Съдържание
- Какво е катализатор?
- Ензим: Определение и откриване
- Основи на ензима
- Ензимна активност
- Добре познати ензими
- Ензимна номенклатура
- Ензимни класове
Ензимите са молекули, по-специално протеини, които спомагат за ускоряване на биохимичните реакции чрез взаимодействие със съставките (реагенти и продукти), без да ги променят за постоянно. Този процес на улесняване е известен като катализаи съответно самите ензими са идентифицирани като катализатори.
Ензимите, като много играчи в света на микробиологията, могат да имат дълги и тромави имена, почти всички от тях завършват с „-ase“. Но ако сте запознати с формалната система, в рамките на която са наречени ензимите, можете да разгадаете много мистерии относно дадена функция на ензимите, без да знаете точно каква реакция катализира този ензим.
Какво е катализатор?
Разговорно, катализатор е всяко образувание, което подобрява потока, ефективността или ефективността на дадено начинание. Ако сте треньор по баскетбол и знаете, че пускането на даден популярен играч в играта ще разпали тълпата и отбора като цяло, тогава вие се възползвате от наличието на катализатор.
Човешките катализатори карат нещата да се случват и те са склонни да правят хората около тях също максимално опитни. По същия начин биологичните катализатори могат да направят определени биохимични процеси да изглеждат почти автоматични, когато всъщност тези процеси биха препънали и залитали към неосигурен извод при липса на ензима.
Често катализаторите не се записват във формулата за химическата реакция, в която участва, тъй като по дефиниция катализаторът е непроменен от първоначалната си форма в края на реакцията.
Ензим: Определение и откриване
Към края на 70-те години се установява, че нещо в дрождите може да причини източници на захар да се превърнат в алкохолни напитки много по-бързо, отколкото може да възникне спонтанно, и че същият принцип на ферментация прилага се при стареене на сирене.
Оставени сами при правилните условия, някои видове гниещи плодове в крайна сметка могат да доведат до образуването на етилов алкохол. Добавянето на мая обаче не само ускорява ферментацията, но също така въвежда както предвидимост, така и мярка за контрол в цялата химическа реакция.
„Ензимът“ е от гръцки за „с мая“. Както се използва днес, се отнася до биологичен катализатори в организмите или вещества, които се произвеждат както в полза на жива система.
Основи на ензима
Основната функция на всички ензими е да катализират метаболитните процеси, които протичат в клетката. По-официалната дефиниция на ензима уточнява, че ензимът трябва да действа не само върху реакции в рамките на жива клетка, но е създаден и от организъм - същият или различен.
Отделните ензими могат да бъдат описани по отношение на техните специфичност, Това е мярка за това колко изключителна е ензимната връзка с нейната субстрат или субстрати, Субстратите са молекулите, към които се свързват ензимите, обикновено реагентите. Когато ензим се свързва само с един субстрат в една реакция, това означава абсолютен специфичност. Когато може да се свърже с редица различни, но химически сходни субстрати, ензимът има група специфичност.
Ензимна активност
Колко добре работят ензимите - тоест доколко те са в състояние да повлияят на реакциите, към които са насочени, в сравнение с неутралните условия - зависи от редица фактори. Те включват температура и киселинност, които влияят върху стабилността на всички протеини, а не само на ензимите.
Както бихте очаквали, увеличаването на количеството на субстрата може да увеличи скоростта на реакцията, стига ензимът вече да не е "наситен"; обратно, добавянето на ензими може да ускори реакцията на дадено ниво на субстрата и може да позволи добавянето на повече субстрат, без да се изправи срещу производствен таван.
Скоростта на изчезване на субстрата (и появата на реагентите) в реакции, в които участват ензими, не е линейна, а по-скоро има тенденция към забавяне, тъй като реакцията наближава приключването. Това е представено на графика на концентрация спрямо времето от наклон надолу, който с течение на времето става по-постепенен.
Добре познати ензими
Почти всеки списък от ензими, съдържащ най-известните и най-добре проучените, е почти сигурен, че има катализатори в гликолиза, лимонена киселина (т.е., Кребс или трикарбоксилова киселина) цикъл или и двете. Тези процеси, всеки от които се състои от множество индивидуални реакции, включват разграждането на глюкозата до пируват в клетъчната цитоплазма и превръщането на пируват във въртяща серия от междинни съединения, които в крайна сметка позволяват да се случи аеробно дишане.
Два ензима, участващи в ранната част на гликолизата, са глюкоза-6-фосфатаза и фосфорцитокиназа, докато цитратна синтаза е основен участник в цикъла на лимонената киселина.
Можете ли да прогнозирате какво могат да направят тези ензими въз основа на техните имена? Ако не, опитайте отново след около пет минути.
Ензимна номенклатура
Наименованието на ензима може да не сваля езика с лекота, но такава е цената за приемане на химия. Повечето от имената се състоят от две думи, като първата идентифицира субстрата, върху който действа ензимът, а втората сигнализира типа реакция (повече за този втори атрибут в следващия раздел).
Въпреки че огромен брой имена на ензими завършват с "-ase", редица важни и добре проучени такива не го правят. Всеки списък от ензими, отнасящи се до храносмилането на човека, ще включва трипсин и пепсин, Ензимният суфикс "-ase" обаче сам по себе си не означава нищо повече от факта, че въпросният протеин всъщност е ензим и не адресира функционалните детайли.
Ензимни класове
Има шест основни класа ензими, разделени на категории въз основа на тяхната функция. Повечето от тези класове включват и подкласове. Имената им са полезни при определяне на това, което правят, но само ако знаете някой гръцки или латински.