Vysvetlíme, čo sú to enzýmy a ich štruktúru.Tiež, ako sú tieto proteíny klasifikované a ako pôsobia.
Čo sú enzýmy?
Enzýmy sú súborom proteín má na starosti katalyzovanie (výstrel, zrýchlenie, modifikáciu, spomalenie a dokonca zastavenie) rôznych chemické reakcieza predpokladu, že sú termodynamicky možné. To znamená, že sú to regulačné látky v tele živé bytosti, zvyčajne znížením energie počiatočná hodnota potrebná na spustenie reakcie.
Enzýmy sú nevyhnutné pre života a katalyzovať asi 4 000 známych chemických reakcií, za predpokladu, že sú splnené podmienky pH, teplota alebo chemická koncentrácia, pretože enzýmy, ktoré sú proteínmi, sa môžu tiež denaturovať a stratiť svoju účinnosť.
Prvý enzým objavili v polovici 19. storočia Anselme Payen a Jean-Francois Persoz, hoci experimenty okolo r. fermentácia Louis Pasteur už tušil prítomnosť nejakej organickej „urýchľovacej“ látky v týchto procesoch, ktoré sa v tom čase považovali za čisto chemické.
Enzýmy sú dnes všeobecne známe a v skutočnosti ich používajú rôzne priemyselné odvetvia (jedlo, chemikálie, poľnohospodárstvo, ropa atď.), okrem toho, že je nevyhnutnou súčasťou zložiek, ktoré udržujú vnútornú rovnováhu nášho tela, urýchľujú potrebné reakcie (napríklad tie, ktoré dodávajú energiu), aktivujú a deaktivujú ostatné selektívne (ako to robia hormóny) a pestrec a tak ďalej.
Štruktúra enzýmov
Väčšinu enzýmov tvoria globulárne proteíny veľmi variabilnej veľkosti: od monomérov so 62 aminokyselinami až po obrovské reťazce s počtom okolo 2 500. Len niekoľko z nich sa však priamo podieľa na katalýze reakcie, známej akoaktívne centrum.
Poradie, v ktorom sú všetky tieto aminokyseliny zostavené, určuje trojrozmernú štruktúru enzýmu, ktorá tiež určuje jeho špecifické fungovanie. Niekedy má táto štruktúra aj miesta na prilákanie kofaktorov, teda iných látok, ktorých zásah je potrebný na dosiahnutie požadovaného účinku.
Enzýmy sú vysoko špecifické, to znamená, že s ničím nereagujú a nezúčastňujú sa žiadnej reakcie. Majú veľmi špecifickú a presnú biochemickú úlohu, ktorú vykonávajú s veľmi nízkym percentom chýb.
Klasifikácia enzýmov
Enzýmy sa klasifikujú na základe špecifickej reakcie, ktorú katalyzujú, takto:
- Oxidoreduktázy. Katalyzujú oxidačno-redukčné reakcie, teda prenos elektróny alebo z atómov vodíka z jedného substrátu do druhého. Príkladmi sú enzýmy dehydrogenáza ac oxidáza.
- transferázy. Katalyzujú prenos špecifickej chemickej skupiny inej ako vodík z jedného substrátu na druhý. Príkladom toho je enzým glukokináza.
- Hydrolázy. Zaoberajú sa reakciami o hydrolýza (pretrhnutie molekuly organické molekulami Voda). Napríklad laktáza.
- Liasas. Enzýmy, ktoré katalyzujú lámanie alebo zváranie substrátov. Napríklad acetát dekarboxyláza.
- izomerázy. Katalyzujú vzájomnú premenu izomérov, to znamená, že premieňajú molekulu na jej trojrozmerný geometrický variant.
- Podväzky. Tieto enzýmy katalyzujú špecifické reakcie viazania substrátu prostredníctvom súčasnej hydrolýzy trifosfátových nukleotidov (ako napr. ATP alebo GTP). Napríklad enzým privátna karboxyláza.
Ako fungujú enzýmy?
Účinok enzýmu možno urýchliť zvýšením hladiny kalorickej energie.
Enzýmy môžu pôsobiť rôznymi spôsobmi, hoci vždy znižujú aktivačnú energiu chemickej reakcie, teda množstvo energie potrebnej na jej spustenie. Tieto rôzne režimy sú:
- Okolité. Aktivačná energia sa znižuje vytvorením prostredia priaznivého pre prebiehajúcu reakciu, napríklad úpravou chemických vlastností substrátu prostredníctvom reakcií s vlastnou aminokyselinovou vrstvou.
- Uľahčiť prechod. Prechodová energia sa zníži bez úpravy substrátu, to znamená, že sa vytvorí prostredie s optimálnymi nábojmi pre priebeh reakcie.
- Uveďte alternatívnu trasu. V tomto prípade enzýmy reagujú so substrátom za vzniku komplexu ES (enzým/substrát), ktorý „preskakuje kroky“ v bežnej ceste reakcie, čím sa skracuje čas potrebný na to, aby k nej došlo.
- Zvýšte teplotu. V rámci určitých parametrov možno pôsobenie enzýmu urýchliť zvýšením hladín kalorická energia, daná exotermické reakcie paralelný.