De functie van enzymen. De rol van enzymen in het lichaam

Enzymen - een bolvormige eiwitten, die helpen om alle cellulaire processen passeren. Net als alle andere katalysatoren, kunnen ze niet weer terug de respons, en worden gebruikt om het te versnellen.

Lokalisatie van enzymen in de cel

In de cel, worden de afzonderlijke enzymen die gewoonlijk aanwezig en binnen een strikt gedefinieerde organellen. Lokalisatie van enzymen is direct gerelateerd aan de functie die gewoonlijk verricht de cellocatie.

Bijna alle enzymen van glycolyse zijn in het cytoplasma. Enzymen Krebs cyclus - in de mitochondriale matrix. De werkzame stoffen in de lysosomen hydrolyse.

Bepaalde weefsels en organen van dieren en planten zijn niet alleen op een reeks van enzymen, maar ook voor hun activiteit. Deze functie stoffen klinisch gebruikt bij de diagnose van bepaalde ziekten.

Er zijn ook de leeftijd-specifieke functies die in de activiteit en de set van enzymen in de weefsels. Ze zijn het meest duidelijk zichtbaar in de periode van de embryonale ontwikkeling bij weefsel differentiatie.

Nomenclatuur van enzymen

Er zijn verschillende systemen van titels, elk waarvan rekening wordt gehouden met de eigenschappen van het enzym in verschillende mate.

• Trivial. De namen van de stoffen worden gegeven aan willekeurige tekens. Bijvoorbeeld, pepsine (Pepsi -. "Spijsvertering", GR) en trypsine (Tripsis - "verdunt" de Griek.)
• Rational. De naam van het enzym uit het substraat en het einde van "-ase". Bijvoorbeeld, amylase versnelt de hydrolyse van zetmeel (amylo -. "Zetmeel", Grieks).
• Moskou. Het werd in 1961 op de nomenclatuur van enzymen bij de V International Biochemical Congres aangenomen door de Internationale Commissie. Title stof samengesteld uit een substraat en de reactie die wordt gekatalyseerd (versneld) door het enzym. Als de functie van enzymen is een groep atomen van de ene molecule (substraat) naar een andere (de acceptor), katalysator omvat de naam en de chemische naam van de acceptor. Bijvoorbeeld in de aminogroepoverdrachtsreactie van alanine 2-oksiglutarovuyu acid deel enzym alanine: 2-oksoglutarataminotransferaza. De naam weerspiegelt:
• substraat - alanine;
• acceptor - 2-oxoglutaarzuur;
• amino getolereerd bij de reactie.

Internationale Commissie heeft een lijst van alle bekende enzymen, die voortdurend wordt bijgewerkt samengesteld. Dit is het gevolg van de ontdekking van nieuwe stoffen.

classificatie van enzymen

Share enzymen in groepen op twee manieren. De eerste biedt twee klassen van stoffen:

• eenvoudige - uitsluitend bestaat uit eiwit;
• complex - eiwithoudende deel (apo-enzym) en niet-eiwit coenzym.

Vitaminen kunnen worden opgenomen in het niet-eiwitgedeelte van het enzymcomplex. Interactie met andere stoffen gebeurt door de actieve site. Totaal enzym molecuul neemt niet deel aan het proces.

Eigenschappen van enzymen, alsook andere eiwitten, wordt bepaald door hun structuur. Afhankelijk van de katalysatoren wordt alleen hun reactie te versnellen.

De tweede classificatiemethode scheidt feite, welke functie wordt uitgevoerd door enzymen. Het resultaat is zes klassen:

• oxidoreductase;
• transferase;
• hydrolase;
• isomerase;
• lyase;
• ligase.

Deze conventionele groep, ze verschillen niet alleen in de soorten reacties die enzymen omvat in te reguleren. Stoffen van verschillende groepen verschilt de structuur. En de functie van enzymen in de cel kan dus niet hetzelfde.

Oxidoreductasen - redox

De belangrijkste functie van de eerste groep enzymen - versnelde oxidatie-reductiereacties. Kenmerkend: de mogelijkheid om een keten van oxidatieve enzymen vormen waarin de overdracht van elektronen of waterstof atomen van het eerste substraat naar de uiteindelijke acceptor. Deze verbindingen worden gescheiden op het werkingsprincipe of op het werk in de reactie.

1. Aërobe dehydrogenase (oxidase) versnelt de overdracht van elektronen of protonen direct bij de zuurstofatomen. Anaërobe ook dezelfde actie, maar de reacties die plaatsvinden zonder overdracht van elektronen of waterstofatomen aan zuurstofatomen.
2. Primaire dehydrogenase gekatalyseerde werkwijze terugtrekking waterstofatomen van oxideerbare stoffen (het primaire substraat). Secundaire - versnellen de verwijdering van waterstofatomen van een tweede substraat werden bereid door primaire dehydrogenase.

Een ander kenmerk: dat een tweecomponenten katalysator met een zeer beperkt aantal coënzym (actieve groep), kunnen zij de reeks verschillende oxidatie-reductiereacties versnellen. Dit wordt bereikt door een groot aantal varianten: dezelfde coënzym kan hechten aan verschillende apofermentami. Telkens een bijzonder oxidoreductase met eigen eigenschappen.

Er is een ander kenmerk van deze groep van enzymen, die niet kan falen om op te noemen - ze versnellen chemische processen die verband houden met de release van energie. Dergelijke reacties worden genoemd exotherm.

Transferase - dragers

Deze enzymen werken optrek- overdrachtsreacties moleculaire residuen en functionele groepen. Bijvoorbeeld, fosfofructokinase.

Toewijzen acht groepen van katalysatoren op basis van de toelaatbare groep. Overweeg slechts enkele van hen.

1. Fosfotransferase - helpen residuen van fosforzuur. Zij zijn onderverdeeld in subklassen op basis van de bestemming (alcohol, carbonzuur, etc.).
2. Aminotransferase - versnellen de omzetting van aminozuren transaminering.
3. Glycosyl - overgedragen glycosyl residuen van de moleculen moleculen fosforzure esters van mono- en polysacchariden. Te ontledingsreacties en synthese van oligo- of polysachariden in planten en dierlijke organismen. Bijvoorbeeld, zij deelnemen aan de reactie van sucrose instorten.
4. Acyltransferase overgedragen resten van carbonzuren met aminen, alcoholen en aminozuren. Acyl-coenzym-A is een veelzijdige bron van acylgroepen. Het kan worden beschouwd als een actieve groep van acyltransferasen. Meestal getolereerd acyl azijnzuur.

Hydrolase - geknipt met de deelname van water

In deze groep enzymen fungeren als katalysatoren voor de splitsingreacties (synthese minder) van organische verbindingen, waarin water een rol. Stoffen uit deze groep worden in kooien en in het maag-sap gehouden. katalysatoren molecuul in het maagdarmkanaal zijn samengesteld uit een enkele component.

Plaats van lokalisatie van deze enzymen lysosomen. Ze presteren beschermingsfuncties van enzymen in de cel: splitsen vreemde stoffen door het membraan gepasseerd. Ze verbruiken ook stoffen die niet langer nodig zijn cel, waarvoor de lysosomen werden sanitaire nagesynchroniseerd.

Een van hun "bijnaam" - de cellulaire zelfmoord, omdat ze het belangrijkste instrument voor cel autolyse. Als er een infectie is begonnen ontstekingsproces, het membraan permeabel en lysosomale hydrolase uit in het cytoplasma, vernietigen alles op zijn pad en celdodende.

Gedeeld door verschillende typen katalysatoren uit deze groep:

• esterase - verantwoordelijk voor de hydrolyse van esters van alcoholen;
• Glycosidase - versnellen hydrolyse van glycosiden, afhankelijk van de isomeer zij opereren, stoten α- of β-glycosidase;
• peptide hydrolase - verantwoordelijk voor de hydrolyse van peptidebindingen in eiwitten, en onder bepaalde omstandigheden en gedurende de synthese, maar deze methode wordt niet gebruikt in eiwitsynthese in levende cellen;
• amidase - die verantwoordelijk is voor de hydrolyse van amiden, bijvoorbeeld urease katalyseert de afbraak van ureum in ammoniak en water.

Isomerase - molecule conversie

Deze stoffen versnellen veranderingen binnen één molecuul. Zij kunnen structurele of geometrische zijn. Dit kan op verschillende manieren gebeuren:

• overdracht van waterstofatomen;
• verplaatsen van een fosfaatgroep;
• verandering van locatie van atomaire groeperingen in de ruimte;
• de beweging van de dubbele binding.

De isomerisatie kan worden blootgesteld aan organische zuren, koolhydraten of aminozuren. Isomerase kunnen aldehyden en ketonen zetten omgekeerd de cis-vorm gereconstrueerd in een trans-vorm en omgekeerd. Om beter te begrijpen welke functie wordt uitgevoerd door de enzymen van deze groep, moet u weten de verschillen isomeren.

Lyase scheur verbinding

Deze enzymen versnellen niet- hydrolytische ontleding van organische verbindingen relaties:

• koolstof-koolstofbindingen;
• fosfor-zuurstof;
• koolstof-zwavel;
• koolstof-stikstof;
• koolstof-zuurstof.

In dit geval omvat dergelijke eenvoudige producten zoals kooldioxide, water, ammoniak en gesloten dubbele bindingen. Enkele van deze reacties kan in de tegenovergestelde richting, die correspondeert met de enzymen onder geschikte omstandigheden voor deze werkwijze niet alleen katalyseren verbreken, maar synthese.

Indeling lyase optreedt type verbinding, ze breken. Ze zijn complex enzymen.

ligase verknoopt

De belangrijkste functie van de enzymen van deze groep - de versnelling van de synthesereacties. Hun eigenaardigheid - het creëren van conjugatie met desintegratie van stoffen die in staat zijn het geven van energie voor biosynthese proces. Er zijn zes divisies gevormd door het type verbinding. Vijf ervan identiek subgroepen lyasen, en de zesde is verantwoordelijk voor het instellen communicatie "stikstof-metal".

Sommige ligasen zijn betrokken bij een bijzonder belangrijke celprocessen. Bijvoorbeeld, een DNA ligase betrokken bij de replicatie van deoxyribonucleïnezuur. Ze naait gejat, het creëren van nieuwe fosfodiësterbindingen. Zij was het die toetreedt Okazaki fragmenten.

Dezelfde enzym wordt veel gebruikt in genetische manipulatie. Hiermee wetenschappers verknopen van het DNA-molecuul van de nodige stukken daarvan, een unieke keten van desoxyribonucleïnezuur. Ze kunnen alle informatie te leggen, waardoor een fabriek voor de productie van essentiële eiwitten. Zo kan men een stuk DNA van een bacterie die verantwoordelijk is voor de insulinesynthese naaien. En wanneer de cel zijn eigen eiwitten zal uitzenden, ze op hetzelfde moment laat ons en mineralen die nodig zijn voor medische doeleinden. Het blijft alleen om te wissen, en het zal veel zieke mensen te helpen.

De grote rol van enzymen in het lichaam

Ze kunnen verhogen de reactiesnelheid meer dan tien keer. Het is van essentieel belang voor de normale celactiviteit. Een enzymen participeren in elke reactie. Daarom is de functie van enzymen in het lichaam divers als alle voorkomende processen. Een verstoring van deze katalysatoren leidt tot ernstige gevolgen.

Enzymen worden veel gebruikt in de voedingsindustrie, lichte industrie, geneeskunde: voor de bereiding van kazen, worsten, conserven, zijn in waspoeders. Ze worden ook gebruikt bij de fabricage van fotografische materialen.