Ensüümid: mis need on, näited ja klassifikatsioon

Ensüümid on valgud, mis katalüüsivad elusolendites esinevaid keemilisi reaktsioone.

Nemad kiirendada reaktsioonide kiirust, mis aitab kaasa ainevahetusele. Ensüümide puudumisel oleksid paljud reaktsioonid äärmiselt aeglased.

Reaktsiooni käigus ei muuda ensüümid oma koostist ja neid ei tarbita ka. Seega saavad nad lühikese aja jooksul mitu korda osaleda sama tüüpi reaktsioonides.

Ensüümid katalüüsivad peaaegu kõiki raku ainevahetuse reaktsioone.

Ensüümide aktiivsuse näide esineb seedimisprotsessis. Tänu seedeensüümid, toidumolekulid jaotatakse lihtsamateks aineteks.

Ensüümi molekuli efektiivsus on väga kõrge. Hinnanguliselt on ensüümimolekul võimeline muundama 1000 substraatmolekuli vastavateks saadusteks, seda vaid ühe minutiga.

Kuidas nad töötavad?

Iga ensüüm on spetsiifiline teatud tüüpi reaktsioonidele. See tähendab, et nad toimivad ainult teatud ühendi suhtes ja viivad läbi alati sama tüüpi reaktsioone.

Ühendit, millel ensüüm toimib, nimetatakse üldiselt substraat. Ensüümi-substraadi suur spetsiifilisus on seotud mõlema kolmemõõtmelise kujuga.

Ensüüm seondub substraadi molekuliga konkreetses piirkonnas, mida nimetatakse lingi sait. Selleks muutuvad nii ensüüm kui ka substraat konformatsioonis, et need sobiksid.

Need sobivad ideaalselt nagu võtmed lukkudes. Seda käitumist nimetatakse Klahviluku teooria.

Key-Lock mudeli töö

Ensüümide aktiivsust muutvate tegurite hulgas on:

• Temperatuur: Temperatuur määrab reaktsioonikiiruse. Äärmiselt kõrge temperatuur võib ensüüme denatureerida. Iga ensüüm töötab ideaalsel temperatuuril.
• pH: Iga ensüümi pH-vahemik on ideaalne. Nende väärtuste piires on aktiivsus maksimaalne.
• Aeg: Mida kauem ensüüm substraadiga kokku puutub, seda rohkem tooteid tekib.
• Ensüümi ja substraadi kontsentratsioon: Mida suurem on ensüümi ja substraadi kontsentratsioon, seda kiiremini reaktsioon toimub.

Klassifikatsioon

Ensüümid klassifitseeritakse järgmistesse rühmadesse vastavalt nende katalüüsitava keemilise reaktsiooni tüübile:

1. Oksido-reduktaasid: oksüdatsiooni-redutseerimise või elektronide ülekandmise reaktsioonid. Näide: Dehüdrogenaasid ja oksidaasid.
2. Transferaasid: funktsionaalsete rühmade nagu amiin, fosfaat, atsüül ja karboksü ülekandmine. Näide: kinaasid ja transaminaasid.
3. Hüdrolaasid: kovalentse sideme hüdrolüüsireaktsioonid. Näide: peptidaasid.
4. Liases: Kovalentsete sidemete purunemisreaktsioonid ning vee, ammoniaagi ja süsinikdioksiidi molekulide eemaldamine. Näide: dehüdrataasid ja dekarboksülaasid.
5. Isomeraasid: optiliste või geomeetriliste isomeeride vahelised konversioonireaktsioonid. Näide: epimeraasid.
6. Ligaasid: uute molekulide moodustumise reaktsioonid kahe olemasoleva vahelise seose kaudu. Näide: süntetaasid.

Näited ja tüübid

Ensüümid moodustatakse valguosast, mida nimetatakse apoensüüm ja veel üks mittevalguline osa, mida nimetatakse kaasfaktor.

Kui kofaktor on orgaaniline molekul, nimetatakse seda koensüüm. Paljud koensüümid on seotud vitamiinid.

Ensüümi + kofaktorite komplekti nimetatakse holoensüüm.

Vaadake mõnda peamist ensüümi ja nende tegevust:

• katalaas: lagundab vesinikperoksiidi;
• DNA polümeraas või pöördtranskriptaas: katalüüsib DNA dubleerimist;
• laktaas: hõlbustab laktoosi hüdrolüüsi;
• Lipaas: hõlbustab lipiidide seedimist;
• Proteaas: toimige valkudega;
• ureaas: hõlbustab karbamiidi lagundamist;
• Pthyalin või Amylase: toimib tärklise lagunemisel suus, muundades selle maltoosiks (väikseim molekul);
• Pepsiin või proteaas: tegutseb valgud, lagundades need väiksemateks molekulideks;
• Trüpsiin: osaleb seedimata valkude lagundamises maos.

Piirangu ensüümid

Bakterid toodavad restriktsiooniensüüme või restriktsiooni endonukleaase.

Nad on võimelised lõikama DNA teatud punktides.

Võime neid pidada molekulaarseteks käärideks. Piiravad ensüümid on DNA manipuleerimisel fundamentaalsed.

Tea ka rekombinantne DNA.

Ribosüümid

Ribosüümid on RNA molekulid, mis toimivad nagu ensüümid. Paljud rakkude sees toimuvad keemilised reaktsioonid katalüüsitakse RNA.

Nagu ensüümidena toimivad valgud, kiirendavad need RNA molekulid teatud keemiliste reaktsioonide kiirust.

Need on ka väga substraadispetsiifilised ja jäävad pärast reaktsiooni keemiliselt puutumatuks.

Nende ribosüümide toimivus on seotud valgusüntees rakkudes.

Loe ka:

• Rakkude ainevahetus
• Seedimine