyć szybkość reakcji, o ile enzym nie jest już „nasycony”; i odwrotnie, dodawanie enzymów może przyspieszyć reakcję na danym poziomie substratu i może pozwolić na dodanie większej ilości substratu bez zbliżania się do pułapu produkcyjnego.
Szybkość zanikania substratu (i pojawienia się reagenta) w reakcjach, w których biorą udział enzymy, nie jest liniowa, ale raczej spowalnia, gdy reakcja dobiega końca. Jest to przedstawione na wykresie stężenia w funkcji czasu przez nachylenie opadające, które staje się coraz bardziej stopniowe w miarę upływu czasu.
Dobrze znane enzymy
Prawie każda lista enzymów obejmująca najbardziej znane i najlepiej zbadane z pewnością prawie zawiera katalizatory w glikolizie, cyklu kwasu cytrynowego (tj. Cyklu Krebsa lub kwasu trikarboksylowego) lub w obu. Procesy te, z których każdy składa się z wielu indywidualnych reakcji, obejmują rozkład glukozy na pirogronian w cytoplazmie komórkowej i konwersję pirogronianu do obracającej się serii półproduktów, które ostatecznie umożliwiają wystąpienie oddychania tlenowego.
Są dwa enzymy biorące udział we wczesnej części glikolizy glukozo-6-fosfataza i fosfofruktokinaza, natomiast syntaza cytrynianowa jest ważnym graczem w cyklu kwasu cytrynowego.
Czy potrafisz przewidzieć, co te enzymy mogą zrobić na podstawie ich nazw? Jeśli nie, spróbuj ponownie za około pięć minut.
Nomenklatura enzymów
Nazwa enzymu może nie spływać z łatwością, ale taki jest koszt włączenia chemii. Większość nazw składa się z dwóch słów, z których pierwsze identyfikuje substrat, na który działa enzym, a drugie sygnalizuje rodzaj reakcji (więcej o tym drugim atrybucie w następnej sekcji).
Chociaż przytłaczająca liczba nazw enzymów kończy się na „-ase”, wiele ważnych i dobrze przebadanych nie. Każda lista enzymów dotyczących trawienia u ludzi będzie zawierać trypsyna i pepsyna. Jednak sufiks enzymu „-aza” sam w sobie oznacza jedynie fakt, że dane białko jest w rzeczywistości enzymem i nie odnosi się do szczegółów funkcjonalnych.
Klasy enzymatyczne
Istnieje sześć głównych klas enzymów, podzielonych na kategorie na podstawie ich funkcji. Większość tych klas obejmuje również podklasy. Ich nazwy pomagają ustalić, co robią, ale tylko wtedy, gdy znasz grecki lub łacinę.