Ферменты - это белки, которые катализируют химические реакции, происходящие в живых существах.
Они ускорить скорость реакции, что способствует обмену веществ. Без ферментов многие реакции были бы чрезвычайно медленными.
В ходе реакции ферменты не меняют свой состав и также не расходуются. Таким образом, они могут участвовать несколько раз в одном и том же типе реакции за короткий промежуток времени.
Почти все реакции клеточного метаболизма катализируются ферментами.
Пример активности ферментов происходит в процессе пищеварения. Благодаря действию пищеварительные ферменты, молекулы пищи распадаются на более простые вещества.
Эффективность молекулы фермента очень высока. Подсчитано, что в целом молекула фермента способна преобразовывать 1000 молекул субстрата в соответствующие продукты всего за 1 минуту.
Как они работают?
Каждый фермент специфичен для своего типа реакции. То есть они действуют только на определенное соединение и всегда проводят однотипные реакции.
Соединение, на которое действует фермент, обычно называется
субстрат. Высокая ферментно-субстратная специфичность связана с их трехмерной формой.Фермент связывается с молекулой субстрата в определенной области, называемой ссылка на сайт. Для этого и фермент, и субстрат претерпевают изменение конформации для подгонки.
Они идеально подходят, как ключи в замках. Такое поведение называется Теория блокировки ключей.
Работа модели Key-Lock
К факторам, влияющим на активность ферментов, относятся:
- Температура: Температурные условия скорости реакции. Чрезвычайно высокие температуры могут денатурировать ферменты. Каждый фермент работает при идеальной температуре.
- pH: Каждый фермент имеет идеальный диапазон pH. В пределах этих значений активность максимальна.
- Время: Чем дольше фермент контактирует с субстратом, тем больше продуктов будет произведено.
- Концентрация ферментов и субстратов: Чем выше концентрация фермента и субстрата, тем быстрее будет реакция.
Классификация
Ферменты подразделяются на следующие группы в зависимости от типа химической реакции, которую они катализируют:
- Оксидоредуктазы: окислительно-восстановительные реакции или реакции переноса электрона. Пример: дегидрогеназы и оксидазы.
- Трансферазы: перенос функциональных групп, таких как амин, фосфат, ацил и карбокси. Пример: киназы и трансаминазы.
- Гидролазы: реакции гидролиза ковалентной связи. Пример: пептидазы.
- Лиасы: Реакции разрыва ковалентных связей и удаления молекул воды, аммиака и диоксида углерода. Пример: дегидратазы и декарбоксилазы.
- Изомеразы: реакции взаимопревращения между оптическими или геометрическими изомерами. Пример: эпимеразы.
- Лигазы: реакции образования новых молекул из связи между двумя уже существующими. Пример: синтетики.
Примеры и типы
Ферменты образуются из белковой части, называемой апофермент и другая небелковая часть, называемая кофактор.
Когда кофактор представляет собой органическую молекулу, его называют кофермент. Многие коферменты относятся к витамины.
Набор фермент + кофактор называется холоэнзим.
Ознакомьтесь с некоторыми из основных ферментов и их действием:
- каталаза: разлагает перекись водорода;
- ДНК-полимераза или же обратная транскриптаза: катализирует дупликацию ДНК;
- лактаза: способствует гидролизу лактозы;
- Липаза: способствует перевариванию липидов;
- Протеаза: действуют на белки;
- уреаза: способствует разложению мочевины;
- Птиалин или амилаза: действует на разложение крахмала во рту, превращая его в мальтозу (мельчайшую молекулу);
- Пепсин или протеаза: действует на белки, разлагая их на более мелкие молекулы;
- Трипсин: участвует в расщеплении непереваренных белков в желудке.
Рестрикционные ферменты
Ферменты рестрикции или эндонуклеазы рестрикции продуцируются бактериями.
Они способны разрезать ДНК в определенных точках.
Мы можем считать их молекулярными ножницами. Рестрикционные ферменты имеют фундаментальное значение для манипуляций с ДНК.
Также знаю о рекомбинантная ДНК.
Рибозимы
Рибозимы - это молекулы РНК, которые действуют как ферменты. Многие химические реакции, происходящие внутри клеток, катализируются РНК.
Подобно белкам, которые действуют как ферменты, эти молекулы РНК ускоряют скорость определенных химических реакций.
Они также обладают высокой субстратной специфичностью и остаются химически неповрежденными после реакции.
Эффективность этих рибозимов связана с различными стадиями синтез белка в камерах.
Также читайте о:
- Клеточный метаболизм
- Пищеварение
