Enzimek: mik ezek, példák és osztályozás

Az enzimek olyan fehérjék, amelyek az élőlényekben előforduló kémiai reakciókat katalizálják.

Ők gyorsítsa fel a reakciók sebességét, amely hozzájárul az anyagcseréhez. Enzimek nélkül sok reakció rendkívül lassú lenne.

A reakció során az enzimek nem változtatják meg összetételüket, és nem is fogyasztják őket. Így többször is részt vehetnek azonos típusú reakcióban, rövid idő alatt.

Szinte az összes sejtanyagcsere-reakciót enzimek katalizálják.

Az enzimaktivitás példája fordul elő az emésztési folyamatban. Akciójának köszönhetően emésztőenzimek, az élelmiszer-molekulákat egyszerűbb anyagokra bontják.

Egy enzimmolekula hatékonysága nagyon magas. Becslések szerint egy enzimmolekula képes 1000 szubsztrátmolekulát átalakítani a megfelelő termékeikké, ez mindössze 1 perc alatt.

Hogyan működnek?

Minden enzim specifikus egy reakciótípusra. Vagyis csak egy bizonyos vegyületre hatnak, és mindig ugyanazt a reakciót hajtják végre.

A vegyületet, amelyre az enzim hat, általában hívják szubsztrát. A nagy enzim-szubsztrát-specifitás mindkettő háromdimenziós alakjával függ össze.

Az enzim az úgynevezett specifikus régióban kötődik egy szubsztrátmolekulához link site. Ehhez mind az enzim, mind a szubsztrát átalakul a konformáción, hogy illeszkedjen.

Tökéletesen illenek, mint a kulcsok a zárakban. Ezt a viselkedést nevezzük Billentyűzár elmélet.

A Key-Lock modell működése

Az enzimek aktivitását megváltoztató tényezők a következők:

• Hőfok: A hőmérséklet meghatározza a reakció sebességét. A rendkívül magas hőmérséklet denaturálja az enzimeket. Minden enzim ideális hőmérsékleten működik.
• pH: Minden enzim pH-tartománya ideális. Ezen értékeken belül az aktivitás maximális.
• Idő: Minél hosszabb ideig érintkezik az enzim a szubsztráttal, annál több termék keletkezik.
• Enzim- és szubsztrátkoncentráció: Minél magasabb az enzim és a szubsztrát koncentrációja, annál gyorsabb a reakció.

Osztályozás

Az enzimeket a következő csoportokba sorolják az általuk katalizált kémiai reakció típusa szerint:

1. Oxido-reduktázok: oxidációs-redukciós vagy elektrontranszfer-reakciók. Példa: Dehidrogenázok és oxidázok.
2. Transferázok: funkcionális csoportok, például amin, foszfát, acil és karboxi átadása. Példa: kinázok és transzaminázok.
3. Hidrolázok: kovalens kötés hidrolízis reakciói. Példa: Peptidázok.
4. Liases: Kovalens kötésbontási reakciók és a víz, ammónia és szén-dioxid molekulák eltávolítása. Példa: dehidratázok és dekarboxilázok.
5. Izomerázok: interkonverziós reakciók optikai vagy geometriai izomerek között. Példa: Epimerázok.
6. Ligázok: új molekulák kialakulásának reakciói két már létező molekula közötti kapcsolatból. Példa: szintetázok.

Példák és típusok

Az enzimeket egy fehérje rész alkotja, az úgynevezett apoenzim és egy másik nem fehérje rész, az úgynevezett kofaktor.

Ha a kofaktor szerves molekula, akkor az ún koenzim. Számos koenzim kapcsolódik a vitaminok.

Az enzim + kofaktor készletet ún holoenzim.

Tekintse meg a fő enzimek és azok hatásait:

• kataláz: lebontja a hidrogén-peroxidot;
• DNS-polimeráz vagy reverz transzkriptáz: katalizálja a DNS duplikációt;
• laktáz: megkönnyíti a laktóz hidrolízisét;
• Lipáz: megkönnyíti a lipidek emésztését;
• Proteáz: hat a fehérjékre;
• ureaz: megkönnyíti a karbamid lebomlását;
• Pthyalin vagy Amylase: a szájban lévő keményítő lebontására hat, maltózzá (legkisebb molekula) alakítja át;
• Pepszin vagy proteáz: cselekszik fehérjék, lebontva őket kisebb molekulákká;
• Tripszin: részt vesz az emésztetlen fehérjék lebontásában a gyomorban.

Korlátozás Enzimek

A restrikciós enzimeket vagy restrikciós endonukleázokat baktériumok termelik.

Bizonyos pontokon képesek kivágni a DNS-t.

Molekuláris ollónak tekinthetjük őket. A restrikciós enzimek alapvetőek a DNS manipulálásában.

Is tudni rekombináns DNS.

Ribozimek

A ribozimek olyan RNS-molekulák, amelyek enzimként működnek. Számos kémiai reakciót, amely a sejtek belsejében zajlik, katalizálja RNS.

Az enzimként működő fehérjékhez hasonlóan ezek az RNS-molekulák is felgyorsítják bizonyos kémiai reakciók sebességét.

Emellett erősen szubsztrátspecifikusak és kémiailag érintetlenek maradnak a reakció után.

Ezeknek a ribozimoknak a teljesítménye a protein szintézis a cellákban.

Olvassa el a következőket is:

• Sejtanyagcsere
• Emésztés