ฟังก์ชั่นของโปรตีนเอนไซม์คืออะไร? ฟังก์ชั่นของเอนไซม์โปรตีน: ตัวอย่าง

การทำงานของร่างกายของเรา - กระบวนการที่ซับซ้อนมากในการที่ล้านของเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับพันของสารที่แตกต่างกัน แต่มีหนึ่งในพื้นที่ซึ่งทั้งหมดขึ้นอยู่กับโปรตีนที่เฉพาะเจาะจงโดยที่ชีวิตมนุษย์หรือสัตว์จะเป็นไปไม่ได้อย่างสมบูรณ์ ที่คุณอาจเดาเรากำลังพูดถึงในขณะนี้เกี่ยวกับเอนไซม์

วันนี้เราจะพิจารณาเอนไซม์ การทำงานของโปรตีน ซึ่งเป็นพื้นที่ที่สำคัญของชีวเคมี

ตั้งแต่พื้นฐานของสารเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นโปรตีนแล้วพวกเขาสามารถได้รับการพิจารณาโดยพวกเขา คุณควรทราบว่าสำหรับเอนไซม์ครั้งแรกที่ถูกค้นพบในยุค 30 ของศตวรรษที่ 19 มีเพียงนักวิทยาศาสตร์ใช้เวลากว่าหนึ่งศตวรรษในการสั่งซื้อที่จะมาถึงที่มีความละเอียดมากขึ้นหรือน้อยเหมือนกันสำหรับพวกเขา ดังนั้นสิ่งที่ฟังก์ชั่นจะดำเนินการโดยเอนไซม์โปรตีน? เกี่ยวกับเรื่องนี้เช่นเดียวกับโครงสร้างและปฏิกิริยาของตัวอย่างของพวกเขาคุณจะได้เรียนรู้จากบทความนี้

คุณต้องเข้าใจว่าไม่ทุกโปรตีนสามารถเป็นเอนไซม์ที่แม้ในทางทฤษฎี โปรตีนกลมเพียงรูปแบบของการแสดงความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวกับสารอินทรีย์อื่น ๆ เช่นเดียวกับสารธรรมชาติทั้งหมดในชั้นนี้เอนไซม์ที่มีองค์ประกอบของกรดอะมิโน โปรดทราบว่าการทำงานของเอนไซม์โปรตีน (ตัวอย่างของการที่จะอยู่ในบทความ) สามารถดำเนินการโดยหนึ่งมีมวลโมเลกุลมีขนาดเล็กกว่า 5000 เท่านั้น

เอนไซม์, อะไรคือ ความหมายที่ทันสมัย

เอนไซม์ - เป็น ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของ แหล่งกำเนิด พวกเขามีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาที่เกิดจากการสัมผัสใกล้ชิดระหว่างสารตั้งต้น (พื้นผิว) เราสามารถพูดได้ว่าการทำงานของเอนไซม์โปรตีน - กระบวนการเร่งปฏิกิริยาของปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของสิ่งมีชีวิตบางอย่าง เพียงส่วนเล็ก ๆ ของพวกเขาสามารถทำซ้ำในห้องปฏิบัติการ

มันควรจะตั้งข้อสังเกตว่าในพื้นที่นี้ได้มีการพัฒนาบางอย่างในปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้ค่อยมาใกล้เคียงกับการสร้างเอนไซม์เทียมที่สามารถนำมาใช้ไม่ได้เป็นเพียงเพื่อวัตถุประสงค์ทางเศรษฐกิจ แต่ยังยา คือการพัฒนาเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพสามารถทำลายแม้กระทั่งพื้นที่ขนาดเล็กของโรคมะเร็งเริ่มแรก

ชิ้นส่วนซึ่งเอนไซม์มีส่วนเกี่ยวข้องโดยตรงในการตอบสนองหรือไม่

โปรดทราบว่าในการติดต่อกับพื้นผิวไม่รวมถึงทุกส่วนของร่างกายของเอนไซม์ แต่เพียงส่วนเล็ก ๆ ที่เรียกว่าใช้งานเว็บไซต์ นี่คือคุณสมบัติหลักของการ complementarity แนวคิดนี้ก็หมายความว่าเอนไซม์เหมาะกับพื้นผิวในรูปแบบและคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของพวกเขา เราสามารถพูดได้ว่า การทำงานของเอนไซม์ ในกรณีนี้จะเป็นดังนี้:

• น้ำของพวกเขาลงมาจากพื้นผิวเปลือก
• มีความผิดปกติบางอย่าง (โพลาไรซ์เป็นต้น)
• หลังจากนั้นพวกเขาจะจัดในลักษณะพิเศษในพื้นที่ในขณะเคลื่อนย้ายใกล้ชิดกับแต่ละอื่น ๆ

ปัจจัยเหล่านี้นำไปสู่การเร่งความเร็วของปฏิกิริยา ตอนนี้ให้เราทำการเปรียบเทียบระหว่างเอนไซม์และตัวเร่งปฏิกิริยานินทรีย์

ในขณะที่คุณสามารถดูการทำงานของเอนไซม์โปรตีนต้องเฉพาะเจาะจง โดยตัวมันเองยังจะเพิ่มว่าส่วนมากของโปรตีนเหล่านี้ยังมีสายพันธุ์ที่เฉพาะเจาะจง ใส่เพียงแค่เอนไซม์มนุษย์แทบจะไม่เหมาะสำหรับหนูตะเภา

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างของเอนไซม์

โครงสร้างของสารเหล่านี้จะถูกแยกออกทันทีสามระดับ โครงสร้างหลักสามารถระบุได้โดยกรดอะมิโนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ เนื่องจากการทำงานของเอนไซม์โปรตีนตัวอย่างของการที่เราได้อ้างถึงซ้ำแล้วซ้ำเล่าในบทความนี้สามารถดำเนินการได้โดยบางประเภทของสารประกอบเท่านั้นเพื่อแจ้งให้พวกเขาได้อย่างแม่นยำบนพื้นฐานนี้เป็นจริงค่อนข้าง

ในฐานะที่เป็นถึงระดับรองดังกล่าวเสริมจะถูกกำหนดโดยความหมายของประเภทที่เพิ่มขึ้นของพันธบัตรที่อาจเกิดขึ้นระหว่างทั้งกรดอะมิโน ไฮโดรเจนสื่อสารนี้ไฟฟ้าสถิตชอบน้ำและ Van der Waals ปฏิสัมพันธ์ อันเป็นผลมาจากความตึงเครียดที่ก่อให้เกิดการเชื่อมต่อเหล่านี้ในส่วนต่างๆของเอนไซม์ที่ผลิตαเกลียว, ห่วงและβ-เส้น

โครงสร้างในระดับอุดมศึกษาเป็นผลมาจากความจริงที่ว่าส่วนที่ค่อนข้างใหญ่ของห่วงโซ่ polypeptide เพียงแค่พับ เส้นที่เกิดจะเรียกว่าโดเมน สุดท้ายการก่อตัวสุดท้ายของโครงสร้างนี้จะเกิดขึ้นเฉพาะหลังจากที่การมีปฏิสัมพันธ์ที่มีเสถียรภาพขึ้นระหว่างโดเมนที่ต่างกัน มันควรจะจำได้ว่าการก่อตัวของโดเมนของตัวเองไปในลักษณะที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์จากแต่ละอื่น ๆ

ลักษณะบางโดเมน

โดยปกติห่วงโซ่เพปไทด์จากที่พวกเขาจะเกิดขึ้นประกอบด้วยประมาณ 150 กรดอะมิโน เมื่อโดเมนโต้ตอบกับแต่ละอื่น ๆ เม็ดที่เกิดขึ้น ตั้งแต่ฟังก์ชั่นที่มีการดำเนินการโดยใช้งานเว็บไซต์ของเอนไซม์ขึ้นอยู่กับพวกเขาควรเข้าใจถึงความสำคัญของกระบวนการนี้

โดเมนของตัวเองที่โดดเด่นด้วยความจริงที่ว่าระหว่างกรดอะมิโนในโครงสร้างของมีปฏิสัมพันธ์มากมาย จำนวนของพวกเขามากขึ้นสำหรับผู้ที่เกิดปฏิกิริยาระหว่างตัวเองโดเมน ดังนั้นช่องระหว่างพวกเขาค่อนข้าง "ช่องโหว่" การกระทำของตัวทำละลายอินทรีย์ต่างๆ ปริมาณการสั่งซื้อ 20-30 ลูกบาศก์อังสตรอมที่เหมาะกับโมเลกุลของน้ำหลาย โดเมนที่ต่างกันมักจะมีซ้ำกันอย่างสมบูรณ์โครงสร้างสามมิติซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับการทำงานของฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง

เว็บไซต์ที่ใช้งาน

ตามกฎการใช้งานเว็บไซต์ที่มีอยู่อย่างเคร่งครัดระหว่างโดเมน ดังนั้นแต่ละที่มีบทบาทสำคัญมากในหลักสูตรของการเกิดปฏิกิริยา เนื่องจากการจัดเรียงของโดเมนนี้พบว่ามีความยืดหยุ่นมากการเคลื่อนไหวในพื้นที่ของเอนไซม์ นี้เป็นสิ่งสำคัญมากเนื่องจากการทำงานของเอนไซม์จะดำเนินการเฉพาะสารที่เหมาะสมสามารถเปลี่ยนตำแหน่งอวกาศ

ระหว่างความยาว polypeptide พันธบัตรในร่างกายของเอนไซม์และโดยวิธีการที่ซับซ้อนฟังก์ชั่นที่พวกเขาดำเนินการมีการเชื่อมโยงโดยตรง บทบาทภาวะแทรกซ้อนทั้งประสบความสำเร็จโดยการสร้างเว็บไซต์ที่ใช้งานของการเกิดปฏิกิริยาระหว่างโดเมนตัวเร่งปฏิกิริยาและเนื่องจากการก่อตัวของโดเมนใหม่ทั้งหมด

โปรตีนบางเอนไซม์ (ตัวอย่าง - ไลโซไซม์และไกลโคเจน) สามารถแตกต่างกันมากในขนาด (129 และ 842 กรดอะมิโนตามลำดับ) แม้ว่าการเกิดปฏิกิริยาเป็นตัวเร่งความแตกแยกของพันธะเคมีชนิดเดียวกัน แตกต่างก็คือเอนไซม์ที่ใหญ่กว่าและขนาดใหญ่สามารถที่จะดีกว่าการควบคุมตำแหน่งในพื้นที่ซึ่งทำให้มั่นใจเสถียรภาพมากขึ้นและ ความเร็วของปฏิกิริยา

การจัดหมวดหมู่หลักของเอนไซม์

ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับและแพร่หลายในโลกคือการจัดหมวดหมู่มาตรฐาน ตามที่เธอจะยืนหลักหกชั้นเรียนกับ subclasses ที่เกี่ยวข้อง เราพิจารณาเพียงขั้นพื้นฐาน นี่พวกเขาคือ

1. Oxidoreductases การทำงานของเอนไซม์ในกรณีนี้ - กระตุ้นปฏิกิริยารีดอกซ์

2. ราน อาจดำเนินการพื้นผิวการถ่ายโอนระหว่างกลุ่มต่อไปนี้:

• หน่วยหนึ่งคาร์บอน
• ซากของลดีไฮด์และคีโตน
• acyl และไกลโคซิส่วนประกอบ
• Alkyl (เป็นข้อยกเว้นไม่สามารถแบก CH3) ตกค้าง
• ฐานไนโตรเจน
• กลุ่มที่มีฟอสฟอรัส

3. hydrolases ในกรณีนี้การทำงานของเอนไซม์คือการแล่งโปรตีนประเภทต่อไปนี้ของสารประกอบนี้:

• เอสเทอ
• ไกลโคไซด์
• เอสเทอและ thioesters
• พันธบัตรประเภทเปปไทด์
• ประเภทความสัมพันธ์ CN (ยกเว้นของเปปไทด์เหมือนกัน)

4. Lyases มีความสามารถในการปล่อยกลุ่มที่มีการก่อตัวที่ตามมาของพันธะคู่ นอกจากนี้อาจมีการดำเนินการขั้นตอนการผกผัน: การเข้าร่วมกลุ่มที่เลือกจะเป็นสองเท่าพันธบัตร

5. Isomerases ในกรณีนี้การทำงานของเอนไซม์โปรตีนมีความซับซ้อนปฏิกิริยาปฏิกิริยา isomeric กลุ่มนี้รวมถึงเอนไซม์ต่อไปนี้:

• Racemase, epimerase
• Tsistransizomerazy
• oxidoreductases intramolecular
• ราน intramolecular
• ไอเลส intramolecular

6. ligases (หรือที่รู้จัก synthetase) พวกเขาจะใช้สำหรับการแยกของเอทีพีในขณะที่การสร้างการเชื่อมต่อบาง

มันเป็นเรื่องง่ายที่จะสังเกตเห็นว่าฟังก์ชั่นของเอนไซม์โปรตีนเป็นสิ่งสำคัญอย่างเหลือเชื่อที่พวกเขาเป็นบางส่วนควบคุมขอบเขตเกือบทั้งหมดของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นทุกวินาทีในร่างกายของคุณ

สิ่งที่เหลืออยู่ของเอนไซม์หลังจากการมีปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิว?

บ่อยครั้งที่เอนไซม์เป็นโปรตีนกำเนิดดาวทรงกลมศูนย์ที่ใช้งานซึ่งเป็นตัวแทนจากกรดอะมิโนที่เดียวกัน ในกรณีอื่น ๆ ในส่วนของศูนย์เชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับมันกลุ่มเทียมหรือโคเอนไซม์ (ATP ตัวอย่างเช่น) ความสัมพันธ์จะลดลงมาก ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เรียกว่า holoenzyme และสารตกค้างของตนหลังจากลบที่เกิดขึ้นเอทีพี apoenzyme

ดังนั้นตามคุณลักษณะนี้เอนไซม์แบ่งออกเป็นกลุ่มต่อไปนี้:

• hydrolase ง่ายไอเลสและ isomerase ซึ่งโดยทั่วไปไม่ได้มีฐานโคเอนไซม์
• โปรตีนเอนไซม์ (ตัวอย่าง - transaminase บางคน) ที่ประกอบไปด้วยกลุ่มเทียม (กรดไลโปอิคเป็นต้น) กลุ่มนี้รวมถึงหลาย peroxidase
• Enizmy ซึ่งการฟื้นฟูโคเอนไซม์ที่จำเป็น เหล่านี้รวมถึงไคเนสส์เช่นเดียวกับส่วนใหญ่ของ oxidoreductases
• ตัวเร่งปฏิกิริยาอื่น ๆ , องค์ประกอบของซึ่งยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างเต็มที่

สารทั้งหมดที่เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มแรกที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหาร ทุกตัวเร่งปฏิกิริยาอื่น ๆ ต้องใช้เงื่อนไขที่เฉพาะเจาะจงมากสำหรับการเปิดใช้งานและดังนั้นจึงจะทำงานเฉพาะในร่างกายหรือในบางทดลองในห้องปฏิบัติการ ดังนั้นการทำงานของเอนไซม์ - นี้เป็นปฏิกิริยาที่เฉพาะเจาะจงมากซึ่งประกอบด้วยในการกระตุ้น (ปฏิกิริยา) ปฏิกิริยาในบางประเภทของเงื่อนไขที่ดีที่กำหนดของร่างกายมนุษย์หรือสัตว์

สิ่งที่เกิดขึ้นในการใช้งานเว็บไซต์หรือทำไมเอนไซม์ทำงานเพื่อให้มีประสิทธิภาพ?

เราได้กล่าวซ้ำ ๆ ว่ากุญแจสู่ความเข้าใจในการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์คือการสร้างศูนย์ที่ใช้งานอยู่ มันจะมีที่เฉพาะเจาะจงผูกพันของพื้นผิวซึ่งเงื่อนไขดังกล่าวมีมากใช้งานมากขึ้นตอบสนอง ในการสั่งซื้อสำหรับคุณที่จะเข้าใจความซับซ้อนของปฏิกิริยาที่มีการดำเนินการออกมีให้เป็นตัวอย่างง่ายๆที่จะเกิดขึ้น การหมักกลูโคส มันเป็นสิ่งจำเป็นครั้งเดียว 12 เอนไซม์! อย่างเท่าเทียมกันมีปฏิสัมพันธ์เรื่องยากที่จะเป็นไปได้เพียง แต่เนื่องจากความจริงที่ว่าโปรตีนที่ทำหน้าที่ของเอนไซม์ที่มีระดับสูงสุดของความจำเพาะ

ประเภทของเอนไซม์ที่เฉพาะเจาะจง

มันเป็นที่แน่นอน ในกรณีนี้ความจำเพาะจะแสดงเพียงหนึ่งกำหนดอย่างเคร่งครัดชนิดเอนไซม์ ดังนั้น urease ปฏิสัมพันธ์เฉพาะกับปุ๋ยยูเรีย กับนมแลคโตสมันเข้าสู่ปฏิกิริยาภายใต้เงื่อนไขใด ๆ นั่นคือสิ่งที่ฟังก์ชั่นจะดำเนินการโดยโปรตีนเอนไซม์ในร่างกาย

นอกจากนี้กลุ่มที่ไม่ใช่เรื่องแปลกที่เฉพาะเจาะจงแน่นอน ในฐานะที่สามารถเข้าใจได้จากชื่อในกรณีนี้มี "เปิดกว้าง" อย่างเคร่งครัดเพื่อให้ระดับของสารอินทรีย์ (เอสเทอรวมทั้งแอลกอฮอล์ที่ซับซ้อนหรือ aldehydes บริการ) ยกตัวอย่างเช่นเปปซินซึ่งเป็นหนึ่งของเอนไซม์ที่สำคัญของกระเพาะอาหารจะแสดงเฉพาะที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการย่อยสลายของพันธบัตรเปปไทด์ dehydrogenase แอลกอฮอล์มีปฏิสัมพันธ์เฉพาะกับแอลกอฮอล์และ laktikodegidraza ไม่แยกสิ่งอื่นนอกเหนือจากกรดอัลฟาไฮดรอกซี

มันเกิดขึ้นว่าลักษณะการทำงานของเอนไซม์เฉพาะกลุ่มของสารประกอบ แต่ภายใต้เงื่อนไขบางประการเอนไซม์สามารถดำเนินการค่อนข้างแตกต่างจากหลัก "วัตถุประสงค์" ของพวกเขาของสาร ในกรณีนี้ตัวเร่งปฏิกิริยา "แนวโน้ม" เพื่อชั้นหนึ่งของสาร แต่ภายใต้เงื่อนไขบางอย่างก็สามารถแล่งและสารประกอบอื่น ๆ (ไม่จำเป็นต้องเทียบเท่า) อย่างไรก็ตามในกรณีนี้การเกิดปฏิกิริยาจะไปช้ามาก

เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายสำหรับความสามารถของ trypsin ที่จะทำหน้าที่ในพันธบัตรเปปไทด์ แต่ไม่กี่คนรู้ว่าโปรตีนที่มีประสิทธิภาพการทำงานของเอนไซม์ในระบบทางเดินอาหารที่ดีอาจทำปฏิกิริยากับสารเอสเตอร์ที่แตกต่างกัน

ในที่สุดก็มีความจำเพาะของออปติคอล เอนไซม์เหล่านี้สามารถโต้ตอบกับความหลากหลายของสารรายการทั้งหมด แต่ภายใต้เงื่อนไขที่ว่าพวกเขามีดีที่กำหนดคุณสมบัติของเลนส์ ดังนั้นการทำงานของเอ็นไซม์ของโปรตีนในกรณีนี้จะคล้ายกับหลักการของการดำเนินการที่ไม่ได้เป็นเอนไซม์ตัวเร่งปฏิกิริยาและความเป็นมานินทรีย์

ปัจจัยอะไรที่ตรวจสอบประสิทธิภาพของปฏิกิริยาทางเคมีหรือไม่

วันนี้ก็เป็นที่เชื่อกันว่าปัจจัยที่เป็นตัวกำหนดระดับที่สูงมากของประสิทธิภาพของเอนไซม์ ได้แก่ :

• มุ่งเน้นผล
• ผลอวกาศปฐมนิเทศ
• ความเก่งกาจของศูนย์ปฏิกิริยาที่ใช้งานอยู่

โดยทั่วไปผลของความเข้มข้นของสารไม่แตกต่างจากที่อยู่ในปฏิกิริยาปฏิกิริยานินทรีย์ ในกรณีนี้มีความเข้มข้นของสารตั้งต้นดังกล่าวซึ่งมีหลายครั้งที่สูงกว่าค่าที่คล้ายกันสำหรับทุกสิ่งอื่น ๆ ปริมาณของการแก้ปัญหาในศูนย์ที่ใช้งานอยู่ ในใจกลางปฏิกิริยาการคัดเลือกเรียงลำดับสารโมเลกุลซึ่งจะต้องตอบสนองกับแต่ละอื่น ๆ มันไม่ได้เป็นเรื่องยากที่จะเดาว่าผลกระทบนี้จะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี คำสั่งหลายขนาด

เมื่อกระบวนการทางเคมีมาตรฐานที่เกิดขึ้นมันเป็นสิ่งสำคัญมากซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลปฏิสัมพันธ์จะชนกัน เพียงแค่ใส่สารของโมเลกุลในช่วงเวลาของการปะทะกันที่จะต้องมุ่งเน้นอย่างเคร่งครัดเมื่อเทียบกับกันและกัน เนื่องจากความจริงที่ว่ามีการดำเนินการภายใต้การบังคับแล้วส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องทั้งหมดจะถูกจัดเป็นเส้นบางปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาที่มีการเร่งตัวขึ้นประมาณสามคำสั่งดังกล่าวเปิดในการใช้งานเว็บไซต์ของเอนไซม์

ภายใต้ multifunctionality ในกรณีนี้มันหมายถึงคุณสมบัติของส่วนประกอบทั้งหมดของเว็บไซต์ที่ใช้งานอยู่ในเวลาเดียวกัน (หรือการประสานงานอย่างเคร่งครัด) การกระทำในโมเลกุล "การรักษา" สาร ประเด็นหนึ่ง (โมเลกุล) ไม่ได้รับการแก้ไขอย่างเหมาะสมเฉพาะในพื้นที่ (ดู. เหนือ) แต่ยังช่วยเปลี่ยนแปลงลักษณะของ ทั้งหมดนี้รวมกันจะนำไปสู่ความจริงที่ว่าเอนไซม์จะกลายเป็นเรื่องง่ายที่จะทำหน้าที่บนพื้นผิวได้ตามต้องการ