Εκατομμύρια χημικές αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα στο κύτταρο οποιουδήποτε ζωντανού οργανισμού. Καθένα από αυτά έχει μεγάλη σημασία, επομένως είναι σημαντικό να διατηρείται η ταχύτητα των βιολογικών διεργασιών σε υψηλό επίπεδο. Σχεδόν κάθε αντίδραση καταλύεται από το δικό της ένζυμο. Τι είναι τα ένζυμα; Ποιος είναι ο ρόλος τους στο κλουβί;
Ένζυμα. Ορισμός
Ο όρος «ένζυμο» προέρχεται από το λατινικό fermentum - προζύμι. Μπορούν επίσης να ονομαστούν ένζυμα, από το ελληνικό ένζυμο, "στη μαγιά".
Τα ένζυμα είναι βιολογικά δραστικές ουσίες, επομένως οποιαδήποτε αντίδραση λαμβάνει χώρα σε ένα κύτταρο δεν μπορεί να γίνει χωρίς τη συμμετοχή τους. Αυτές οι ουσίες δρουν ως καταλύτες. Συνεπώς, οποιοδήποτε ένζυμο έχει δύο κύριες ιδιότητες:
1) Το ένζυμο επιταχύνει τη βιοχημική αντίδραση, αλλά δεν καταναλώνεται.
2) Η τιμή της σταθεράς ισορροπίας δεν αλλάζει, αλλά απλώς επιταχύνει την επίτευξη αυτής της τιμής.
Τα ένζυμα επιταχύνουν τις βιοχημικές αντιδράσεις κατά χίλιες και σε ορισμένες περιπτώσεις ένα εκατομμύριο φορές. Αυτό σημαίνει ότι απουσία ενζυματικής συσκευής, όλες οι ενδοκυτταρικές διεργασίες πρακτικά θα σταματήσουν και το ίδιο το κύτταρο θα πεθάνει. Επομένως, ο ρόλος των ενζύμων ως βιολογικά δραστικών ουσιών είναι μεγάλος.
Η ποικιλομορφία των ενζύμων σας επιτρέπει να διαφοροποιήσετε τη ρύθμιση του μεταβολισμού των κυττάρων. Σε κάθε καταρράκτη αντιδράσεων, συμμετέχουν πολλά ένζυμα διαφόρων τάξεων. Οι βιολογικοί καταλύτες είναι ιδιαίτερα εκλεκτικοί λόγω της ειδικής διαμόρφωσης του μορίου. Δεδομένου ότι τα ένζυμα στις περισσότερες περιπτώσεις είναι πρωτεϊνικής φύσης, έχουν τριτοταγή ή τεταρτοταγή δομή. Αυτό εξηγείται και πάλι από την ειδικότητα του μορίου.
Λειτουργίες των ενζύμων στο κύτταρο
Το κύριο καθήκον ενός ενζύμου είναι να επιταχύνει την αντίστοιχη αντίδραση. Οποιοσδήποτε καταρράκτης διεργασιών, από την αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου έως τη γλυκόλυση, απαιτεί την παρουσία ενός βιολογικού καταλύτη.
Η σωστή λειτουργία των ενζύμων επιτυγχάνεται με υψηλή εξειδίκευση για ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα. Αυτό σημαίνει ότι ένας καταλύτης μπορεί να επιταχύνει μόνο μια συγκεκριμένη αντίδραση και καμία άλλη, ακόμη και πολύ παρόμοια. Σύμφωνα με τον βαθμό εξειδίκευσης, διακρίνονται οι ακόλουθες ομάδες ενζύμων:
1) Ένζυμα με απόλυτη εξειδίκευση, όταν καταλύεται μόνο μία μεμονωμένη αντίδραση. Για παράδειγμα, η κολλαγενάση διασπά το κολλαγόνο και η μαλτάση διασπά τη μαλτόζη.
2) Ένζυμα με σχετική εξειδίκευση. Αυτό περιλαμβάνει ουσίες που μπορούν να καταλύσουν μια συγκεκριμένη κατηγορία αντιδράσεων, όπως η υδρολυτική διάσπαση.
Η εργασία ενός βιοκαταλύτη ξεκινά από τη στιγμή που το ενεργό κέντρο του προσκολλάται στο υπόστρωμα. Σε αυτή την περίπτωση, μιλάμε για μια συμπληρωματική αλληλεπίδραση όπως μια κλειδαριά και ένα κλειδί. Αυτό αναφέρεται στην πλήρη σύμπτωση του σχήματος του ενεργού κέντρου με το υπόστρωμα, γεγονός που καθιστά δυνατή την επιτάχυνση της αντίδρασης.
Το επόμενο βήμα είναι η ίδια η αντίδραση. Η ταχύτητά του αυξάνεται λόγω της δράσης του ενζυματικού συμπλέγματος. Στο τέλος, παίρνουμε ένα ένζυμο που σχετίζεται με τα προϊόντα της αντίδρασης.
Το τελικό στάδιο είναι η αποκόλληση των προϊόντων αντίδρασης από το ένζυμο, μετά την οποία το ενεργό κέντρο γίνεται ξανά ελεύθερο για την επόμενη εργασία.
Σχηματικά, το έργο του ενζύμου σε κάθε στάδιο μπορεί να γραφτεί ως εξής:
1) S + E --> SE
2) SE --> SP
3) SP --> S + P όπου S είναι το υπόστρωμα, E είναι το ένζυμο και P είναι το προϊόν.
Ταξινόμηση ενζύμων
Στο ανθρώπινο σώμα, μπορείτε να βρείτε μια τεράστια ποσότητα ενζύμων. Όλες οι γνώσεις σχετικά με τις λειτουργίες και το έργο τους συστηματοποιήθηκαν, και ως αποτέλεσμα, εμφανίστηκε μια ενιαία ταξινόμηση, χάρη στην οποία είναι εύκολο να προσδιοριστεί για ποιον σκοπό προορίζεται αυτός ή αυτός ο καταλύτης. Ακολουθούν οι 6 κύριες κατηγορίες ενζύμων, καθώς και παραδείγματα ορισμένων από τις υποομάδες.
Οξειδοαναγωγάσες
Ένζυμα αυτής της κατηγορίας καταλύουν αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Υπάρχουν 17 υποομάδες συνολικά. Οι οξειδορεδουκτάσες συνήθως έχουν ένα μη πρωτεϊνικό μέρος, που αντιπροσωπεύεται από μια βιταμίνη ή αίμη.
Οι ακόλουθες υποομάδες απαντώνται συχνά μεταξύ οξειδοαναγωγασών:
α) Αφυδρογονάσες. Η βιοχημεία των ενζύμων αφυδρογονάσης συνίσταται στην απομάκρυνση των ατόμων υδρογόνου και τη μεταφορά τους σε άλλο υπόστρωμα. Αυτή η υποομάδα απαντάται συχνότερα σε αναπνευστικές αντιδράσεις,φωτοσύνθεση. Η σύνθεση των αφυδρογονασών περιέχει απαραίτητα ένα συνένζυμο με τη μορφή NAD / NADP ή φλαβοπρωτεϊνών FAD / FMN. Συχνά υπάρχουν μεταλλικά ιόντα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν ένζυμα όπως αναγωγάσες κυτοχρώματος, πυροσταφυλική αφυδρογονάση, ισοκιτρική αφυδρογονάση και πολλά ηπατικά ένζυμα (γαλακτική αφυδρογονάση, γλουταμινική αφυδρογονάση, κ.λπ.).
β) Οξειδάση. Ένας αριθμός ενζύμων καταλύει την προσθήκη οξυγόνου στο υδρογόνο, με αποτέλεσμα τα προϊόντα της αντίδρασης να είναι νερό ή υπεροξείδιο του υδρογόνου (H20, H2 0 2). Παραδείγματα ενζύμων: οξειδάση κυτοχρώματος, τυροσινάση.
γ) Οι υπεροξειδάσες και η καταλάση είναι ένζυμα που καταλύουν τη διάσπαση του H2O2 σε οξυγόνο και νερό.
δ) Οξυγενάσες. Αυτοί οι βιοκαταλύτες επιταχύνουν την προσθήκη οξυγόνου στο υπόστρωμα. Η υδροξυλάση της ντοπαμίνης είναι ένα παράδειγμα τέτοιων ενζύμων.
2. Μεταγραφές.
Το καθήκον των ενζύμων αυτής της ομάδας είναι να μεταφέρουν ρίζες από την ουσία δότη στην ουσία αποδέκτη.
α) Μεθυλοτρανσφεράση. Οι μεθυλοτρανσφεράσες του DNA είναι τα κύρια ένζυμα που ελέγχουν τη διαδικασία αντιγραφής του DNA. Η μεθυλίωση νουκλεοτιδίων παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της λειτουργίας νουκλεϊκού οξέος.
β) Ακυλοτρανσφεράσες. Τα ένζυμα αυτής της υποομάδας μεταφέρουν την ακυλομάδα από το ένα μόριο στο άλλο. Παραδείγματα ακυλοτρανσφερασών: ακυλοτρανσφεράση λεκιθινοχοληστερόλης (μεταφέρει μια λειτουργική ομάδα από ένα λιπαρό οξύ στη χοληστερόλη), ακυλοτρανσφεράση λυσοφωσφατιδυλοχολίνης (η ομάδα ακυλίου μεταφέρεται στη λυσοφωσφατιδυλοχολίνη).
γ) Οι αμινοτρανσφεράσες είναι ένζυμα που εμπλέκονται στη μετατροπή των αμινοξέων. Παραδείγματα ενζύμων: αμινοτρανσφεράση αλανίνης, η οποία καταλύει τη σύνθεση της αλανίνης από πυροσταφυλικό και γλουταμικό με μεταφορά αμινομάδας.
δ) Φωσφοτρανσφεράσες. Τα ένζυμα αυτής της υποομάδας καταλύουν την προσθήκη μιας φωσφορικής ομάδας. Ένα άλλο όνομα για τις φωσφοτρανσφεράσες, κινάσες, είναι πολύ πιο συνηθισμένο. Παραδείγματα είναι ένζυμα όπως οι εξοκινάσες και οι ασπαρτικές κινάσες, που προσθέτουν υπολείμματα φωσφόρου στις εξόζες (συνήθως γλυκόζη) και στο ασπαρτικό οξύ, αντίστοιχα.
3. Οι υδρολάσες είναι μια κατηγορία ενζύμων που καταλύουν τη διάσπαση των δεσμών σε ένα μόριο, ακολουθούμενη από την προσθήκη νερού. Οι ουσίες που ανήκουν σε αυτή την ομάδα είναι τα κύρια ένζυμα της πέψης.
α) Εστεράσες - σπάνε αιθέριους δεσμούς. Ένα παράδειγμα είναι οι λιπάσες, οι οποίες διασπούν τα λίπη.
β) Γλυκοσιδάσες. Η βιοχημεία των ενζύμων αυτής της σειράς συνίσταται στην καταστροφή γλυκοσιδικών δεσμών πολυμερών (πολυσακχαρίτες και ολιγοσακχαρίτες). Παραδείγματα: αμυλάση, σακχαράση, μαλτάση.
γ) Οι πεπτιδάσες είναι ένζυμα που καταλύουν τη διάσπαση των πρωτεϊνών σε αμινοξέα. Οι πεπτιδάσες περιλαμβάνουν ένζυμα όπως πεψίνες, θρυψίνη, χυμοθρυψίνη, καρβοξυπεπτιδάση.
δ) Αμιδάσες - διχασμένοι αμιδικοί δεσμοί. Παραδείγματα: αργινάση, ουρεάση, γλουταμινάση, κ.λπ. Πολλά ένζυμα αμιδάσης εμφανίζονται στον κύκλο της ορνιθίνης.
4. Οι λυάσες είναι ένζυμα παρόμοια σε λειτουργία με τις υδρολάσες, ωστόσο, το νερό δεν καταναλώνεται κατά τη διάσπαση των δεσμών στα μόρια. Τα ένζυμα αυτής της κατηγορίας περιέχουν πάντα ένα μη πρωτεϊνικό μέρος, για παράδειγμα, με τη μορφή βιταμινών Β1 ή Β6.
α) Αποκαρβοξυλάσες. Αυτά τα ένζυμα δρουν στον δεσμό C-C. Παραδείγματα είναιχρησιμεύουν ως γλουταμική αποκαρβοξυλάση ή πυροσταφυλική αποκαρβοξυλάση.
β) Οι υδρατάσες και οι αφυδρατάσες είναι ένζυμα που καταλύουν την αντίδραση της διάσπασης των δεσμών C-O.
γ) Αμιδινο-λυάσες - καταστρέφουν τους δεσμούς C-N. Παράδειγμα: ηλεκτρική λυάση αργινίνης.
δ) P-O λυάση. Τέτοια ένζυμα, κατά κανόνα, αποκόπτουν τη φωσφορική ομάδα από την ουσία υποστρώματος. Παράδειγμα: αδενυλική κυκλάση.
Η βιοχημεία των ενζύμων βασίζεται στη δομή τους
Οι ικανότητες κάθε ενζύμου καθορίζονται από την ατομική, μοναδική δομή του. Ένα ένζυμο είναι πρώτα και κύρια μια πρωτεΐνη και η δομή και ο βαθμός αναδίπλωσής του παίζουν καθοριστικό ρόλο στον καθορισμό της λειτουργίας του.
Κάθε βιοκαταλύτης χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός ενεργού κέντρου, το οποίο, με τη σειρά του, χωρίζεται σε πολλές ανεξάρτητες λειτουργικές περιοχές:
1) Το καταλυτικό κέντρο είναι μια ειδική περιοχή της πρωτεΐνης, μέσω της οποίας το ένζυμο συνδέεται με το υπόστρωμα. Ανάλογα με τη διαμόρφωση του μορίου πρωτεΐνης, το καταλυτικό κέντρο μπορεί να λάβει διάφορες μορφές, οι οποίες πρέπει να εφαρμόζουν στο υπόστρωμα με τον ίδιο τρόπο όπως η κλειδαριά σε ένα κλειδί. Μια τέτοια πολύπλοκη δομή εξηγεί γιατί η ενζυματική πρωτεΐνη βρίσκεται σε τριτοταγή ή τεταρτοταγή κατάσταση.
2) Κέντρο προσρόφησης - λειτουργεί ως "κάτοχος". Εδώ, πρώτα απ 'όλα, υπάρχει μια σύνδεση μεταξύ του μορίου του ενζύμου και του μορίου του υποστρώματος. Ωστόσο, οι δεσμοί που σχηματίζονται από το κέντρο προσρόφησης είναι πολύ αδύναμοι, πράγμα που σημαίνει ότι η καταλυτική αντίδραση είναι αναστρέψιμη σε αυτό το στάδιο.
3) Τα αλλοστερικά κέντρα μπορούν να εντοπιστούν ωςστο ενεργό σημείο και σε ολόκληρη την επιφάνεια του ενζύμου ως σύνολο. Η λειτουργία τους είναι να ρυθμίζουν τη λειτουργία του ενζύμου. Η ρύθμιση πραγματοποιείται με τη βοήθεια μορίων αναστολέα και μορίων ενεργοποιητών.
Οι πρωτεΐνες ενεργοποιητές, που συνδέονται με το μόριο του ενζύμου, επιταχύνουν το έργο του. Οι αναστολείς, αντίθετα, αναστέλλουν την καταλυτική δραστηριότητα και αυτό μπορεί να συμβεί με δύο τρόπους: είτε το μόριο συνδέεται στην αλλοστερική θέση στην περιοχή της ενεργού θέσης του ενζύμου (ανταγωνιστική αναστολή), είτε προσκολλάται σε άλλη περιοχή της πρωτεΐνης (μη ανταγωνιστική αναστολή). Η ανταγωνιστική αναστολή θεωρείται πιο αποτελεσματική. Άλλωστε, αυτό κλείνει το μέρος για τη δέσμευση του υποστρώματος με το ένζυμο, και αυτή η διαδικασία είναι δυνατή μόνο σε περίπτωση σχεδόν πλήρους σύμπτωσης του σχήματος του μορίου του αναστολέα και του ενεργού κέντρου.
Ένα ένζυμο συχνά αποτελείται όχι μόνο από αμινοξέα, αλλά και από άλλες οργανικές και ανόργανες ουσίες. Κατά συνέπεια, απομονώνεται το αποένζυμο - το πρωτεϊνικό μέρος, το συνένζυμο - το οργανικό μέρος και ο συμπαράγοντας - το ανόργανο μέρος. Το συνένζυμο μπορεί να αντιπροσωπεύεται από υδατάνθρακες, λίπη, νουκλεϊκά οξέα, βιταμίνες. Με τη σειρά του, ο συμπαράγοντας είναι τις περισσότερες φορές βοηθητικά μεταλλικά ιόντα. Η δραστηριότητα των ενζύμων καθορίζεται από τη δομή του: πρόσθετες ουσίες που συνθέτουν τη σύνθεση αλλάζουν τις καταλυτικές ιδιότητες. Διάφοροι τύποι ενζύμων είναι το αποτέλεσμα ενός συνδυασμού όλων των παραπάνω παραγόντων σχηματισμού συμπλόκου.
Ρύθμιση των ενζύμων
Τα ένζυμα ως βιολογικά δραστικές ουσίες δεν είναι πάντα απαραίτητα για τον οργανισμό. Η βιοχημεία των ενζύμων είναι τέτοια που μπορούν να βλάψουν ένα ζωντανό κύτταρο σε περίπτωση υπερβολικής κατάλυσης. Για να αποφευχθούν οι βλαβερές συνέπειες των ενζύμων στον οργανισμό, είναι απαραίτητο να ρυθμιστεί με κάποιο τρόπο η εργασία τους.
Τ. Δεδομένου ότι τα ένζυμα είναι πρωτεϊνικής φύσης, καταστρέφονται εύκολα σε υψηλές θερμοκρασίες. Η διαδικασία μετουσίωσης είναι αναστρέψιμη, αλλά μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη λειτουργία των ουσιών.
Το
pH παίζει επίσης μεγάλο ρόλο στη ρύθμιση. Η υψηλότερη δραστηριότητα των ενζύμων, κατά κανόνα, παρατηρείται σε ουδέτερες τιμές pH (7,0-7,2). Υπάρχουν επίσης ένζυμα που λειτουργούν μόνο σε όξινο περιβάλλον ή μόνο σε αλκαλικό. Έτσι, στα κυτταρικά λυσοσώματα, διατηρείται ένα χαμηλό pH, στο οποίο η δραστηριότητα των υδρολυτικών ενζύμων είναι μέγιστη. Εάν εισέλθουν κατά λάθος στο κυτταρόπλασμα, όπου το περιβάλλον είναι ήδη πιο κοντά στο ουδέτερο, η δραστηριότητά τους θα μειωθεί. Μια τέτοια προστασία από την «αυτοφαγία» βασίζεται στις ιδιαιτερότητες της δράσης των υδρολασών.
Αξίζει να αναφερθεί η σημασία του συνενζύμου και του συμπαράγοντα στη σύνθεση των ενζύμων. Η παρουσία βιταμινών ή ιόντων μετάλλων επηρεάζει σημαντικά τη λειτουργία ορισμένων συγκεκριμένων ενζύμων.
Ονοματολογία ενζύμων
Όλα τα ένζυμα του σώματος συνήθως ονομάζονται ανάλογα με το αν ανήκουν σε κάποια από τις κατηγορίες, καθώς και με το υπόστρωμα με το οποίο αντιδρούν. Μερικές φορές, σύμφωνα με τη συστηματική ονοματολογία, δεν χρησιμοποιούνται ένα, αλλά δύο υποστρώματα στο όνομα.
Παραδείγματα ονομάτων ορισμένων ενζύμων:
- Ηπατικά ένζυμα: γαλακτικό-αφυδρογονάση, γλουταμινική αφυδρογονάση.
- Πλήρης συστηματική ονομασία του ενζύμου: lactate-NAD+-oxidoreduct-ase.
Υπάρχουν επίσης ασήμαντα ονόματα που δεν τηρούν τους κανόνες της ονοματολογίας. Παραδείγματα είναι τα πεπτικά ένζυμα: θρυψίνη, χυμοθρυψίνη, πεψίνη.
Διαδικασία σύνθεσης ενζύμου
Οι λειτουργίες των ενζύμων προσδιορίζονται σε γενετικό επίπεδο. Δεδομένου ότι ένα μόριο είναι σε μεγάλο βαθμό πρωτεΐνη, η σύνθεσή του επαναλαμβάνει ακριβώς τις διαδικασίες της μεταγραφής και της μετάφρασης.
Η σύνθεση των ενζύμων γίνεται σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα. Αρχικά, διαβάζονται πληροφορίες για το επιθυμητό ένζυμο από το DNA, ως αποτέλεσμα του οποίου σχηματίζεται mRNA. Το αγγελιοφόρο RNA κωδικοποιεί όλα τα αμινοξέα που συνθέτουν το ένζυμο. Η ρύθμιση των ενζύμων μπορεί επίσης να συμβεί σε επίπεδο DNA: εάν το προϊόν της καταλυόμενης αντίδρασης είναι επαρκές, η γονιδιακή μεταγραφή σταματά και αντίστροφα, εάν υπάρχει ανάγκη για ένα προϊόν, ενεργοποιείται η διαδικασία μεταγραφής.
Αφού το mRNA εισέλθει στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, ξεκινά το επόμενο στάδιο - μετάφραση. Στα ριβοσώματα του ενδοπλασματικού δικτύου, συντίθεται μια πρωτογενής αλυσίδα, που αποτελείται από αμινοξέα που συνδέονται με πεπτιδικούς δεσμούς. Ωστόσο, το μόριο πρωτεΐνης στην πρωτογενή δομή δεν μπορεί ακόμη να εκτελέσει τις ενζυμικές του λειτουργίες.
Η δραστηριότητα των ενζύμων εξαρτάται από τη δομή της πρωτεΐνης. Στο ίδιο ER, συμβαίνει συστροφή πρωτεΐνης, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται πρώτα δευτερογενείς και στη συνέχεια τριτοταγείς δομές. Η σύνθεση ορισμένων ενζύμων σταματά ήδη σε αυτό το στάδιο, ωστόσο, για να ενεργοποιηθεί η καταλυτική δραστηριότητα, είναι συχνά απαραίτητοπροσθήκη συνενζύμου και συμπαράγοντα.
Σε ορισμένες περιοχές του ενδοπλασματικού δικτύου συνδέονται τα οργανικά συστατικά του ενζύμου: μονοσακχαρίτες, νουκλεϊκά οξέα, λίπη, βιταμίνες. Ορισμένα ένζυμα δεν μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς την παρουσία ενός συνενζύμου.
Ο συμπαράγοντας παίζει καθοριστικό ρόλο στο σχηματισμό της Τεταρτοταγούς δομής της πρωτεΐνης. Ορισμένες λειτουργίες των ενζύμων είναι διαθέσιμες μόνο όταν η πρωτεΐνη φτάσει στην οργάνωση του τομέα. Ως εκ τούτου, η παρουσία μιας τεταρτοταγούς δομής είναι πολύ σημαντική για αυτούς, στην οποία ο συνδετικός κρίκος μεταξύ πολλών πρωτεϊνικών σφαιριδίων είναι ένα μεταλλικό ιόν.
Πολλαπλές μορφές ενζύμων
Υπάρχουν περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να υπάρχουν πολλά ένζυμα που καταλύουν την ίδια αντίδραση, αλλά διαφέρουν μεταξύ τους σε ορισμένες παραμέτρους. Για παράδειγμα, ένα ένζυμο μπορεί να λειτουργήσει στους 20 βαθμούς, αλλά στους 0 βαθμούς δεν θα είναι πλέον σε θέση να εκτελέσει τις λειτουργίες του. Τι πρέπει να κάνει ένας ζωντανός οργανισμός σε μια τέτοια κατάσταση σε χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος;
Αυτό το πρόβλημα λύνεται εύκολα με την παρουσία πολλών ενζύμων ταυτόχρονα, που καταλύουν την ίδια αντίδραση, αλλά λειτουργούν υπό διαφορετικές συνθήκες. Υπάρχουν δύο τύποι πολλαπλών μορφών ενζύμων:
- Ισοένζυμα. Τέτοιες πρωτεΐνες κωδικοποιούνται από διαφορετικά γονίδια, αποτελούνται από διαφορετικά αμινοξέα, αλλά καταλύουν την ίδια αντίδραση.
- Αληθινοί τύποι πληθυντικού. Αυτές οι πρωτεΐνες μεταγράφονται από το ίδιο γονίδιο, αλλά τα πεπτίδια τροποποιούνται στα ριβοσώματα. Η έξοδος είναι πολλές μορφές του ίδιου ενζύμου.
ΒΩς αποτέλεσμα, ο πρώτος τύπος πολλαπλών μορφών σχηματίζεται σε γενετικό επίπεδο, ενώ ο δεύτερος τύπος σχηματίζεται στο μετα-μεταφραστικό επίπεδο.
Σημασία των ενζύμων
Η χρήση ενζύμων στην ιατρική περιορίζεται στην απελευθέρωση νέων φαρμάκων, στα οποία οι ουσίες βρίσκονται ήδη στις σωστές ποσότητες. Οι επιστήμονες δεν έχουν βρει ακόμη τρόπο να διεγείρουν τη σύνθεση των ενζύμων που λείπουν στον οργανισμό, αλλά σήμερα είναι ευρέως διαθέσιμα φάρμακα που μπορούν προσωρινά να αναπληρώσουν την έλλειψή τους.
Διαφορετικά ένζυμα στο κύτταρο καταλύουν μια μεγάλη ποικιλία αντιδράσεων που συντηρούν τη ζωή. Ένας από αυτούς τους ενισμούς είναι εκπρόσωποι της ομάδας των νουκλεασών: ενδονουκλεάσες και εξωνουκλεάσες. Η δουλειά τους είναι να διατηρούν ένα σταθερό επίπεδο νουκλεϊκών οξέων στο κύτταρο, αφαιρώντας το κατεστραμμένο DNA και RNA.
Μην ξεχνάτε ένα φαινόμενο όπως η πήξη του αίματος. Ως αποτελεσματικό μέτρο προστασίας, αυτή η διαδικασία βρίσκεται υπό τον έλεγχο ενός αριθμού ενζύμων. Η κύρια είναι η θρομβίνη, η οποία μετατρέπει το ανενεργό πρωτεϊνικό ινωδογόνο σε ενεργό ινώδες. Τα νήματα του δημιουργούν ένα είδος δικτύου που φράζει το σημείο της βλάβης στο αγγείο, αποτρέποντας έτσι την υπερβολική απώλεια αίματος.
Τα ένζυμα χρησιμοποιούνται στην οινοποίηση, στη ζυθοποιία, στην παραγωγή πολλών γαλακτοκομικών προϊόντων που έχουν υποστεί ζύμωση. Η μαγιά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή αλκοόλης από γλυκόζη, αλλά ένα εκχύλισμα από αυτήν είναι αρκετό για την επιτυχή ροή αυτής της διαδικασίας.
Ενδιαφέροντα γεγονότα που δεν γνωρίζατε
- Όλα τα ένζυμα του σώματος έχουν τεράστια μάζα - από 5000 έως1000000 Ναι. Αυτό οφείλεται στην παρουσία πρωτεΐνης στο μόριο. Για σύγκριση: το μοριακό βάρος της γλυκόζης είναι 180 Da και το διοξείδιο του άνθρακα είναι μόνο 44 Da.
- Μέχρι σήμερα, έχουν ανακαλυφθεί περισσότερα από 2000 ένζυμα που έχουν βρεθεί στα κύτταρα διαφόρων οργανισμών. Ωστόσο, οι περισσότερες από αυτές τις ουσίες δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητές.
- Η ενζυμική δραστηριότητα χρησιμοποιείται για την παραγωγή αποτελεσματικών απορρυπαντικών πλυντηρίων ρούχων. Εδώ, τα ένζυμα έχουν τον ίδιο ρόλο με το σώμα: διασπούν την οργανική ύλη και αυτή η ιδιότητα βοηθά στην καταπολέμηση των λεκέδων. Συνιστάται η χρήση παρόμοιας σκόνης πλυσίματος σε θερμοκρασία όχι μεγαλύτερη από 50 βαθμούς, διαφορετικά μπορεί να συμβεί η διαδικασία μετουσίωσης.
- Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, το 20% των ανθρώπων σε όλο τον κόσμο υποφέρουν από έλλειψη οποιουδήποτε από τα ένζυμα.
- Οι ιδιότητες των ενζύμων ήταν γνωστές εδώ και πολύ καιρό, αλλά μόλις το 1897 οι άνθρωποι συνειδητοποίησαν ότι όχι η ίδια η μαγιά, αλλά το εκχύλισμα από τα κύτταρά τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ζύμωση της ζάχαρης σε αλκοόλ.
