Is-sit attiv tal-enżimi: l-istruttura, il-proprjetajiet. Li skopriet-sit attiv tal-enzima? Dak li jissejjaħ is-sit attiv tal-enżimi?

Aħna kollha jinstemgħu ta 'enżimi, imma huwa improbabbli li kull wieħed minna sewwa jaf eżattament kif dawn is-sustanzi huma rranġati, u għaliex huma meħtieġa. Dan l-artikolu se jgħin biex jifhmu l-istruttura u l-funzjonijiet ta 'enżimi (enżimi) b'mod ġenerali, u ċentri attivi tagħhom b'mod partikolari.

riċerka istorja

Fil 1,833, kimiku Franċiż Anselme Payen jidentifikaw u jiddeskrivu l-proprjetajiet tal-amylase enzima.

Ftit snin wara, Louis Pasteur, tistudja l-konverżjoni ta 'zokkor fis-ħmira alkoħol jinvolvu, issuġġerixxa li dan il-proċess huwa dovut għall-kimiċi li jagħmlu l-ħmira.

Fl-aħħar tal-physiologist seklu XIX villi Kyune ewwel maħluqa-terminu "enzima".

German Eduard Buchner fl-1897 ġew identifikati u deskritti zymase - kumpless enzima li catalyzes l-konverżjoni ta 'sukrożju fil reazzjoni etanol. Fin-natura zymase fi kwantità kbira fil-ħmira.

Mhux magħruf meta u li fetħet is-sit attiv tal-enżimi. Din l-iskoperta huwa kreditat mal Nobel rebbieħa spiżjar Edaurdu Buchner, l-Amerika bijologu James Sumner u xjentisti oħrajn magħrufa li ħadmu fuq l-istudju ta 'kataliżi enżimatika.

Informazzjoni ġenerali dwar l-enzimi

Ifakkar li enzimi - sustanzi ta 'natura proteina, li jwettqu funzjonijiet fl organiżmi katalisti ta' reazzjonijiet kimiċi għajxien. L-enżima għandha porzjonijiet li ma jieħdux sehem b'mod dirett fiha, il-fluss tar-reazzjoni jipprovdi ċentru attiv tal-enżimi.

Hawn huma xi wħud mill-proprjetajiet ta 'enżimi:

1) Effiċjenza. Ammont żgħir ta 'katalista biżżejjed biex iħaffu reazzjoni kimika fil-10 ⁶ darbiet.

2) Speċifiċità. enzima wieħed ma jkunx katalist universali ta 'xi reazzjoni fiċ-ċellola. Għal enżima espressa ispeċifiċità ta 'azzjoni: kull enzima jikkatalizza wieħed biss jew diversi reazzjonijiet simili ma' sottostrati (l-għalf sustanza reattiva), iżda reaġenti kimiċi oħra għall-istess natura, l-enżimi jista 'jkun inutli. Interazzjoni mal-substrati xierqa u l-aċċelerazzjoni ulterjuri tar-reazzjoni jipprovdi ċentru attiv tal-enżimi.

3) ċari Attività. L-attività enzima fiċ-ċellula qiegħed jinbidel kontinwament minn baxxi għal għoljin.

4) Konċentrazzjoni ta 'ċerti enzimi fl-ċellola mhux kostanti u jistgħu jvarjaw skond il-kondizzjonijiet esterni. Tali enzimi fil-bijoloġija imsejħa induċibbli.

klassifikazzjoni tal-enzimi

Fl-istruttura tagħha, l-enzimi jistgħu jinqasmu sempliċi u kumplessi. Sempliċi jikkonsistu esklussivament minn residwi aċidu amino, huma kumplessi grupp mhux proteina tas-sustanzi. imsejħa coenzymes Kumpless.

Skond it-tip ta 'enżimi kkatalizzata reazzjonijiet huma maqsuma fi:

1) Oxidoreductases (tikkatalizza reazzjonijiet redox).

2) Transferasi (trasferit lil gruppi separati ta 'atomi).

3) Lyases (bonds kimiċi Jaqbdu).

4) Lipase (forma konnessjoni fil-reazzjonijiet minħabba l-enerġija ta 'ATP).

5) Isomerases (uchuvstvuyut reazzjonijiet-bidla li ta 'iżomeri).

6) hydrolases (tikkatalizza reazzjonijiet kimiċi billi diġestjoni bil bonds).

enzima struttura

Enzyme - kumpless struttura tridimensjonali, li huwa magħmul prinċipalment amino residwi aċidu. Ukoll hemm grupp prostetiċi - komponent tan-natura mhux proteina, assoċjat mal-residwi amino aċidi.

Enżimi - proteini prinċipalment globulari li jistgħu jiġu kkombinati f'sistemi kumplessi. Bħal sustanzi proteinaċeji oħra, l-enżimi huma żnaturat minn tiżdied it-temperatura jew minn espożizzjoni għal xi kimiċi. Matul denaturazzjoni tvarja istruttura enżimi terzjarju u għalhekk il-proprjetajiet tal-ċentru attiv tal-enżimi. Bħala riżultat, l-attività enzima jonqos b'mod drammatiku.

sottostrat katalizzati huwa normalment ħafna iżgħar mill-enzima innifsu. L-enżima eħfef tikkonsisti sittin residwi amino aċidi, u attiva ċentru tagħha - tnejn biss.

Hemm enżimi sit katalitiku aċidi amino li mhumiex rappreżentati, u grupp prostetika organiku, jew (aktar spiss) inorganiċi oriġini - kofattur.

Il-kunċett tas-sit attiv

Biss porzjon żgħir ta 'l-enżima involuta direttament fir-reazzjonijiet kimiċi. Din il-parti tal-enzima msejħa-sit attiv. Is-sit attiv tal-enżimi - lipidi, ta 'residwi ftit aċidu amminiku jew grupp prostetiċi, li jeħel ma' substrat u jikkatalizza r-reazzjoni. Ir-residwi amino aċidi tas-sit attiv jista 'jappartjeni għall-ebda aċidi amino - polari, nonpolar, mitluba, aromatiċi mhux imposti.

Iċ-ċentru attiva enżima (dan lipidi, aċidi amino u sustanzi oħra li kapaċi jirreaġixxu mal-reaġenti) - l-aktar parti importanti ta 'l-enzima, mingħajr dawn is-sustanzi tkun inutli.

Tipikament, il-molekula enzima għandu biss wieħed sit attiv, li jorbtu ma 'reaġenti wieħed jew aktar simili. Ir-residwi amino aċidi taċ-ċentru attiva ffurmata idroġenu, bonds idrofobiċi jew kovalenti, li jifforma kumpless enzima-sottostrat.

L-istruttura taċ-ċentru attiva

Is-sit attiv tal-enżimi, sempliċi u kumplessi huwa but jew slot. Din l-istruttura taċ-ċentru attiva tal-enżima trid tikkonforma ġeometrikament u elettrostatikament-sottostrat, peress li bidla fl-istruttura terzjarja tal-enzima jista 'jibdel is-sit attiv.

Jorbtu u katalitiċi ċentru - oqsma ta 'l-ċentru attiva tal-enzima. Ovvjament, is-sit vinkolanti "kontrolli" kompatibilità sottostrat, u huwa assoċjat magħha, u ċ-ċentru katalitiku hija direttament involuta fir-reazzjoni.

Vinkolanti tal-ċentru attiva tas-substrat

Sabiex jispjegaw kif is-sit attiv tal-enzima assoċjat ma 'reaġent partikolari, ġew proposti diversi teoriji. L-aktar popolari minnhom - teorija Fisher, huwa l-teorija ta ' "lock u ewlenin". Fisher ssuġġerit li hemm enzima idealment adatta għal kull sottostrat fil-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tiegħu. Wara l-formazzjoni ta 'xi modifiki ma jseħħx kumplessi enzima-sottostrat.

Ieħor Amerikana scholar - Daniel Koshland - miżjud Fisher suppożizzjoni tat-teorija li s-sit attiv tal-enżimi jistgħu jibdlu konformazzjoni tagħhom sakemm ma jinstallax substrat partikolari.

Il-kinetika ta 'reazzjonijiet enzimatiċi

Reazzjoni Karatteristiċi enzimatika qed tistudja bijokimika privat settur - kinetika ta 'enżimi. Dan istudji tax-xjenza partikolari tar-reazzjonijiet b'konċentrazzjonijiet differenti ta 'enżimi u sottostrati, id-dipendenza tar-rata tar-reazzjoni it-temperatura ġewwa l-ċelluli u l-proprjetajiet tas-sit attiv tal-enżimi li jiddependu fuq il-parametri fiżiċi u kimiċi tal-mezz.

kinetiċi Enzyme topera kunċetti bħal rata tar-reazzjoni, l-enerġija attivazzjoni, barriera attivazzjoni, l-attività molekulari, attività speċifika u oħrajn. Ikkunsidra xi wħud minn dawn il-kunċetti.

Li kien hemm reazzjoni bijoloġiċi, ir-reaġenti meħtieġa biex jittrasferixxu ftit enerġija. Din l-enerġija hija msejħa l-enerġija attivazzjoni.

Iż-żieda ta 'l-enżima għad-reactants biex jitnaqqas l-enerġija attivazzjoni. Xi sustanzi jirreaġixxu fuq mingħajr il-parteċipazzjoni ta 'enżimi, peress li l-enerġija attivazzjoni huwa għoli wisq. L-ekwilibriju reazzjoni ma tbiddilx biż-żieda ta 'l-enzima.

Ir-rata tar-reazzjoni - l-ammont ta 'prodott tar-reazzjoni deher jew sparixxew fil-ħin unità.

Dipendenza tal-veloċità ta 'reazzjoni dwar il-konċentrazzjoni sottostrat kwantità fiżika mingħajr dimensjoni tikkaratterizza - kostanti Michaelis.

Attività molekulari - in-numru ta 'molekuli sottostrat li huma konvertiti għal molekula waħda ta' enżimi għal kull unità ta 'ħin.