Ензими: какви са те, примери и класификация

Ензимите са протеини, които катализират химичните реакции, които се случват в живите същества.

Те ускоряват скоростта на реакциите, което допринася за метаболизма. Без ензими много реакции биха били изключително бавни.

По време на реакцията ензимите не променят състава си и също не се консумират. По този начин те могат да участват няколко пъти в един и същи тип реакция, за кратък период от време.

Почти всички реакции на клетъчния метаболизъм се катализират от ензимите.

Пример за ензимна активност се среща в процеса на храносмилане. Благодарение на действието на храносмилателни ензими, молекулите на храната се разграждат на по-прости вещества.

Ефективността на ензимната молекула е много висока. Изчислено е, че като цяло ензимната молекула е способна да превърне 1000 молекули субстрат в съответните им продукти, това само за 1 минута.

Как работят те?

Всеки ензим е специфичен за даден тип реакция. Тоест, те действат само на определено съединение и винаги провеждат един и същ тип реакция.

Съединението, върху което действа ензимът, се нарича общо

субстрат. Голямата ензимно-субстратна специфичност е свързана с триизмерната форма и на двете.

Ензимът се свързва със субстратна молекула в специфичен регион, наречен сайт с връзки. За това и ензимът, и субстратът се подлагат на промяна в конформацията на фитинга.

Те пасват идеално като ключове в ключалки. Това поведение се нарича Теория за заключване на ключове.

Работа на модела Key-Lock

Сред факторите, които променят активността на ензимите, са:

• Температура: Температурата обуславя скоростта на реакцията. Изключително високите температури могат да денатурират ензимите. Всеки ензим работи при идеална температура.
• рН: Всеки ензим има рН диапазон, считан за идеален. В рамките на тези стойности активността е максимална.
• Време: Колкото по-дълго ензимът има контакт със субстрата, толкова повече продукти ще бъдат произведени.
• Концентрация на ензима и субстрата: Колкото по-висока е концентрацията на ензима и субстрата, толкова по-бърза ще бъде реакцията.

Класификация

Ензимите се класифицират в следните групи, в зависимост от вида на химичната реакция, която катализират:

1. Оксидо-редуктази: реакции на окисление-редукция или електронен трансфер. Пример: Дехидрогенази и оксидази.
2. Трансферази: трансфер на функционални групи като амин, фосфат, ацил и карбокси. Пример: кинази и трансаминази.
3. Хидролази: реакции на хидролиза на ковалентна връзка. Пример: Пептидази.
4. Лиази: Реакции на разкъсване на ковалентни връзки и отстраняване на молекули вода, амоняк и въглероден диоксид. Пример: Дехидратази и декарбоксилази.
5. Изомерази: реакции на взаимно преобразуване между оптични или геометрични изомери. Пример: Епимерази.
6. Лигази: реакции на образуване на нови молекули от връзката между две съществуващи. Пример: Синтетази.

Примери и типове

Ензимите се образуват от протеинова част, наречена апоензим и друга непротеинова част, наречена кофактор.

Когато кофакторът е органична молекула, той се нарича коензим. Много коензими са свързани с витамини.

Извиква се наборът ензим + кофактор холоензим.

Вижте някои от основните ензими и техните действия:

• каталаза: разлага водороден прекис;
• ДНК полимераза или обратна транскриптаза: катализира дублирането на ДНК;
• лактаза: улеснява хидролизата на лактоза;
• Липаза: улеснява храносмилането на липидите;
• Протеаза: действат върху протеините;
• уреаза: улеснява разграждането на урея;
• Птиалин или амилаза: действа върху разграждането на нишестето в устата, превръщайки го в малтоза (най-малката молекула);
• Пепсин или протеаза: действа на протеини, разграждайки ги на по-малки молекули;
• Трипсин: участва в разграждането на неусвоените протеини в стомаха.

Ограничителни ензими

Рестрикционните ензими или рестрикционните ендонуклеази се произвеждат от бактерии.

Те са в състояние да режат ДНК в определени точки.

Можем да ги считаме за молекулярни ножици. Рестрикционните ензими са от основно значение за манипулирането на ДНК.

Също така знайте за рекомбинантна ДНК.

Рибозими

Рибозимите са РНК молекули, които действат като ензими. Много химични реакции, протичащи вътре в клетките, се катализират от РНК.

Подобно на протеините, които действат като ензими, тези молекули на РНК ускоряват скоростта на определени химични реакции.

Те също са силно специфични за субстрата и остават химически непокътнати след реакцията.

Ефективността на тези рибозими е свързана с различни етапи на протеинов синтез в клетките.

Прочетете и за:

• Клетъчен метаболизъм
• Храносмилане