Enzymes (enzymes): kahalagahan sa kalusugan, pag-uuri, aplikasyon. Mga enzyme ng halaman (pagkain): mapagkukunan, benepisyo.

Ang mga enzyme (enzymes) ay mga macromolecular substance na may likas na protina na gumaganap ng mga function ng catalysts sa katawan (i-activate at pabilisin ang iba't ibang biochemical reactions). Ang fermentum sa Latin ay nangangahulugang pagbuburo. Ang salitang enzyme ay may mga ugat na Griyego: "en" - sa loob, "zyme" - lebadura. Ang dalawang terminong ito, ang mga enzyme at mga enzyme, ay ginagamit nang palitan, at ang agham ng mga enzyme ay tinatawag na enzymology.

Kahalagahan ng mga enzyme para sa kalusugan. Paglalapat ng mga enzyme

Ang mga enzyme ay tinatawag na mga susi ng buhay para sa isang dahilan. Mayroon silang natatanging pag-aari upang kumilos nang partikular, pili, lamang sa isang makitid na hanay ng mga sangkap. Ang mga enzyme ay hindi maaaring palitan ang bawat isa.

Sa ngayon, higit sa 3 libong mga enzyme ang kilala. Ang bawat cell ng isang buhay na organismo ay naglalaman ng daan-daang iba't ibang mga enzyme. Kung wala ang mga ito, hindi lamang ang panunaw ng pagkain at ang pagbabago nito sa mga sangkap na kayang i-assimilate ng mga selula ay imposible. Ang mga enzyme ay kasangkot sa mga proseso ng pag-renew ng balat, dugo, buto, regulasyon ng metabolismo, paglilinis ng katawan, pagpapagaling ng sugat, visual at auditory perception, ang paggana ng central nervous system, at ang pagpapatupad ng genetic information. Paghinga, pag-urong ng kalamnan, paggana ng puso, paglaki ng selula at paghahati - lahat ng mga prosesong ito ay sinusuportahan ng walang patid na operasyon ng mga sistema ng enzyme.

Napakahalaga ng papel ng mga enzyme sa pagsuporta sa ating kaligtasan sa sakit. Ang mga dalubhasang enzyme ay kasangkot sa paggawa ng mga antibodies na kinakailangan upang labanan ang mga virus at bakterya, i-activate ang gawain ng mga macrophage - malalaking predatory cell na kumikilala at neutralisahin ang anumang mga dayuhang particle na pumapasok sa katawan. Pag-alis ng mga basurang produkto ng mga selula, neutralisasyon ng mga lason, proteksyon laban sa impeksyon - lahat ng ito ay ang mga pag-andar ng mga enzyme.

Ang mga espesyal na enzyme (bacteria, yeast, rennet) ay may mahalagang papel sa paggawa ng mga fermented vegetables, fermented milk products, dough fermentation, at paggawa ng keso.

Pag-uuri ng enzyme

Ayon sa prinsipyo ng pagkilos, ang lahat ng mga enzyme (ayon sa internasyonal na hierarchical classification) ay nahahati sa 6 na klase:

1. Oxidoreductases - catalase, alcohol dehydrogenase, lactate dehydrogenase, polyphenol oxidase, atbp.;
2. Transferases (transfer enzymes) - aminotransferases, acyltransferases, phosphorotransferases, atbp.;
3. Hydrolases - amylase, pepsin, trypsin, pectinase, lactase, maltase, lipoprotein lipase, atbp.;
4. Liase;
5. Isomerases;
6. Ligase (synthetases) - DNA polymerase, atbp.

Ang bawat klase ay binubuo ng mga subclass, at ang bawat subclass ay binubuo ng mga grupo.

Ang lahat ng mga enzyme ay maaaring nahahati sa 3 malalaking grupo:

1. Digestive - kumilos sa gastrointestinal tract, ay responsable para sa pagproseso ng mga nutrients at ang kanilang pagsipsip sa systemic na sirkulasyon. Ang mga enzyme na inilalabas ng mga dingding ng maliit na bituka at ng pancreas ay tinatawag na pancreatic;
2. Pagkain (gulay) - dumating (dapat dumating) na may dalang pagkain. Ang mga pagkain kung saan naroroon ang mga enzyme ng pagkain ay minsang tinutukoy bilang mga live na pagkain;
3. Metabolic - simulan ang mga metabolic na proseso sa loob ng mga selula. Ang bawat sistema ng katawan ng tao ay may sariling network ng mga enzyme.

Ang mga digestive enzyme, naman, ay nahahati sa 3 kategorya:

1. Amylases - salivary amylase, pancreatic lactase, salivary maltase. Ang mga enzyme na ito ay naroroon sa parehong laway at sa bituka. Ang mga ito ay kumikilos sa carbohydrates: ang huli ay bumagsak sa mga simpleng asukal at madaling tumagos sa dugo;
2. Ang mga protease ay ginawa ng pancreas at lining ng tiyan. Tumutulong sila upang matunaw ang mga protina, at gawing normal din ang microflora ng digestive tract. Naroroon sa bituka at gastric juice. Kabilang sa mga protease ang pepsin at chymosin ng tiyan, erepsin ng kilechny juice, pancreatic carboxypeptidase, chymotrypsin, trypsin;
3. Ang lipase ay ginawa ng pancreas. Naroroon sa gastric juice. Tumutulong sa pagsira at pagsipsip ng mga taba.

Ang pagkilos ng mga enzyme

Ang pinakamainam na temperatura para sa mahahalagang aktibidad ng mga enzyme ay tungkol sa 37 degrees, iyon ay, temperatura ng katawan. Ang mga enzyme ay may napakalaking kapangyarihan: ginagawa nilang tumubo ang mga buto, ang mga taba ay "nasusunog". Sa kabilang banda, sila ay lubhang sensitibo: sa mga temperatura na higit sa 42 degrees, ang mga enzyme ay nagsisimulang masira. Ang parehong pagluluto at malalim na pagyeyelo ay pumapatay ng mga enzyme at nawawala ang kanilang sigla. Sa mga de-latang, isterilisado, pasteurized at kahit frozen na pagkain, ang mga enzyme ay bahagyang o ganap na nawasak. Ngunit hindi lamang patay na pagkain, kundi pati na rin ang masyadong malamig at mainit na mga pinggan ay pumapatay ng mga enzyme. Kapag kumakain tayo ng pagkain na sobrang init, pinapatay natin ang digestive enzymes at sinusunog ang esophagus. Ang tiyan ay lubhang lumalaki sa laki, at pagkatapos, dahil sa mga pulikat ng kalamnan na humahawak dito, ito ay nagiging parang suklay ng titi. Bilang isang resulta, ang pagkain ay pumapasok sa duodenum sa isang hindi naprosesong estado. Kung palagi itong nangyayari, maaaring lumitaw ang mga problema tulad ng dysbacteriosis, paninigas ng dumi, bituka, mga ulser sa tiyan. Mula sa malamig na pinggan (sorbetes, halimbawa), ang tiyan ay naghihirap din - una itong lumiliit, at pagkatapos ay tumataas ang laki, at ang mga enzyme ay nagyelo. Nagsisimulang mag-ferment ang ice cream, ang mga gas ay inilabas at ang tao ay namamaga.

Mga enzyme sa pagtunaw

Hindi lihim na ang mahusay na panunaw ay isang mahalagang kondisyon para sa isang buong buhay at aktibong mahabang buhay. Ang mga digestive enzymes ay may mahalagang papel sa prosesong ito. Ang mga ito ay responsable para sa panunaw, adsorption at asimilasyon ng pagkain, pagbuo ng ating katawan tulad ng mga construction worker. Maaari tayong magkaroon ng lahat ng mga materyales sa gusali - mineral, protina, taba, tubig, bitamina, ngunit walang mga enzyme, tulad ng walang mga manggagawa, ang konstruksiyon ay hindi lilipat ng isang hakbang.

Ang isang modernong tao ay kumonsumo ng labis na pagkain, para sa panunaw kung saan halos walang mga enzyme sa katawan, halimbawa, mga pagkaing starchy - pasta, mga produktong panaderya, patatas.

Kung kumain ka ng isang sariwang mansanas, ito ay matutunaw ng sarili nitong mga enzyme, at ang pagkilos ng huli ay nakikita ng mata: ang pagdidilim ng isang makagat na mansanas ay ang gawain ng mga enzyme na nagsisikap na pagalingin ang "sugat", protektahan ang katawan mula sa banta ng amag at bakterya. Ngunit kung magluluto ka ng mansanas upang matunaw ito, ang katawan ay kailangang gumamit ng sarili nitong mga enzyme para sa panunaw, dahil ang lutong pagkain ay walang natural na enzymes. Bilang karagdagan, ang mga enzyme na kinukuha ng mga "patay" na pagkain mula sa ating katawan, nawawala tayo magpakailanman, dahil ang kanilang mga reserba sa ating katawan ay hindi limitado.

Mga enzyme ng halaman (pagkain).

Ang pagkain ng mga pagkaing mayaman sa enzymes ay hindi lamang nagpapadali sa panunaw, ngunit naglalabas din ng enerhiya na magagamit ng katawan para linisin ang atay, pagtatakip ng mga butas sa immune system, pabatain ang mga selula, protektahan laban sa mga tumor, atbp. Kasabay nito, ang isang tao ay nakakaramdam ng gaan sa tiyan, nakakaramdam ng kagalakan, at mukhang maganda. At ang hilaw na hibla ng halaman, na pumapasok sa katawan na may buhay na pagkain, ay kinakailangan upang pakainin ang mga mikroorganismo na gumagawa ng mga metabolic enzymes.

Ang mga enzyme ng halaman ay nagbibigay sa atin ng buhay at enerhiya. Kung magtatanim ka ng dalawang mani sa lupa - ang isa ay pinirito at ang isa ay hilaw, na babad sa tubig, kung gayon ang pinirito ay mabubulok lamang sa lupa, at ang sigla ay magigising sa hilaw na butil sa tagsibol, dahil naglalaman ito ng mga enzyme. At ito ay lubos na posible na ang isang malaking luntiang puno ay tutubo mula dito. Kaya ang isang tao, kumakain ng pagkain na naglalaman ng mga enzyme, kasama nito ay tumatanggap ng buhay. Ang mga pagkaing walang enzyme ay nagiging sanhi ng ating mga cell na gumana nang walang pahinga, labis na trabaho, edad at namamatay. Kung walang sapat na mga enzyme, ang "mga produkto ng basura" ay nagsisimulang maipon sa katawan: mga lason, lason, mga patay na selula. Ito ay humahantong sa pagtaas ng timbang, sakit at maagang pagtanda. Isang kawili-wili at kasabay na malungkot na katotohanan: sa dugo ng mga matatanda, ang nilalaman ng mga enzyme ay halos 100 beses na mas mababa kaysa sa mga kabataan.

mga enzyme sa pagkain. Mga Pinagmumulan ng Enzyme ng Halaman

Ang mga mapagkukunan ng mga enzyme ng pagkain ay mga produktong gulay mula sa hardin, hardin, karagatan. Ang mga ito ay pangunahing mga gulay, prutas, berry, herbs, cereal. Ang mga sariling enzyme ay naglalaman ng mga saging, mangga, papaya, pinya, avocado, halamang aspergillus, mga butil na tumubo. Ang mga enzyme ng halaman ay naroroon lamang sa mga hilaw, nabubuhay na pagkain.

Ang wheat sprouts ay pinagmumulan ng amylase (nagsisira ng carbohydrates), ang mga bunga ng papaya ay naglalaman ng mga protease, at ang mga bunga ng papaya at pinya ay naglalaman ng mga peptidase. Ang mga pinagmumulan ng lipase (pagsira ng taba) ay mga prutas, buto, rhizome, tubers ng mga pananim na cereal, buto ng mustasa at sunflower, buto ng legume. Ang papain (protein-splitting) ay mayaman sa saging, pinya, kiwi, papaya, mangga. Ang pinagmumulan ng lactase (isang enzyme na sumisira sa asukal sa gatas) ay barley malt.

Mga pakinabang ng mga enzyme ng halaman (pagkain) kaysa sa mga enzyme ng hayop (pancreatic).

Ang mga enzyme ng halaman ay nagsisimulang magproseso ng pagkain na nasa tiyan na, at ang pancreatic enzymes ay hindi maaaring gumana sa isang acidic na gastric na kapaligiran. Kapag ang pagkain ay pumasok sa maliit na bituka, ang mga enzyme ng halaman ay pre-digest ito, na binabawasan ang strain sa bituka at nagpapahintulot sa mga nutrients na mas mahusay na masipsip. Bilang karagdagan, ang mga enzyme ng halaman ay nagpapatuloy sa kanilang trabaho sa mga bituka.

Paano kumain upang ang katawan ay may sapat na enzymes?

Napakasimple ng lahat. Ang almusal ay dapat na binubuo ng mga sariwang berry at prutas (kasama ang mga pagkaing protina - cottage cheese, nuts, sour cream). Ang bawat pagkain ay dapat magsimula sa mga salad ng gulay na may mga damo. Ito ay kanais-nais na ang isang pagkain sa isang araw ay kasama lamang ang mga hilaw na prutas, berry at gulay. Ang hapunan ay dapat na magaan - binubuo ng mga gulay (na may isang piraso ng dibdib ng manok, pinakuluang isda o isang bahagi ng pagkaing-dagat). Ilang beses sa isang buwan kapaki-pakinabang na ayusin ang mga araw ng pag-aayuno sa mga prutas o sariwang kinatas na juice.

Para sa mataas na kalidad na asimilasyon ng pagkain at mabuting kalusugan, ang mga enzyme ay hindi maaaring palitan. Sobra sa timbang, allergy, iba't ibang sakit ng gastrointestinal tract - lahat ng ito at maraming iba pang mga problema ay maaaring pagtagumpayan ng isang malusog na diyeta. At ang papel ng mga enzyme sa nutrisyon ay napakalaki. Ang aming gawain ay upang tiyakin na araw-araw at sa sapat na dami ay naroroon sila sa aming mga pinggan. Magandang kalusugan sa iyo!

Mga enzyme, o mga enzyme(mula sa lat. Fermentum- starter) - karaniwang mga molekula ng protina o mga molekula ng RNA (ribozymes) o ang kanilang mga complex na nagpapabilis (nagkakatali) ng mga reaksiyong kemikal sa mga sistema ng buhay. Ang mga reagent sa isang reaksyon na na-catalyze ng mga enzyme ay tinatawag na mga substrate, at ang mga nagresultang sangkap ay tinatawag na mga produkto. Ang mga enzyme ay tiyak sa mga substrate (ATPase catalyzes ang cleavage ng ATP lamang, at phosphorylase kinase phosphorylates lamang phosphorylase).

Ang aktibidad ng enzymatic ay maaaring kontrolin ng mga activator at inhibitor (mga activator - pagtaas, mga inhibitor - pagbaba).

Ang mga enzyme ng protina ay synthesize sa ribosomes, habang ang RNA ay synthesize sa nucleus.

Ang mga terminong "enzyme" at "enzyme" ay matagal nang ginamit bilang mga kasingkahulugan (ang una ay pangunahin sa Russian at German na siyentipikong panitikan, ang pangalawa - sa Ingles at Pranses).

Ang agham ng mga enzyme ay tinatawag enzymology, at hindi fermentology (upang hindi paghaluin ang mga ugat ng mga salita ng Latin at Griyego).

Kasaysayan ng pag-aaral

Termino enzyme iminungkahi noong ika-17 siglo ng chemist na si van Helmont kapag tinatalakay ang mga mekanismo ng panunaw.

Sa con. XVIII - maaga. ika-19 na siglo Nalaman na na ang karne ay natutunaw ng gastric juice, at ang astarch ay na-convert sa asukal sa pamamagitan ng pagkilos ng laway. Gayunpaman, ang mekanismo ng mga phenomena na ito ay hindi alam.

Noong ika-19 na siglo Si Louis Pasteur, na pinag-aaralan ang conversion ng carbohydrates sa ethyl alcohol sa ilalim ng pagkilos ng yeast, ay dumating sa konklusyon na ang prosesong ito (fermentation) ay na-catalyzed ng ilang uri ng mahahalagang puwersa na matatagpuan sa mga selula ng lebadura.

Mahigit isang daang taon na ang nakalilipas ang mga tuntunin enzyme At enzyme sumasalamin sa iba't ibang pananaw sa teoretikal na pagtatalo ni L. Pasteras sa isang banda, at M. BertloiYu. Sa kabilang banda, si Liebig ay tungkol sa kalikasan ng alcoholic fermentation. Sa totoo lang mga enzyme(mula sa lat. fermentum- sourdough) ay tinawag na "organized enzymes" (iyon ay, ang mga buhay na mikroorganismo mismo), at ang termino enzyme(mula sa Greek ἐν- - in- at ζύμη - yeast, sourdough) ay iminungkahi noong 1876. Kuehne para sa "hindi organisadong mga enzyme" na itinago ng mga selula, halimbawa, sa tiyan (pepsin) o bituka (trypsin, amylase). Dalawang taon pagkatapos ng pagkamatay ni L. Pasteur noong 1897, si E. Inilathala ni Buchner ang "Alcoholic Fermentation Without Yeast Cells", kung saan siya ay nag-eksperimentong nagpakita na ang cell-free yeast juice ay nagsasagawa ng alcoholic fermentation sa parehong paraan tulad ng hindi nawasak na mga yeast cell. Noong 1907 siya ay iginawad sa Nobel Prize para sa gawaing ito. Ang unang highly purified crystalline enzyme (urease) ay nahiwalay noong 1926 ni J. Sumner. Sa susunod na 10 taon, ilang higit pang mga enzyme ang nahiwalay, at sa wakas ay napatunayan ang likas na protina ng mga enzyme.

Ang catalytic activity ng RNA ay unang natuklasan noong 1980s sa pre-rRNA ni Thomas Check, na nag-aral ng RNA splicing sa infusoria. Tetrahymena thermophila. Ang ribozyme ay naging bahagi ng Tetrahymena pre-rRNA molecule na naka-encode ng isang intron sa extrachromosomal rDNA gene; ang rehiyon na ito ay nagsagawa ng autosplicing, iyon ay, na-excise ang sarili nito sa panahon ng rRNA maturation.

Mga Pag-andar ng Enzyme

Ang mga enzyme ay naroroon sa lahat ng mga buhay na selula at nag-aambag sa pagbabago ng ilang mga sangkap (substrate) sa iba (mga produkto). Ang mga enzyme ay kumikilos bilang mga katalista sa halos lahat ng mga biochemical na reaksyon na nagaganap sa mga buhay na organismo. Sa pamamagitan ng 2013, higit sa 5,000 iba't ibang mga enzyme ang inilarawan. Sila ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa lahat ng mga proseso ng buhay, pagdidirekta at pagsasaayos ng metabolismo ng katawan.

Tulad ng lahat ng mga catalyst, pinabilis ng mga enzyme ang parehong pasulong at pabalik na mga reaksyon, na nagpapababa sa enerhiya ng pag-activate ng proseso. Ang equilibrium ng kemikal ay hindi inililipat alinman sa pasulong o sa kabilang direksyon. Ang isang natatanging katangian ng mga enzyme kumpara sa mga non-protein catalysts ay ang kanilang mataas na pagtitiyak—ang binding constant ng ilang substrate sa isang protina ay maaaring umabot sa 10–10 mol/l o mas mababa. Ang bawat molekula ng enzyme ay may kakayahang magsagawa mula sa ilang libo hanggang ilang milyong "operasyon" bawat segundo.

Halimbawa, ang isang molekula ng enzyme renin na nasa gastric mucosa ng isang guya ay kumukulo ng humigit-kumulang 106 milk caseinogen molecule sa loob ng 10 minuto sa temperatura na 37 °C.

Kasabay nito, ang kahusayan ng mga enzyme ay mas mataas kaysa sa kahusayan ng mga non-protein catalysts - pinabilis ng mga enzyme ang reaksyon ng milyun-milyon at bilyun-bilyong beses, mga non-protein catalysts - ng daan-daang at libu-libong beses. Tingnan din ang catalytically perfect enzyme

Pag-uuri ng enzyme

Ayon sa uri ng mga catalyzed na reaksyon, ang mga enzyme ay nahahati sa 6 na klase ayon sa hierarchical classification ng enzymes. Ang klasipikasyon ay iminungkahi ng International Union of Biochemistry and Molecular Biology. Ang bawat klase ay naglalaman ng mga subclass, kaya ang isang enzyme ay inilalarawan ng isang set ng apat na numero na pinaghihiwalay ng mga tuldok. Halimbawa, ang pepsin ay may pangalang EC 3.4.23.1. Ang unang numero ay humigit-kumulang na naglalarawan sa mekanismo ng reaksyon na na-catalyze ng enzyme:

CF 1: Oxidoreductase na catalyze ng oksihenasyon o pagbabawas. Halimbawa: catalase, alcohol dehydrogenase.

CF 2: Mga transferase na catalyze ang paglipat ng mga grupo ng kemikal mula sa isang molekula ng substrate patungo sa isa pa. Kabilang sa mga transferase, ang mga kinase na naglilipat ng pangkat ng pospeyt, bilang panuntunan, mula sa molekula ng ATP, ay lalo na nakikilala.

CF 3: Mga hydrolase, catalyzing hydrolysis chemical bonds. Halimbawa: esterases, pepsin, trypsin, amylase, lipoprotein lipase.

CF 4: Liase, catalyzing ang pagsira ng mga kemikal na bono nang walang hydrolysis na may pagbuo ng isang double bond sa isa sa mga produkto.

CF 5: Isomerases, na nag-catalyze ng mga pagbabago sa istruktura o geometriko sa molekula ng substrate.

CF 6: Ligases, na pinapagana ang pagbuo ng mga bono ng kemikal sa pagitan ng mga substrate dahil sa hydrolysis ng ATP. Halimbawa: DNA polymerase.

oxidoreductases ay mga enzyme na nagpapagana ng mga reaksyon ng oksihenasyon at pagbabawas, i.e. paglipat ng mga electron mula sa isang donor patungo sa isang acceptor. Ang oksihenasyon ay ang pag-alis ng mga atomo ng hydrogen mula sa isang substrate, at ang pagbabawas ay ang pagdaragdag ng mga atomo ng hydrogen sa isang acceptor.

Ang mga oxidoreductases ay kinabibilangan ng: dehydrases, oxidases, oxygenases, hydroxylases, peroxidases, catalases. Halimbawa, ang enzyme na alcohol dehydrogenase ay nag-catalyze ng conversion ng isang alkohol sa isang aldehyde.

Ang mga oxireductases na naglilipat ng hydrogen atom o mga electron nang direkta sa mga atomo ng oxygen ay tinatawag na aerobic dehydrogenases (oxidases), habang ang mga oxidoreductases na naglilipat ng hydrogen atom o mga electron mula sa isang bahagi ng respiratory chain ng enzymes patungo sa isa pa ay tinatawag na anaerobic dehydrogenases. Ang isang karaniwang variant ng proseso ng redox sa mga cell ay ang oksihenasyon ng substrate hydrogen atoms na may partisipasyon ng mga oxidoreductases. Ang mga oxidoreductases ay dalawang sangkap na enzyme kung saan ang parehong coenzyme ay maaaring magbigkis sa iba't ibang apoenzyme. Halimbawa, maraming oxidoreductases ang naglalaman ng NAD at NADP bilang mga coenzymes. Sa dulo ng maraming klase ng oxidoreductases (sa posisyon 11) ay mga enzyme tulad ng catalases at peroxidases. Sa kabuuang halaga ng mga protina ng cell peroxisome, hanggang 40 porsiyento ay catalase. Sinisira ng Catalase at peroxidase ang hydrogen peroxide sa mga sumusunod na reaksyon: H2O2 + H2O2 = O2 + 2H2O H2O2 + HO - R - OH = O=R=O + 2H2O Mula sa mga equation na ito, parehong ang pagkakatulad at ang makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng mga reaksyong ito at enzymes agad na lumilitaw. Sa ganitong kahulugan, ang catalase cleavage ng hydrogen peroxide ay isang espesyal na kaso ng reaksyon ng peroxidase, kapag ang hydrogen peroxide ay nagsisilbing parehong substrate at isang acceptor sa unang reaksyon.

Mga transferase- isang hiwalay na klase ng mga enzyme na nagpapagana sa paglipat ng mga functional na grupo at mga residue ng molekular mula sa isang molekula patungo sa isa pa. Malawak na ipinamamahagi sa mga organismo ng halaman at hayop, sila ay kasangkot sa pagbabago ng carbohydrates, lipids, nucleic at amino acids.

Ang mga reaksyon na na-catalyze ng mga transferase ay karaniwang ganito:

A-X + B ↔ A + B-X.

Molecule A dito gumaganap bilang isang donor ng isang pangkat ng mga atomo ( X), at ang molekula B ay isang grupong acceptor. Kadalasan, ang isa sa mga coenzymes ay kumikilos bilang isang donor sa naturang mga reaksyon sa paglilipat. Marami sa mga reaksyon na na-catalyze ng mga transferase ay nababaligtad. Ang mga sistematikong pangalan ng mga enzyme ng klase ay nabuo ayon sa scheme:

"donor:acceptor + group + transferase».

O, bahagyang mas pangkalahatang mga pangalan ang ginagamit, kapag ang pangalan ng alinman sa donor o tagatanggap ng grupo ay kasama sa pangalan ng enzyme:

"donor + grupo + transferase" o "acceptor + group + transferase».

Halimbawa, pinapagana ng aspartate aminotransferase ang paglipat ng isang amino group mula sa isang glutamic acid molecule, ang catechol-O-methyltransferase ay naglilipat ng methyl group ng S-adenosylmethionine sa benzene ring ng iba't ibang catecholamines, at ang ahistone acetyltransferase ay naglilipat ng isang acetyl group mula sa acetyl coenzyme A sa histone sa proseso ng transcription activation.

Bilang karagdagan, ang mga enzyme ng ika-7 subgroup ng mga transferase na naglilipat ng residue ng phosphoric acid gamit ang ATP bilang donor ng phosphate group ay madalas ding tinatawag na kinase; aminotransferases (subgroup 6) ay madalas na tinatawag na transaminases

Mga hydrolase Ang (CF3) ay isang klase ng mga enzyme na nag-catalyze sa hydrolysis ng isang covalent bond. Ang pangkalahatang anyo ng reaksyon na na-catalyze ng isang hydrolase ay ang mga sumusunod:

A–B + H2O → A–OH + B–H

Kasama sa sistematikong pangalan ng hydrolases pangalan ng fissilesubstrate sinundan ng karagdagan -hydrolase. Gayunpaman, bilang isang panuntunan, sa isang maliit na pangalan, ang salitang hydrolase ay tinanggal at tanging ang suffix na "-aza" ay nananatili.

Mga Pangunahing Kinatawan

Esterases: nuclease, phosphodiesterase, lipase, phosphatase;

Glycosidases: amylase, lysozyme, atbp.;

Proteases: trypsin, chymotrypsin, elastase, thrombin, renin, atbp.;

Acid anhydride hydrolase (helicase, GTPase)

Ang pagiging mga katalista, ang mga enzyme ay nagpapabilis sa parehong pasulong at baligtad na mga reaksyon, samakatuwid, halimbawa, ang mga lyases ay nakakapag-catalyze ng reverse reaksyon - ang pagdaragdag ng mga dobleng bono.

Lyazy- isang hiwalay na klase ng mga enzyme na nagpapagana sa mga reaksyon ng non-hydrolytic at non-oxidative breaking ng iba't ibang chemical bond ( C-C, C-O, C-N, C-S at iba pa) ng substrate, nababaligtad na mga reaksyon ng pagbuo at pagkalagot ng dobleng mga bono, na sinamahan ng paghahati o pagdaragdag ng mga grupo ng mga atom sa lugar nito, pati na rin ang pagbuo ng mga cyclic na istruktura.

Sa pangkalahatan, ang mga pangalan ng mga enzyme ay nabuo ayon sa scheme " substrate+ lyase. Gayunpaman, mas madalas na isinasaalang-alang ng pangalan ang subclass ng enzyme. Ang mga lyases ay naiiba sa iba pang mga enzyme dahil ang dalawang substrate ay kasangkot sa mga catalyzed na reaksyon sa isang direksyon, at isa lamang ang kasangkot sa reverse reaction. Ang pangalan ng enzyme ay naglalaman ng mga salitang "decarboxylase" at "aldolase" o "lyase" (pyruvate decarboxylase, oxalate decarboxylase, oxaloacetate decarboxylase, threonine aldolase, phenylserine aldolase, isocitrate lyase, alanine lyase, ATP citrate lyase at iba pa enzymes na catalyze ang mga reaksyon ng tubig cleavage mula sa substrate - "dehydratase" (carbonate dehydratase, citrate dehydratase, serine dehydratase, atbp.). Sa mga kaso kung saan ang reverse reaction lang ang makikita, o ang direksyong ito sa mga reaksyon ay mas makabuluhan, ang pangalan ng mga enzyme ay naglalaman ng salitang "synthase" (malate synthase, 2-isopropylmalate synthase, citrate synthase, hydroxymethylglutaryl-CoA synthase, atbp. ).

Mga halimbawa: histidine decarboxylase, fumarate hydratase.

Isomerases- mga enzyme na nagpapagana ng mga pagbabagong istruktural ng mga isomer (racemization o epimerization). Isomerases catalyze reaksyon tulad ng sumusunod: A → B, kung saan B ay isang isomer ng A.

Ang pangalan ng enzyme ay naglalaman ng salitang " racemase"(alanine-racemase, methionine-racemase, hydroxyproline-racemase, lactate-racemase, atbp.)," epimerase"(aldose-1-epimerase, ribulose phosphate-4-epimerase, UDP-glucuronate-4-epimerase, atbp.)," isomerase"(ribose phosphate isomerase, xylose isomerase, glucosamine phosphate isomerase, enoyl-CoA isomerase, atbp.)," mutaza"(phosphoglycerate mutase, methylaspartate mutase, phosphoglucomutase, atbp.).

Ligaz(lat. ligare- crosslink, connect) - isang enzyme na nagpapagana sa koneksyon ng dalawang molekula sa pagbuo ng isang bagong bono ng kemikal ( ligasyon). Sa kasong ito, kadalasan mayroong isang cleavage (hydrolysis) ng isang maliit na grupo ng kemikal mula sa isa sa mga molekula.

Ang mga ligase ay kabilang sa klase ng EC 6 ng mga enzyme.

Sa molecular biology, ang subclass 6.5 ligases ay inuri sa RNA ligases at DNA ligases.

Mga ligase ng DNA

DNA ligase para sa pag-aayos ng DNA

Mga ligase ng DNA- mga enzyme (EC 6.5.1.1) na nag-catalyze ng covalent crosslinking ng mga DNA strands sa duplex sa panahon ng replication, repair at recombination. Bumubuo sila ng mga tulay na phosphodiester sa pagitan ng 5'-phosphoryl at 3'-hydroxyl na grupo ng mga katabing deoxynucleotides sa mga break ng DNA o sa pagitan ng dalawang molekula ng DNA. Upang mabuo ang mga tulay na ito, ginagamit ng ligases ang enerhiya ng hydrolysis ng pyrophosphoryl bond ng ATP. Ang isa sa mga pinakakaraniwang enzyme na magagamit sa komersyo ay ang bacteriophage T4 DNA ligase.

Mammalian DNA ligases

Sa mga mammal, tatlong pangunahing uri ng DNA ligases ang inuri.

Ang DNA ligase I ay nagpapalit ng mga fragment ng Okazak sa panahon ng pagtitiklop ng lagging DNA strand at kasangkot sa pag-aayos ng excision.

Ang DNA ligase III na may kumplikadong protina ng XRCC1 ay kasangkot sa pag-aayos at recombination ng excision.

Ang DNA ligase IV sa complex na may XRCC4 ay nag-catalyze sa huling non-homologous end joining (NHEJ) na hakbang ng DNA double-strand break. Kinakailangan din para sa V(D)J recombination ng immunoglobulin genes.

Noong nakaraan, ang isa pang uri ng ligase ay nakahiwalay - ang DNA ligase II, na kalaunan ay kinilala bilang isang artifact ng paghihiwalay ng protina, ibig sabihin, ang produkto ng proteolysis ng DNA ligase III.

Mga kumbensyon sa pagpapangalan ng enzyme

Ang mga enzyme ay karaniwang pinangalanan ayon sa uri ng reaksyon na kanilang pinagkakatali, pagdaragdag ng suffix -aza sa pangalan ng substrate ( Halimbawa, ang lactase ay isang enzyme na kasangkot sa conversion ng lactose). Kaya, ang iba't ibang mga enzyme na gumaganap ng parehong function ay magkakaroon ng parehong pangalan. Ang ganitong mga enzyme ay nakikilala sa pamamagitan ng iba pang mga katangian, tulad ng pinakamainam na pH (alkaline phosphatase) o lokalisasyon sa cell (membrane ATPase).

Istraktura at mekanismo ng pagkilos ng mga enzyme

Ang aktibidad ng mga enzyme ay tinutukoy ng kanilang three-dimensional na istraktura.

Tulad ng lahat ng mga protina, ang mga enzyme ay synthesize bilang isang linear na kadena ng mga amino acid na nakatiklop sa isang tiyak na paraan. Ang bawat sequence ng amino acid ay natitiklop sa isang tiyak na paraan, at ang nagresultang molekula (protein globule) ay may mga natatanging katangian. Ang ilang mga chain ng protina ay maaaring pagsamahin sa isang kumplikadong protina. Ang tertiary na istraktura ng mga protina ay nawasak kapag pinainit o nakalantad sa ilang mga kemikal.

Aktibong site ng mga enzyme

Ang pag-aaral ng mekanismo ng isang kemikal na reaksyon na na-catalyze ng isang enzyme, kasama ang pagpapasiya ng mga intermediate at panghuling produkto sa iba't ibang yugto ng reaksyon, ay nagpapahiwatig ng isang tumpak na kaalaman sa geometry ng tertiary na istraktura ng enzyme, ang likas na katangian ng functional. mga grupo ng molekula nito, na tinitiyak ang pagiging tiyak ng pagkilos at mataas na aktibidad ng catalytic sa isang naibigay na substrate, pati na rin ang kemikal na katangian ng site (mga site) ng molekula isang enzyme na nagbibigay ng mataas na rate ng catalytic reaction. Karaniwan, ang mga molekula ng substrate na kasangkot sa mga reaksyong enzymatic ay medyo maliit kumpara sa mga molekula ng enzyme. Kaya, sa panahon ng pagbuo ng mga enzyme-substrate complexes, ang mga limitadong fragment lamang ng pagkakasunud-sunod ng amino acid ng polypeptide chain ay pumapasok sa direktang pakikipag-ugnayan ng kemikal - ang "aktibong sentro" - isang natatanging kumbinasyon ng mga residue ng amino acid sa molekula ng enzyme, na nagbibigay ng direktang pakikipag-ugnayan. kasama ang molekula ng substrate at direktang pakikilahok sa pagkilos ng catalysis.

Sa aktibong sentro ay may kondisyong ilaan ang:

catalytic center - direktang nakikipag-ugnayan sa kemikal sa substrate;

binding center (contact o "anchor" site) - nagbibigay ng tiyak na pagkakaugnay para sa substrate at pagbuo ng enzyme-substrate complex.

Upang ma-catalyze ang isang reaksyon, ang isang enzyme ay dapat magbigkis sa isa o higit pang mga substrate. Ang kadena ng protina ng enzyme ay nakatiklop sa paraan na ang isang puwang, o depresyon, ay nabuo sa ibabaw ng globule, kung saan ang mga substrate ay nagbubuklod. Ang rehiyong ito ay tinatawag na substrate binding site. Kadalasan ito ay nag-tutugma sa aktibong site ng enzyme o matatagpuan malapit dito. Ang ilang mga enzyme ay naglalaman din ng mga binding site para sa mga cofactor o metal ions.

Ang enzyme ay nagbubuklod sa substrate:

nililinis ang substrate mula sa tubig na "fur coat"

inaayos ang mga tumutugong molekula ng substrate sa espasyo sa paraang kinakailangan para magpatuloy ang reaksyon

naghahanda para sa reaksyon (halimbawa, polarize) mga molekula ng substrate.

Karaniwan, ang pagkakabit ng isang enzyme sa isang substrate ay nangyayari dahil sa ionic o hydrogen bond, bihira dahil sa covalent bond. Sa pagtatapos ng reaksyon, ang produkto nito (o mga produkto) ay nahiwalay sa enzyme.

Bilang resulta, binabawasan ng enzyme ang activation energy ng reaksyon. Ito ay dahil sa pagkakaroon ng enzyme, ang reaksyon ay tumatagal ng ibang ruta (sa katunayan, ibang reaksyon ang nangyayari), halimbawa:

Sa kawalan ng isang enzyme:

Sa pagkakaroon ng isang enzyme:

• AF+V = AVF

  AVF \u003d AV + F

kung saan ang A, B - mga substrate, AB - produkto ng reaksyon, F - enzyme.

Ang mga enzyme ay hindi makapagbibigay ng enerhiya para sa mga endergonic na reaksyon (na nangangailangan ng enerhiya) nang mag-isa. Samakatuwid, ang mga enzyme na nagsasagawa ng gayong mga reaksyon ay pinagsama ang mga ito sa mga exergonic na reaksyon na nagpapatuloy sa pagpapalabas ng mas maraming enerhiya. Halimbawa, ang mga reaksyon ng biopolymer synthesis ay madalas na isinama sa reaksyon ng hydrolysis ng ATP.

Ang mga aktibong sentro ng ilang mga enzyme ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi pangkaraniwang bagay ng cooperativity.

Pagtitiyak

Ang mga enzyme ay karaniwang nagpapakita ng mataas na pagtitiyak para sa kanilang mga substrate (pagtitiyak ng substrate). Nakamit ito sa pamamagitan ng bahagyang complementarity ng hugis, pamamahagi ng singil, at mga hydrophobic na rehiyon sa molekula ng substrate at sa substrate na nagbubuklod na site sa enzyme. Ang mga enzyme ay karaniwang nagpapakita rin ng mataas na antas ng stereospecificity (bumubuo lamang ng isa sa mga posibleng stereoisomer bilang isang produkto o gumagamit lamang ng isang stereoisomer bilang substrate), regioselectivity (bumubuo o masira ng isang kemikal na bono sa isa lamang sa mga posibleng posisyon ng substrate), at chemoselectivity (mag-catalyze lamang ng isang kemikal na reaksyon). ng ilang posibleng kundisyon para sa mga kundisyong ito). Sa kabila ng pangkalahatang mataas na antas ng pagtitiyak, ang antas ng substrate at pagtitiyak ng reaksyon ng mga enzyme ay maaaring magkakaiba. Halimbawa, sinira ng endopeptidase trypsin ang peptide bond pagkatapos lamang ng arginine o lysine, kung hindi sila sinusundan ng proline, ang apepsing ay hindi gaanong tiyak at maaaring masira ang peptide bond kasunod ng maraming amino acid.

Noong 1890, iminungkahi ni Emil Fischer na ang pagtitiyak ng mga enzyme ay tinutukoy ng eksaktong pagsusulatan sa pagitan ng anyo ng enzyme at substrate. Ang pagpapalagay na ito ay tinatawag na lock-and-key na modelo. Ang enzyme ay nagbubuklod sa substrate upang bumuo ng isang panandaliang enzyme-substrate complex. Gayunpaman, kahit na ipinapaliwanag ng modelong ito ang mataas na pagtitiyak ng mga enzyme, hindi nito ipinapaliwanag ang kababalaghan ng pag-stabilize ng estado ng paglipat na sinusunod sa pagsasanay.

Induced fit model

Noong 1958, iminungkahi ni Daniel Koshland ang pagbabago ng modelo ng key-lock. Ang mga enzyme ay karaniwang hindi matibay, ngunit nababaluktot na mga molekula. Ang aktibong site ng isang enzyme ay maaaring magbago ng conform pagkatapos ng pagbubuklod sa substrate. Ang mga side group ng amino acids ng aktibong site ay kumukuha ng posisyon na nagpapahintulot sa enzyme na maisagawa ang catalytic function nito. Sa ilang mga kaso, ang molekula ng substrate ay nagbabago rin ng conform pagkatapos na magbuklod sa aktibong site. Sa kaibahan sa modelo ng key-lock, ipinapaliwanag ng induced fit na modelo hindi lamang ang pagtitiyak ng mga enzyme, kundi pati na rin ang pagpapapanatag ng estado ng paglipat. Ang modelong ito ay tinawag na "hand-glove".

Mga pagbabago

Maraming mga enzyme ang sumasailalim sa mga pagbabago pagkatapos ng synthesis ng chain ng protina, kung wala ang enzyme ay hindi nagpapakita ng aktibidad nito sa buong lawak. Ang ganitong mga pagbabago ay tinatawag na post-translational modifications (pagproseso). Ang isa sa mga pinakakaraniwang uri ng pagbabago ay ang pagdaragdag ng mga grupo ng kemikal sa mga side residues ng polypeptide chain. Halimbawa, ang pagdaragdag ng isang residue ng phosphoric acid ay tinatawag na phosphorylation at na-catalyzed ng enzyme kinase. Maraming eukaryotic enzymes ang glycosylated, ibig sabihin, binago ng carbohydrate oligomer.

Ang isa pang karaniwang uri ng post-translational na mga pagbabago ay polypeptide chain cleavage. Halimbawa, ang chymotrypsin (isang protease na kasangkot sa panunaw) ay nakukuha sa pamamagitan ng pag-alis ng polypeptide region mula sa chymotrypsinogen. Ang Chymotrypsinogen ay isang hindi aktibong precursor ng chymotrypsin at na-synthesize sa pancreas. Ang hindi aktibong anyo ay dinadala sa tiyan, kung saan ito ay na-convert sa chymotrypsin. Ang mekanismong ito ay kinakailangan upang maiwasan ang paghahati ng pancreas at iba pang mga tisyu bago pumasok ang enzyme sa tiyan. Ang isang hindi aktibong enzyme precursor ay tinutukoy din bilang isang "zymogen".

Mga cofactors ng enzyme

Ang ilang mga enzyme ay gumaganap ng catalytic function sa kanilang sarili, nang walang anumang karagdagang mga bahagi. Gayunpaman, may mga enzyme na nangangailangan ng mga sangkap na hindi protina para sa catalysis. Ang mga cofactor ay maaaring alinman sa mga di-organikong molekula (metal ions, iron-sulfur cluster, atbp.) o organic (halimbawa, flaviniligem). Ang mga organikong cofactor na malakas na nauugnay sa enzyme ay tinatawag ding prosthetic group. Ang mga organikong cofactor na maaaring ihiwalay sa enzyme ay tinatawag na coenzymes.

Ang isang enzyme na nangangailangan ng isang cofactor upang magpakita ng catalytic na aktibidad, ngunit hindi nakatali dito, ay tinatawag na apo-enzyme. Ang isang apo-enzyme na pinagsama sa isang cofactor ay tinatawag na holo-enzyme. Karamihan sa mga cofactor ay nauugnay sa enzyme sa pamamagitan ng non-covalent ngunit medyo malakas na pakikipag-ugnayan. Mayroon ding mga prosthetic na grupo na covalently na naka-link sa enzyme, halimbawa, thiamine pyrophosphate sa pyruvate dehydrogenase.

Regulasyon ng enzyme

Ang ilang mga enzyme ay may maliliit na molecule binding site at maaaring mga substrate o produkto ng metabolic pathway na pinapasok ng enzyme. Binabawasan o pinapataas nila ang aktibidad ng enzyme, na lumilikha ng pagkakataon para sa feedback.

End product inhibition

Metabolic pathway - isang chain ng sunud-sunod na enzymatic reactions. Kadalasan ang end product ng metabolic pathway ay isang inhibitor ng enzyme na nagpapabilis sa una sa mga reaksyon sa metabolic pathway na iyon. Kung ang pangwakas na produkto ay labis, kung gayon ito ay gumaganap bilang isang inhibitor para sa pinakaunang enzyme, at kung pagkatapos nito ang huling produkto ay nagiging masyadong maliit, pagkatapos ay ang unang enzyme ay muling isasaaktibo. Kaya, ang pagsugpo ng pangwakas na produkto ayon sa prinsipyo ng negatibong feedback ay isang mahalagang paraan upang mapanatili ang homeostasis (ang kamag-anak na katatagan ng mga kondisyon ng panloob na kapaligiran ng katawan).

Impluwensya ng mga kondisyon sa kapaligiran sa aktibidad ng enzyme

Ang aktibidad ng mga enzyme ay nakasalalay sa mga kondisyon sa cell o organismo - presyon, kaasiman ng kapaligiran, temperatura, konsentrasyon ng mga dissolved salts (ionic na lakas ng solusyon), atbp.

Maramihang anyo ng mga enzyme

Ang maraming anyo ng mga enzyme ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya:

Isoenzymes

Mga wastong plural na anyo (totoo)

Isoenzymes- Ang mga ito ay mga enzyme, ang synthesis na kung saan ay naka-encode ng iba't ibang mga gene, mayroon silang iba't ibang mga pangunahing istraktura at iba't ibang mga katangian, ngunit sila ay catalyze sa parehong reaksyon. Mga uri ng isoenzymes:

Organic - glycolytic enzymes sa atay at kalamnan.

Cellular - malate dehydrogenase cytoplasmic at mitochondrial (iba ang mga enzyme, ngunit pinapagana ang parehong reaksyon).

Hybrid - enzymes na may isang quaternary na istraktura, ay nabuo bilang isang resulta ng non-covalent binding ng mga indibidwal na subunits (lactate dehydrogenase - 4 subunits ng 2 uri).

Mutant - ay nabuo bilang isang resulta ng isang solong mutation ng isang gene.

Alloenzymes - naka-encode ng iba't ibang alleles ng parehong gene.

Mga wastong plural na anyo(totoo) ay mga enzyme, ang synthesis na kung saan ay naka-encode ng parehong allele ng parehong gene, mayroon silang parehong pangunahing istraktura at mga katangian, ngunit pagkatapos ng synthesis sa mga ribosomachon, sumasailalim sila sa pagbabago at nagiging iba, bagaman sila ay nag-catalyze ng parehong reaksyon.

Ang mga isoenzyme ay naiiba sa antas ng genetic at naiiba sa pangunahing pagkakasunud-sunod, at ang tunay na maramihang mga anyo ay nagiging iba sa antas ng post-translational.

medikal na kahalagahan

Ang koneksyon sa pagitan ng mga enzyme at namamana na metabolic disease ay unang itinatag ni A. Garrod noong 1910s. Tinawag ni Garrod ang mga sakit na nauugnay sa mga depekto ng enzyme na "inborn errors of metabolism."

Kung ang isang mutation ay nangyayari sa gene na nag-encode ng isang partikular na enzyme, ang amino acid sequence ng enzyme ay maaaring magbago. Kasabay nito, bilang resulta ng karamihan sa mga mutasyon, ang aktibidad ng catalytic nito ay bumababa o ganap na nawawala. Kung ang isang organismo ay tumatanggap ng dalawa sa mga mutant genes na ito (isa mula sa bawat magulang), ang kemikal na reaksyon na na-catalyze ng enzyme na iyon ay titigil na mangyari sa katawan. Halimbawa, ang paglitaw ng mga albino ay nauugnay sa paghinto ng paggawa ng tyrosinase enzyme, na responsable para sa isa sa mga yugto sa synthesis ng dark melanin pigment. Ang Phenylketonuria ay nauugnay sa pagbawas o kawalan ng aktibidad ng phenylalanine-4 -hydroxylase enzyme sa atay.

Sa kasalukuyan, kilala ang daan-daang mga namamana na sakit na nauugnay sa mga depekto ng enzyme. Ang mga pamamaraan para sa paggamot at pag-iwas sa marami sa mga sakit na ito ay binuo.

Praktikal na paggamit

Ang mga enzyme ay malawakang ginagamit sa pambansang ekonomiya - pagkain, industriya ng tela, pharmacology at gamot. Karamihan sa mga gamot ay nakakaapekto sa kurso ng mga proseso ng enzymatic sa katawan, na nagsisimula o huminto sa ilang mga reaksyon.

Ang saklaw ng paggamit ng mga enzyme sa siyentipikong pananaliksik at sa medisina ay mas malawak pa.

ENZYMES, mga organikong sangkap na may likas na protina, na na-synthesize sa mga cell at maraming beses na nagpapabilis sa mga reaksyong nagaganap sa kanila, nang hindi sumasailalim sa mga pagbabagong kemikal. Ang mga sangkap na may katulad na epekto ay umiiral sa walang buhay na kalikasan at tinatawag na mga katalista.

Ang mga enzyme (mula sa Latin na fermentum - fermentation, lebadura) ay tinatawag minsan na mga enzyme (mula sa Griyego en - loob, zyme - lebadura). Ang lahat ng mga nabubuhay na selula ay naglalaman ng isang napakalaking hanay ng mga enzyme, sa catalytic na aktibidad kung saan nakasalalay ang paggana ng mga cell. Halos bawat isa sa maraming iba't ibang mga reaksyon na nagaganap sa cell ay nangangailangan ng partisipasyon ng isang partikular na enzyme. Ang pag-aaral ng mga kemikal na katangian ng mga enzyme at ang mga reaksyon na kanilang pinag-catalyze ay isang espesyal, napakahalagang lugar ng biochemistry - enzymology.

Maraming mga enzyme ang nasa cell sa isang libreng estado, na simpleng natunaw sa cytoplasm; ang iba ay nauugnay sa mga kumplikadong lubos na organisadong istruktura. Mayroon ding mga enzyme na karaniwang nasa labas ng selula; kaya, ang mga enzyme na nagpapagana sa pagkasira ng starch at mga protina ay inilalabas ng pancreas sa mga bituka. Magtago ng mga enzyme at maraming microorganism.

Ang pagkilos ng mga enzyme

Ang mga enzyme na kasangkot sa mga pangunahing proseso ng conversion ng enerhiya, tulad ng pagkasira ng mga asukal, pagbuo at hydrolysis ng high-energy compound na adenosine triphosphate (ATP), ay naroroon sa lahat ng uri ng mga selula - hayop, halaman, bacterial. Gayunpaman, may mga enzyme na ginawa lamang sa mga tisyu ng ilang mga organismo.

Kaya, ang mga enzyme na kasangkot sa synthesis ng selulusa ay matatagpuan sa mga selula ng halaman, ngunit hindi sa mga selula ng hayop. Kaya, mahalagang makilala sa pagitan ng mga "unibersal" na enzyme at mga enzyme na partikular sa ilang uri ng cell. Sa pangkalahatan, kung mas dalubhasa ang isang cell, mas malamang na ma-synthesize nito ang hanay ng mga enzyme na kailangan upang maisagawa ang isang partikular na cellular function.

Ang isang tampok ng mga enzyme ay mayroon silang mataas na pagtitiyak, ibig sabihin, maaari nilang mapabilis ang isang reaksyon lamang o mga reaksyon ng isang uri.

Noong 1890, iminungkahi ni E. G. Fisher na ang pagtitiyak na ito ay dahil sa espesyal na hugis ng molekula ng enzyme, na eksaktong tumutugma sa hugis ng molekula ng substrate. Ang hypothesis na ito ay tinatawag na "key at lock", kung saan ang susi ay inihambing sa substrate, at ang lock - kasama ang enzyme. Ang hypothesis ay na ang substrate ay umaangkop sa enzyme tulad ng isang susi na umaangkop sa isang lock. Ang pagpili ng pagkilos ng enzyme ay nauugnay sa istraktura ng aktibong sentro nito.

Aktibidad ng enzyme

Una sa lahat, ang temperatura ay nakakaapekto sa aktibidad ng enzyme. Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang bilis ng isang reaksiyong kemikal. Ang bilis ng mga molekula ay tumataas, mayroon silang mas maraming pagkakataon na magbanggaan sa isa't isa. Samakatuwid, tumataas ang posibilidad na magkaroon ng reaksyon sa pagitan nila. Ang temperatura na nagbibigay ng pinakamalaking aktibidad ng enzyme ay pinakamainam.

Sa labas ng pinakamainam na temperatura, bumababa ang rate ng reaksyon dahil sa denaturation ng protina. Kapag bumaba ang temperatura, bumababa rin ang rate ng isang kemikal na reaksyon. Sa sandaling ang temperatura ay umabot sa punto ng pagyeyelo, ang enzyme ay hindi aktibo, ngunit hindi ito denature.

Pag-uuri ng enzyme

Noong 1961, iminungkahi ang isang sistematikong pag-uuri ng mga enzyme sa 6 na grupo. Ngunit ang mga pangalan ng mga enzyme ay naging napakahaba at mahirap bigkasin, kaya't kaugalian na ngayon na pangalanan ang mga enzyme gamit ang mga gumaganang pangalan. Ang gumaganang pangalan ay binubuo ng pangalan ng substrate kung saan kumikilos ang enzyme, na sinusundan ng pagtatapos na "aza". Halimbawa, kung ang sangkap ay lactose, iyon ay, asukal sa gatas, kung gayon ang lactase ay ang enzyme na nagpapalit nito. Kung sucrose (ordinaryong asukal), kung gayon ang enzyme na bumabagsak dito ay sucrase. Alinsunod dito, ang mga enzyme na sumisira sa mga protina ay tinatawag na proteinase.

Ang katawan ng tao ay binubuo ng isang malaking bilang ng mga buhay na selula. Ang isang cell ay itinuturing na isang yunit ng isang buhay na organismo, ito ay binubuo ng mga istrukturang katawan, kung saan nagaganap ang mga biochemical reaction. Ang isang mahalagang sangkap na kumokontrol sa pagsasagawa ng mga proseso ng kemikal ay mga enzyme.

Ang papel ng mga enzyme sa katawan

Ang isang enzyme ay isang protina na nagpapabilis sa daloy ng mga reaksiyong kemikal, pangunahin itong nagsisilbing isang activator ng pagkasira at pagbuo ng mga bagong sangkap sa katawan.

Ang mga enzyme ay nagsisilbing mga katalista para sa mga reaksiyong biochemical. Lubos nilang pinapabilis ang proseso ng buhay. Kinokontrol nila ang mga proseso ng paghahati, synthesis, metabolismo, paghinga, sirkulasyon ng dugo, kung wala sila, ang mga reaksyon sa pag-urong ng kalamnan at mga impulses ng nerve ay hindi pumasa. Ang bawat elemento ng istruktura ay naglalaman ng sarili nitong natatanging hanay ng mga enzyme, at kapag ang nilalaman ng isang enzyme ay hindi kasama o nabawasan, ang mga makabuluhang pagbabago ay nangyayari sa katawan, na humahantong sa paglitaw ng mga pathologies.

Pag-uuri ng enzyme

Depende sa istraktura, mayroong dalawang grupo ng mga enzyme.

• Ang mga simpleng enzyme ay may likas na protina. Ang mga ito ay ginawa ng katawan.
• Mga kumplikadong enzyme na binubuo ng isang bahagi ng protina at isang base na hindi protina. Ang mga sangkap na hindi protina ay hindi na-synthesize sa katawan ng tao at dumarating sa atin kasama ng mga sustansya, ang mga ito ay tinatawag na coenzymes. Ang mga hindi protina na sangkap na bahagi ng mga enzyme ay kinabibilangan ng mga bitamina B, bitamina C, at ilang trace elements.

Ang mga enzyme ay inuri ayon sa mga pag-andar na kanilang ginagawa at ang uri ng mga reaksyon na kanilang pinagkakatali.

Ayon sa kanilang mga pag-andar, ang mga enzyme ay nahahati sa:

1. Ang pantunaw, na responsable para sa pagkasira ng mga sustansya, ay matatagpuan pangunahin sa laway, mauhog lamad, pancreas at tiyan. Ang mga kilalang enzyme ay:
   • amylase, sinisira nito ang mga kumplikadong asukal (starch) sa mga simple, sucrose at maltose, na maaaring lumahok sa mahahalagang proseso ng katawan;
   • lipase ay kasangkot sa hydrolysis ng mataba acids, break down taba sa mga bahagi na hinihigop ng katawan;
   • kinokontrol ng mga protease ang pagkasira ng mga protina sa mga amino acid.
2. Kinokontrol ng mga metabolic enzymes ang mga proseso ng metabolic sa antas ng cellular, lumahok sa mga reaksyon ng redox, synthesis ng protina. Kabilang dito ang: adenylate cyclase (regulate energy metabolism), protein kinases at protein dephosphatase (kasangkot sa proseso ng phosphorylation at dephosphorylation).
3. Ang mga proteksiyon ay kasangkot sa mga reaksyon ng pagsalungat ng katawan sa mga nakakapinsalang bakterya at mga virus. Ang isang mahalagang enzyme ay lysozyme, sinisira nito ang mga shell ng mga nakakapinsalang bakterya at pinapagana ang isang bilang ng mga immune reaksyon na nagpoprotekta sa katawan mula sa mga nagpapasiklab na reaksyon.

Ang mga enzyme ay nahahati sa 6 na klase ayon sa uri ng mga reaksyon:

1. Oxidoreductases. Maraming pangkat ng mga enzyme na kasangkot sa mga reaksyon ng redox.
2. Mga transferase. Ang mga enzyme na ito ay responsable para sa paglipat ng mga atomic group, at kasangkot sa pagkasira at synthesis ng mga protina.
3. Ang mga hydrolase ay pumuputol sa mga bono at nagtataguyod ng mga molekula ng tubig upang maisama sa komposisyon ng mga sangkap ng katawan.
4. Isomerases catalyze reaksyon kung saan ang isang sangkap ay pumapasok sa reaksyon at isang sangkap ay nabuo, na pagkatapos ay nakikilahok sa proseso ng buhay. Kaya, ang mga isomerase ay nagsisilbing mga converter ng iba't ibang mga sangkap.
5. Ang mga lyases ay kasangkot sa mga reaksyon kung saan nabuo ang mga metabolic substance at tubig.
6. Ang mga ligase ay nagbibigay ng pagbuo ng mga kumplikadong sangkap mula sa mas simple. Makilahok sa synthesis ng mga amino acid, carbohydrates, protina.

Bakit nangyayari ang kakulangan sa enzyme at bakit ito mapanganib?

Sa kakulangan ng mga enzyme, ang mga pagkabigo ay nagsisimula sa pangkalahatang sistema ng katawan, na humahantong sa mga malubhang sakit. Upang mapanatili ang pinakamainam na balanse ng mga enzyme sa katawan, kinakailangan na balansehin ang iyong diyeta, dahil ang mga sangkap na ito ay synthesize mula sa mga elemento na kinakain natin. Samakatuwid, napakahalaga na matiyak ang paggamit ng mga microelement, bitamina, kapaki-pakinabang na carbohydrates, protina. Ang mga ito ay higit sa lahat ay matatagpuan sa mga sariwang prutas, gulay, walang taba na karne, offal, at isda, pinasingaw man o inihurnong.

Ang mahinang diyeta, pag-inom ng alak, fast food, enerhiya at sintetikong inumin, pati na rin ang mga pagkaing naglalaman ng malaking halaga ng mga tina at mga pampaganda ng lasa, ay negatibong nakakaapekto sa gawain ng pancreas. Siya ang nag-synthesize ng mga enzyme na responsable para sa pagkasira at pagbabago ng mga sustansya. Ang mga malfunctions ng aktibidad ng enzymatic ng pancreas ay humantong sa

>>> Mga enzyme

Ano ang alam mo tungkol sa mga enzyme? Sa kanila ba ginawa ang mga pills na laging naka-advertise sa TV? Nakakatulong ba sila sa pagtunaw ng bundok ng pritong manok at pie? Hindi masyadong maraming impormasyon. Gusto mo bang malaman ang higit pa? Basahin ang artikulong ito.

Ang mga enzyme ay mga sangkap na kung wala ang maraming mga proseso sa katawan ay imposible. Sa katunayan, ang mga enzyme ay kasangkot hindi lamang sa panunaw ng pagkain, kundi pati na rin sa gawain ng central nervous system, sa mga proseso ng paglago ng mga bagong selula.
Ang mga enzyme ay mga protina. Ngunit naglalaman din sila ng mga mineral na asing-gamot. Mayroong maraming mga enzyme at bawat isa ay may ganap na natatanging epekto sa isang makitid na hanay ng mga sangkap. Ang mga enzyme ay hindi maaaring palitan ang bawat isa.

Ang mga enzyme ay maaari lamang kumilos sa mga temperatura na hindi hihigit sa limampu't apat na degree. Ngunit ang masyadong mababang temperatura ay hindi rin nakakatulong sa kanilang aktibidad. Pagkatapos ng lahat, ang mga enzyme ay "gumagana" sa katawan ng tao at ito ang temperatura ng katawan na pinakamainam para sa kanila. Ang sikat ng araw at oxygen ay nakakapinsala sa mga enzyme. Ang metabolismo ng mga taba, protina, mineral at carbohydrates ay nagaganap lamang sa pagkakaroon ng mga enzyme.

Ang mga enzyme ay gumagana sa bituka. Kasabay nito, tinutulungan ng bitamina E ang mga enzyme na maabot ang mga bituka sa isang hindi nagbabagong estado. Ang gawain ng mga enzyme ay makabuluhang binabawasan ang mga gastos sa enerhiya ng katawan para sa pagproseso ng pagkain. Kung hindi ka fan ng mga hilaw na prutas at gulay, malamang na ang iyong katawan ay hindi gumagawa ng sapat na enzymes.

Ang lahat ng mga enzyme ay nahahati sa tatlong pangunahing grupo: amylase, lipase at protease.
Enzyme amylase kinakailangan para sa pagproseso ng carbohydrates. Sa ilalim ng impluwensya ng amylase, ang mga karbohidrat ay nawasak at madaling hinihigop sa dugo. Ang amylase ay naroroon kapwa sa laway at sa bituka. Iba-iba din ang amylase. Ang bawat uri ng asukal ay may sariling uri ng enzyme na ito.

Lipase- Ito ay mga enzyme na nasa gastric juice at ginawa ng pancreas. Ang Lipase ay mahalaga para sa pagsipsip ng mga taba ng katawan.

Protease- Ito ay isang pangkat ng mga enzyme na nasa gastric juice at ginawa din ng pancreas. Bilang karagdagan, ang protease ay naroroon din sa bituka. Ang protease ay mahalaga para sa pagkasira ng mga protina.

May mga enzyme na nagsisimula sa mga proseso ng metabolismo sa loob ng mga selula. Halos walang ganoong sistema sa katawan na hindi makagawa ng sarili nitong mga enzyme. Mayroon ding mga pagkain na may sariling enzymes. Ito ay mga avocado, pineapples, papaya, mangga, saging at iba't ibang usbong na butil.

Ang katawan ay gumagawa din ng tinatawag na proteolytic enzymes, na hindi lamang nakikilahok sa panunaw, ngunit pinapawi din ang pamamaga. Kasama sa mga enzyme na ito ang pancreatin, pepsin, renin, trypsin, at chymotrypsin.

Ang pinakakaraniwan sa form ng dosis ay ang pancreatin enzyme. Ginagamit ito sa kaso ng kakulangan ng mga enzyme sa katawan, upang mapadali ang panunaw ng pagkain, na may mga alerdyi sa pagkain, iba't ibang malubhang sakit sa immune, pati na rin ang iba pang mga kumplikadong panloob na sakit.

Kung nagdurusa ka sa kakulangan ng enzyme, mas mainam na gumamit ng mga gamot na naglalaman ng ilang mga enzyme nang sabay-sabay. Ngunit may mga paghahanda na naglalaman lamang ng isa sa anumang enzyme. Karaniwan, ang paghahanda ng enzyme ay dapat inumin kasama ng pagkain, ngunit kung minsan ito ay mas epektibong inumin pagkatapos kumain. Ang mga gamot na naglalaman ng mga enzyme ay dapat panatilihing nasa refrigerator.

Ang mga paghahanda ng enzyme ay ligtas na matatawag na dietary supplements (biologically active additives). Ngunit hindi pa rin sulit na gamitin ang mga ito nang hindi mapigilan sa loob ng mahabang panahon. Mas mabuting kumonsulta sa doktor.

Magbasa pa: