Enzymer: vad de är, exempel och klassificering

Enzymer är proteiner som katalyserar kemiska reaktioner som förekommer hos levande varelser.

De påskynda reaktionshastigheten, vilket bidrar till ämnesomsättningen. Utan enzymer skulle många reaktioner vara extremt långsamma.

Under reaktionen ändrar inte enzymerna sin sammansättning och konsumeras inte heller. Således kan de delta flera gånger i samma typ av reaktion, på kort tid.

Nästan alla cellulära metabolismreaktioner katalyseras av enzymer.

Ett exempel på enzymaktivitet förekommer i matsmältningsprocessen. Tack vare åtgärden från matsmältnings enzymer, matmolekyler bryts ner till enklare ämnen.

Effektiviteten hos en enzymmolekyl är mycket hög. Det uppskattas att i allmänhet en enzymmolekyl kan omvandla 1000 substratmolekyler till sina respektive produkter, detta på bara 1 minut.

Hur fungerar de?

Varje enzym är specifikt för en typ av reaktion. Det vill säga, de agerar bara på en viss förening och utför alltid samma typ av reaktion.

Föreningen som enzymet verkar på kallas generiskt substrat. Den stora enzymsubstratspecificiteten är relaterad till den tredimensionella formen hos båda.

Enzymet binder till en substratmolekyl i en specifik region som kallas länkwebbplats. För detta genomgår både enzymet och substratet en förändring i konformation för passningen.

De passar perfekt som nycklar i lås. Detta beteende kallas Key-Lock Theory.

Användning av Key-Lock-modellen

Bland de faktorer som förändrar enzymens aktivitet är:

• Temperatur: Temperaturen förutsätter reaktionshastigheten. Extremt höga temperaturer kan denaturera enzymer. Varje enzym fungerar vid en idealisk temperatur.
• pH: Varje enzym har ett pH-område som anses vara idealiskt. Inom dessa värden är aktiviteten maximal.
• Tid: Ju längre enzymet har kontakt med substratet, desto fler produkter kommer att produceras.
• Enzym- och substratkoncentration: Ju högre koncentration av enzym och substrat, desto snabbare blir reaktionen.

Klassificering

Enzymer klassificeras i följande grupper, beroende på vilken typ av kemisk reaktion de katalyserar:

1. Oxido-reduktaser: oxidationsreduktions- eller elektronöverföringsreaktioner. Exempel: Dehydrogenaser och oxidaser.
2. Transferaser: överföring av funktionella grupper såsom amin, fosfat, acyl och karboxi. Exempel: Kinaser och transaminaser.
3. Hydrolaser: kovalenta bindningar hydrolysreaktioner. Exempel: Peptidas.
4. Liases: Kovalenta bindningsbrytande reaktioner och avlägsnande av vatten-, ammoniak- och koldioxidmolekyler. Exempel: Dehydrataser och dekarboxylaser.
5. Isomeraser: interkonverteringsreaktioner mellan optiska eller geometriska isomerer. Exempel: Epimerases.
6. Ligaser: reaktioner av bildandet av nya molekyler från länken mellan två befintliga. Exempel: Syntes.

Exempel och typer

Enzymer bildas av en proteindel, kallad apoenzym och en annan icke-proteindel, kallad kofaktor.

När kofaktorn är en organisk molekyl kallas den koenzym. Många koenzymer är relaterade till vitaminer.

Enzym + kofaktorsatsen kallas holoenzym.

Se några av de viktigaste enzymerna och deras åtgärder:

• katalas: sönderdelar väteperoxid;
• DNA-polymeras eller Omvänt transkriptas: katalyserar DNA-duplicering;
• laktas: underlättar laktoshydrolys;
• Lipas: underlättar matsmältningen av lipider;
• Proteas: agera på proteiner;
• ureas: underlättar nedbrytning av urea;
• Pthyalin eller amylas: verkar på nedbrytningen av stärkelse i munnen och förvandlar den till maltos (minsta molekyl);
• Pepsin eller proteas: agerar på proteiner, nedbryta dem till mindre molekyler;
• Trypsin: deltar i nedbrytningen av osmält proteiner i magen.

Restriktionsenzymer

Restriktionsenzymer eller restriktionsendonukleaser produceras av bakterier.

De kan klippa DNA vid specifika punkter.

Vi kan betrakta dem som en molekylär sax. Restriktionsenzymer är grundläggande för manipulation av DNA.

Vet också om rekombinant DNA.

Ribozymer

Ribozymer är RNA-molekyler som fungerar som enzymer. Många kemiska reaktioner som äger rum i celler katalyseras av RNA.

Liksom proteiner som fungerar som enzymer accelererar dessa RNA-molekyler hastigheten för vissa kemiska reaktioner.

De är också mycket substratspecifika och förblir kemiskt intakta efter reaktionen.

Prestanda för dessa ribozymer är kopplad till olika stadier av proteinsyntes i cellerna.

Läs också om:

• Cellmetabolism
• Matsmältning