/ / Proteīna enzīms: olbaltumvielu enzīmu loma, īpašības, funkcija organismā

Olbaltumvielu ferments: loma, īpašības, olbaltumvielu enzīmu darbība organismā

Katrā dzīvā šūnā ir daudzķīmiskās reakcijas. Fermenti (fermenti) ir proteīni ar īpašām un ārkārtīgi svarīgām funkcijām. Tos sauc par biokatalizatoriem. Galvenā proteīnu enzīmu funkcija organismā ir paātrināt bioķīmiskās reakcijas. Sākotnējie reaģenti, kuru molekulas katalizē mijiedarbību, sauc par substrātiem, un gala savienojumi ir produkti.

Dabā fermentu olbaltumvielas darbojas tikai dzīvosistēmas. Bet mūsdienu biotehnoloģijas, klīniskie diagnostika, farmācijā un medicīnā izmanto attīrītus enzīmus vai to kompleksus, kā arī papildu komponentus, kas nepieciešami darbībai sistēmas un datu vizualizācijas, lai pētnieks.

olbaltumvielu ferments

Bioloģiskā nozīme un fermentu īpašības

Bez šīm molekulām dzīvais organisms nevarējadarboties. Visi dzīves procesi darbojas kopā, pateicoties fermentiem. Galvenā olbaltumvielu enzīmu funkcija organismā ir metabolisma regulēšana. Bez tiem normāls metabolisms nav iespējams. Molekulu aktivitātes regulēšana notiek aktivatoru (induktoru) vai inhibitoru iedarbības rezultātā. Kontrole darbojas dažādos proteīnu sintēzes līmeņos. Viņš arī "strādā" jau gatavai molekulai.

Galvenās olbaltumvielu enzīmu īpašības -specifiskums konkrētam substrātam. Un, attiecīgi, spēja katalizēt tikai vienu vai, retāk, virkni reakciju. Parasti šie procesi ir atgriezeniski. Abi fermenti ir atbildīgi par abām funkcijām. Bet tas vēl nav viss.

fermentu olbaltumvielu funkcija organismā

Olbaltumvielu enzīmu nozīme ir būtiska. Bez tiem bioķīmiskās reakcijas nenotiek. Fermentu iedarbības dēļ reaģentiem ir iespējams pārvarēt aktivācijas barjeru bez ievērojamiem enerģijas patēriņa izdevumiem. Ķermenī nav iespējams sildīt temperatūru par 100 ° C vai izmantot agresīvas sastāvdaļas, piemēram, ķīmiskās laboratorijas. Proteīna enzīms apvienojas ar substrātu. Saistītajā stāvoklī ir modifikācija, kurai seko pēdējā atbrīvošana. Tā kā visi ķīmiskās sintēzes procesā izmantotie katalizatori strādā.

Kādi ir olbaltumvielu fermentu molekulas organizācijas līmeņi?

Parasti šīm molekulām ir terciārā (globula) vaiquaternary (vairākas saistītas globules) olbaltumvielu struktūra. Pirmkārt, tie tiek sintezēti lineārā formā. Un tad salokiet nepieciešamo struktūru. Lai nodrošinātu darbību, biokatalizatoram ir vajadzīga noteikta struktūra.

Olbaltumvielu fermenti

Fermentus, tāpat kā citas olbaltumvielas, iznīcina apkure, ārkārtējas pH vērtības, agresīvi ķīmiskie savienojumi.

Fermentu papildu īpašības

Starp tiem izšķir šādas komponentu iezīmes:

  1. Stereospecificitāte - tikai viena produkta veidošanās.
  2. Regioselectivitāte ir ķīmiskās saites pārrāvums vai grupas modifikācija tikai vienā pozīcijā.
  3. Ķīmiski selektīva ir tikai vienas reakcijas katalīze.

Darba pazīmes

Fermentu specifiskums atšķiras. Bet jebkurš enzīms vienmēr ir aktīvs attiecībā uz konkrētu substrātu vai struktūru līdzīgu savienojumu grupu. Bez proteīna katalizatoriem šis īpašums nav. Specifiskumu mēra ar saistošo konstantu (mol / l), kas var sasniegt 10-10 mol / l. Aktīvo fermentu darbs ir ātrs. Viena molekula katalizē tūkstošiem miljonu darbību sekundē. Bioķīmisko reakciju paātrinājuma pakāpe ir ievērojami (1000-100000 reižu) augstāka nekā parastajiem katalizatoriem.

Fermentu iedarbība balstās uz vairākiemmehānismi. Vienkāršākā mijiedarbība notiek ar vienu substrāta molekulu, kam seko produkta veidošanās. Lielākā daļa enzīmu spēj saistīt 2-3 dažādas molekulas, kas nonāk reakcijā. Piemēram, grupas vai atoma pārsūtīšana no viena savienojuma uz otru vai dubultā aizstāšana pēc principa "ping-pong". Šajās reakcijās viens substrāts parasti ir savienots, un otrais ir saistīts ar funkcionālo grupu fermentam.

Fermenta darbības mehānisms ir pētīts, izmantojot šādas metodes:

  1. Starpproduktu un gala produktu definīcijas.
  2. Struktūras un funkcionālo grupu ģeometrijas pētījumi, kas saistīti ar substrātu, un augsta reakcijas ātruma nodrošināšana.
  3. Fermentu gēnu mutācijas un izmaiņas tā sintēzē un aktivitātē.

enzīmu olbaltumvielu loma

Aktīvs un saistošs centrs

Substrāta molekula ir daudz mazāka izmēra,nekā olbaltumvielu ferments. Tādēļ saistīšanās rodas neliela daudzuma biokatalizatora funkcionālo grupu dēļ. Tie veido aktīvo centru, kas sastāv no konkrēta aminoskābju kompleksa. Sastāvā esošajās sarežģītajās olbaltumvielās ir protēžu grupa bez proteīniem, kas var būt arī aktīvā centra daļa.

Ir nepieciešams izcelt atsevišķu fermentu grupu. Tie ir molekulā ietilpst koenzīms pastāvīgi saistošā molekula, un ir atbrīvoti no tā. Pilnībā izveidojušās proteīns ferments sauc holoenzyme, un noņemot kofaktoru - apoenzyme. Kā koenzīmi bieži rīkojas vitamīnus, metālu, atvasinājumi slāpekļa bāzēm (NAD - nikotīnamīda adenīna dinukleotīda, FAD - flāvins adenīna dinukleotīda, FMN - flāvins mononukleotīda).

fermentu proteīnu īpašības

Saistīšanās centrs nodrošina specifiskumuafinitāte pret substrātu. Pateicoties tam, izveidojas stabils substrātu enzīmu komplekss. Klobula struktūra ir konstruēta tā, lai uz virsmas būtu noteikta izmēra niša (plaisa vai dobums), kas nodrošina substrāta saistīšanu. Šī zona parasti atrodas netālu no aktīvā centra. Atsevišķiem fermentiem ir vietas saistīšanai ar kofaktoriem vai metāla joniem.

Secinājums

Olbaltumvielu fermentam ir svarīga loma organismā. Šādas vielas katalizē ķīmiskās reakcijas, ir atbildīgas par metabolisma procesu - vielmaiņu. Jebkurā dzīvā šūnā pastāvīgi notiek simtiem bioķīmisko procesu, tostarp reducējošās reakcijas, savienojumu šķelšanās un sintēze. Pastāvīgi notiek oksidēšanās vielām ar lielu enerģijas izdalīšanos. Tas savukārt tiek tērēts ogļhidrātu, olbaltumvielu, tauku un to kompleksu veidošanos. Šķelšanās produkti ir strukturālie elementi nepieciešamo organisko savienojumu sintēzei.

Lasīt vairāk: