ENZYMES, các chất hữu cơ có bản chất protein, được tổng hợp trong tế bào và nhiều lần đẩy nhanh các phản ứng xảy ra trong đó mà không trải qua quá trình biến đổi hóa học. Các chất có tác dụng tương tự tồn tại trong tự nhiên vô sinh và được gọi là chất xúc tác.

Enzyme (từ tiếng Latinh fermentum - lên men, men) đôi khi được gọi là enzyme (từ tiếng Hy Lạp en - bên trong, zyme - men). Tất cả các tế bào sống đều chứa một tập hợp rất lớn các enzym, hoạt động xúc tác mà hoạt động của tế bào phụ thuộc vào chúng. Hầu như mỗi phản ứng khác nhau xảy ra trong tế bào đều cần có sự tham gia của một loại enzym cụ thể. Nghiên cứu tính chất hóa học của enzym và các phản ứng do chúng xúc tác là một lĩnh vực đặc biệt, rất quan trọng của hóa sinh - enzym học.

Nhiều enzyme ở trong tế bào ở trạng thái tự do, được hòa tan đơn giản trong tế bào chất; những người khác được liên kết với các cấu trúc phức tạp có tổ chức cao. Ngoài ra còn có các enzyme bình thường bên ngoài tế bào; do đó, các enzyme xúc tác quá trình phân hủy tinh bột và protein được tuyến tụy tiết vào ruột. Tiết ra enzim và nhiều vi sinh vật.

Hoạt động của enzym

Các enzym tham gia vào các quá trình chuyển đổi năng lượng cơ bản, chẳng hạn như phân hủy đường, hình thành và thủy phân hợp chất năng lượng cao adenosine triphosphate (ATP), có mặt trong tất cả các loại tế bào - động vật, thực vật, vi khuẩn. Tuy nhiên, có những enzym chỉ được sản xuất trong mô của một số sinh vật.

Do đó, các enzyme tham gia vào quá trình tổng hợp cellulose được tìm thấy trong tế bào thực vật, nhưng không có trong tế bào động vật. Vì vậy, điều quan trọng là phải phân biệt giữa enzyme "phổ quát" và enzyme đặc hiệu cho một số loại tế bào. Nói chung, một tế bào càng chuyên biệt thì càng có nhiều khả năng tổng hợp một tập hợp các enzym cần thiết để thực hiện một chức năng cụ thể của tế bào.

Một đặc điểm của enzyme là chúng có tính đặc hiệu cao, tức là chúng chỉ có thể tăng tốc một phản ứng hoặc các phản ứng thuộc một loại.

Năm 1890, E. G. Fisher cho rằng tính đặc hiệu này là do hình dạng đặc biệt của phân tử enzym khớp hoàn toàn với hình dạng của phân tử cơ chất. Giả thuyết này được gọi là "chìa khóa và khóa", trong đó chìa khóa được so sánh với chất nền và khóa - với enzyme. Giả thuyết cho rằng chất nền phù hợp với enzyme giống như chìa khóa phù hợp với ổ khóa. Tính chọn lọc của hoạt động enzyme có liên quan đến cấu trúc của trung tâm hoạt động của nó.

Hoạt động enzyme

Trước hết, nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme. Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng hóa học tăng. Tốc độ của các phân tử tăng lên, chúng có nhiều cơ hội va chạm với nhau hơn. Do đó, khả năng xảy ra phản ứng giữa chúng sẽ tăng lên. Nhiệt độ cung cấp hoạt động lớn nhất của enzyme là tối ưu.

Ngoài nhiệt độ tối ưu, tốc độ phản ứng giảm do protein bị biến tính. Khi nhiệt độ giảm, tốc độ phản ứng hóa học cũng giảm. Tại thời điểm nhiệt độ đạt đến điểm đóng băng, enzyme bị vô hiệu hóa, nhưng nó không bị biến tính.

phân loại enzym

Năm 1961, một hệ thống phân loại enzyme thành 6 nhóm đã được đề xuất. Nhưng tên của các enzyme hóa ra rất dài và khó phát âm, vì vậy hiện nay người ta thường đặt tên cho enzyme bằng tên hoạt động. Tên làm việc bao gồm tên của chất nền mà enzyme hoạt động, theo sau là phần cuối "aza". Ví dụ, nếu chất đó là đường sữa, tức là đường sữa, thì lactase là enzyme chuyển hóa nó. Nếu sucrose (đường thông thường), thì enzyme phân hủy nó là sucrase. Theo đó, các enzyme phân hủy protein được gọi là proteinase.

Các quá trình hóa học khác nhau là cơ sở cho sự sống của bất kỳ sinh vật nào. Enzyme đóng vai trò chính trong chúng. Enzym hay enzym là chất xúc tác sinh học tự nhiên. Trong cơ thể con người, chúng tham gia tích cực vào quá trình tiêu hóa thức ăn, hoạt động của hệ thần kinh trung ương và kích thích sự phát triển của các tế bào mới. Về bản chất, enzyme là các protein được thiết kế để tăng tốc các phản ứng sinh hóa khác nhau trong cơ thể. Sự phân hủy protein, chất béo, carbohydrate và khoáng chất là quá trình trong đó enzyme là một trong những thành phần hoạt động chính.

Có khá nhiều loại enzyme, mỗi loại được thiết kế để hoạt động trên một chất cụ thể. Các phân tử protein là duy nhất và không thể thay thế lẫn nhau. Hoạt động của họ đòi hỏi một phạm vi nhiệt độ nhất định. Đối với enzyme của con người, nhiệt độ cơ thể bình thường là lý tưởng. Oxy và ánh sáng mặt trời phá hủy các enzym.

Đặc điểm chung của enzym

Là chất hữu cơ có nguồn gốc protein, enzyme hoạt động theo nguyên tắc của chất xúc tác vô cơ, thúc đẩy phản ứng trong các tế bào mà chúng được tổng hợp. Một từ đồng nghĩa với tên của các phân tử protein như vậy là enzyme. Hầu như tất cả các phản ứng trong tế bào đều xảy ra với sự tham gia của các enzym cụ thể. Chúng được chia thành hai phần. Đầu tiên trực tiếp là phần protein, được đại diện bởi protein có cấu trúc bậc ba và được gọi là apoenzyme, thứ hai là trung tâm hoạt động của enzyme, được gọi là coenzyme. Loại thứ hai có thể là các chất hữu cơ / vô cơ, và chính nó đóng vai trò là "máy gia tốc" chính của các phản ứng sinh hóa trong tế bào. Cả hai phần tạo thành một phân tử protein duy nhất gọi là holoenzyme.

Mỗi enzyme được thiết kế để hoạt động trên một chất cụ thể, được gọi là cơ chất. Kết quả của phản ứng đã xảy ra được gọi là sản phẩm. Bản thân tên của các enzym thường được hình thành trên cơ sở tên của chất nền có thêm đuôi "-aza". Ví dụ, một loại enzyme được thiết kế để phân hủy axit succinic (succinate) được gọi là succinate dehydrogenase. Ngoài ra, tên của phân tử protein được xác định bởi loại phản ứng mà nó cung cấp. Do đó, dehydrogenase chịu trách nhiệm cho quá trình tái tạo và oxy hóa, và hydrolase chịu trách nhiệm cho sự phân cắt các liên kết hóa học.

Hoạt động của các loại enzyme khác nhau được hướng đến một số chất nền. Đó là, sự tham gia của các phân tử protein trong các phản ứng sinh hóa nhất định là riêng lẻ. Mỗi enzym được liên kết với cơ chất của nó và chỉ có thể hoạt động với nó. Apoenzyme chịu trách nhiệm cho sự liên tục của kết nối này.

Enzyme có thể cư trú ở trạng thái tự do trong tế bào chất của tế bào hoặc tương tác với các cấu trúc phức tạp hơn. Ngoài ra còn có một số loại trong số chúng hoạt động bên ngoài tế bào. Chúng bao gồm, ví dụ, các enzym phân hủy protein và tinh bột. Ngoài ra, enzyme có thể được sản xuất bởi các vi sinh vật khác nhau.

Để nghiên cứu các enzym và các quá trình xảy ra với sự tham gia của chúng, một lĩnh vực khoa học sinh hóa riêng biệt được dự định - enzym học. Lần đầu tiên, thông tin về các phân tử protein đặc biệt hoạt động theo nguyên tắc của chất xúc tác xuất hiện do nghiên cứu các quá trình tiêu hóa và phản ứng lên men xảy ra trong cơ thể con người. Một đóng góp đáng kể cho sự phát triển của enzym học hiện đại là do L. Pasteur, người tin rằng tất cả các phản ứng sinh hóa trong cơ thể xảy ra với sự tham gia của các tế bào sống độc quyền. Những "người tham gia" vô tri vô giác của những phản ứng như vậy lần đầu tiên được công bố bởi E. Buchner vào đầu thế kỷ 20. Vào thời điểm đó, nhà nghiên cứu đã có thể xác định rằng chiết xuất nấm men không có tế bào hoạt động như một chất xúc tác trong quá trình lên men sucrose, sau đó giải phóng rượu etylic và carbon dioxide. Khám phá này là một động lực quyết định cho một nghiên cứu chi tiết về cái gọi là chất xúc tác của các quá trình sinh hóa khác nhau trong cơ thể.

Vào năm 1926, enzyme đầu tiên, urease, đã được phân lập. Tác giả của khám phá là J. Sumner, một nhân viên của Đại học Cornell. Sau đó, trong vòng một thập kỷ, các nhà khoa học đã phân lập được một số enzym khác và bản chất protein của tất cả các chất xúc tác hữu cơ cuối cùng đã được chứng minh. Đến nay, thế giới biết đến hơn 700 loại enzym khác nhau. Nhưng đồng thời, enzyme hiện đại tiếp tục tích cực nghiên cứu, phân lập và nghiên cứu tính chất của một số loại phân tử protein.

Enzyme: bản chất protein

Ngoài ra, enzyme thường được chia thành đơn giản và phức tạp. Loại thứ nhất là các hợp chất bao gồm các axit amin, chẳng hạn như trypsin, pepsin hoặc lysozyme. Các enzym phức tạp, như đã đề cập ở trên, bao gồm một phần protein với các axit amin (apoenzyme) và một phần phi protein, được gọi là cofactor. Chỉ các enzym phức tạp mới có thể tham gia vào các phản ứng sinh học. Ngoài ra, giống như protein, enzyme là đơn chất và polyme, nghĩa là chúng bao gồm một hoặc nhiều tiểu đơn vị.

Các tính chất chung của enzyme với tư cách là cấu trúc protein là:

• hiệu quả của hành động, ngụ ý tăng tốc đáng kể các phản ứng hóa học trong cơ thể;
• tính chọn lọc đối với chất nền và loại phản ứng được thực hiện;
• nhạy cảm với nhiệt độ, cân bằng axit-bazơ và các yếu tố lý hóa không đặc hiệu khác của môi trường mà enzym hoạt động;
• nhạy cảm với tác dụng của thuốc thử hóa học, v.v.

Vai trò chính của enzyme trong cơ thể con người là chuyển đổi một số chất thành chất khác, nghĩa là cơ chất thành sản phẩm. Chúng đóng vai trò là chất xúc tác trong hơn 4 nghìn phản ứng sinh hóa quan trọng. Các chức năng của enzyme là chỉ đạo và điều chỉnh các quá trình trao đổi chất. Là chất xúc tác vô cơ, enzyme có thể đẩy nhanh quá trình phản ứng sinh học thuận và nghịch. Điều đáng chú ý là trong quá trình hoạt động của chúng, trạng thái cân bằng hóa học không bị xáo trộn. Các phản ứng diễn ra đảm bảo sự phân hủy và oxy hóa các chất dinh dưỡng đi vào tế bào. Mỗi phân tử protein có thể thực hiện một số lượng lớn các hành động mỗi phút. Đồng thời, protein của enzyme, phản ứng với các chất khác nhau, vẫn không thay đổi. Năng lượng được tạo ra trong quá trình oxy hóa các chất dinh dưỡng được tế bào sử dụng giống như các sản phẩm phân hủy của các chất cần thiết cho quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ.

Ngày nay, không chỉ các chế phẩm enzyme cho mục đích y tế đã được ứng dụng rộng rãi. Enzyme cũng được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm và dệt may, trong dược lý hiện đại.

phân loại enzym

Tại cuộc họp của Liên minh Hóa sinh Quốc tế V, được tổ chức tại Moscow năm 1961, việc phân loại enzyme hiện đại đã được thông qua. Sự phân loại này ngụ ý sự phân chia của chúng thành các lớp, tùy thuộc vào loại phản ứng mà enzyme đóng vai trò là chất xúc tác. Ngoài ra, mỗi lớp enzyme được chia thành các lớp con. Để chỉ định chúng, một mã gồm bốn số được phân tách bằng dấu chấm được sử dụng:

• số đầu tiên chỉ ra cơ chế phản ứng trong đó enzyme đóng vai trò là chất xúc tác;
• số thứ hai cho biết phân lớp mà enzyme thuộc về;
• số thứ ba là một phân lớp của enzyme được mô tả;
• và thứ tư là số sê-ri của enzym trong phân lớp mà nó thuộc về.

Tổng cộng, sáu loại enzyme được phân biệt trong phân loại enzyme hiện đại, đó là:

• Oxidoreductase là các enzyme hoạt động như chất xúc tác trong các phản ứng oxi hóa khử khác nhau xảy ra trong tế bào. Lớp này bao gồm 22 phân lớp.
• Transferases là một nhóm enzyme có 9 phân lớp. Nó bao gồm các enzym cung cấp các phản ứng vận chuyển giữa các chất nền khác nhau, các enzym tham gia vào các phản ứng chuyển hóa các chất, cũng như trung hòa các hợp chất hữu cơ khác nhau.
• Hydrolases là các enzyme phá vỡ các liên kết nội phân tử của chất nền bằng cách gắn các phân tử nước vào nó. Lớp này có 13 phân lớp.
• Lyase là một lớp chỉ chứa các enzyme phức tạp. Nó có bảy phân lớp. Các enzym thuộc lớp này đóng vai trò xúc tác trong các phản ứng bẻ gãy liên kết C-O, C-C, C-N và các loại liên kết hữu cơ khác. Ngoài ra, các enzyme của lớp lyase tham gia vào các phản ứng phân cắt sinh hóa thuận nghịch theo cách không thủy phân.
• Các đồng phân là các enzym hoạt động như chất xúc tác trong các quá trình hóa học của các biến đổi đồng phân xảy ra trong một phân tử. Như trong lớp trước, chúng chỉ bao gồm các enzym phức tạp.
• Ligases, còn được gọi là synthetase, là một lớp bao gồm sáu phân lớp và đại diện cho các enzym xúc tác quá trình nối hai phân tử dưới tác động của ATP.

Thành phần của các enzym kết hợp các khu vực riêng biệt chịu trách nhiệm thực hiện các chức năng cụ thể. Vì vậy, trong thành phần của enzyme, theo quy luật, các trung tâm hoạt động và allosteric được phân lập. Nhân tiện, loại thứ hai không được tìm thấy trong tất cả các phân tử protein. Vị trí hoạt động là sự kết hợp của dư lượng axit amin chịu trách nhiệm tiếp xúc với chất nền và xúc tác. Ngược lại, trung tâm hoạt động được chia thành hai phần: neo và xúc tác. Các enzym bao gồm một số monome có thể chứa nhiều hơn một vị trí hoạt động.

Trung tâm allosteric chịu trách nhiệm cho hoạt động của các enzym. Phần này của enzyme có tên do thực tế là cấu hình không gian của nó không liên quan gì đến phân tử cơ chất. Sự thay đổi tốc độ của phản ứng xảy ra với sự tham gia của enzyme được xác định bởi sự liên kết của các phân tử khác nhau với trung tâm dị lập thể. Enzyme có chứa các trung tâm allosteric trong thành phần của chúng là các protein cao phân tử.

Cơ chế hoạt động của enzym

Hoạt động của các enzym có thể được chia thành nhiều giai đoạn, cụ thể:

• giai đoạn đầu tiên liên quan đến việc gắn cơ chất vào enzyme, do đó phức hợp enzyme-cơ chất được hình thành;
• giai đoạn thứ hai bao gồm chuyển đổi phức hợp thu được thành một hoặc một số phức hợp chuyển tiếp cùng một lúc;
• giai đoạn thứ ba là sự hình thành phức hợp sản phẩm enzyme;
• và cuối cùng, giai đoạn thứ tư liên quan đến việc tách sản phẩm cuối cùng của phản ứng và enzyme, sản phẩm không thay đổi.

Ngoài ra, hoạt động của các enzym có thể xảy ra với sự tham gia của các cơ chế xúc tác khác nhau. Do đó, xúc tác axit-bazơ và cộng hóa trị được phân biệt. Trong trường hợp đầu tiên, các enzyme có chứa dư lượng axit amin cụ thể trong trung tâm hoạt động của chúng tham gia vào phản ứng. Các nhóm enzyme như vậy là chất xúc tác tuyệt vời cho nhiều phản ứng trong cơ thể. Xúc tác cộng hóa trị liên quan đến hoạt động của các enzym tạo thành các phức hợp không ổn định khi tiếp xúc với cơ chất. Kết quả của những phản ứng như vậy là sự hình thành các sản phẩm thông qua sự sắp xếp lại nội phân tử.

Ngoài ra còn có ba loại phản ứng enzyme chính:

• "Ping-pong" là một phản ứng trong đó một enzym kết hợp với một cơ chất, mượn một số chất nhất định từ nó, sau đó tương tác với một cơ chất khác, tạo ra các nhóm hóa học thu được.
• Các phản ứng tuần tự ngụ ý sự gắn kết liên tiếp của chất nền đầu tiên và sau đó là chất nền khác với enzyme, kết quả là cái gọi là "phức hợp ba" được hình thành, trong đó quá trình xúc tác xảy ra.
• Tương tác ngẫu nhiên là phản ứng trong đó cơ chất tương tác với enzym một cách ngẫu nhiên và sau khi xúc tác, chúng được tách ra theo cùng một thứ tự.

Hoạt động của các enzyme không ổn định và phần lớn phụ thuộc vào các yếu tố môi trường khác nhau mà chúng phải hoạt động. Vì vậy, các chỉ số chính cho hoạt động của các enzym là các yếu tố tác động bên trong và bên ngoài tế bào. Hoạt động của các enzyme được thay đổi trong catales, cho thấy lượng enzyme chuyển đổi mỗi giây 1 mol cơ chất mà nó tương tác. Đơn vị đo quốc tế là E, thể hiện lượng enzyme có khả năng chuyển hóa 1 µmol cơ chất trong 1 phút.

Ức Chế Enzyme: Quá Trình

Một trong những hướng chính của y học hiện đại và enzym học nói riêng là phát triển các phương pháp kiểm soát tốc độ phản ứng trao đổi chất xảy ra với sự tham gia của enzym. Sự ức chế thường được gọi là sự giảm hoạt động của enzyme thông qua việc sử dụng các hợp chất khác nhau. Theo đó, một chất làm giảm cụ thể hoạt động của các phân tử protein được gọi là chất ức chế. Có nhiều loại ức chế khác nhau. Vì vậy, tùy thuộc vào cường độ liên kết của enzyme với chất ức chế, quá trình tương tác của chúng có thể đảo ngược và theo đó là không thể đảo ngược. Và tùy thuộc vào cách chất ức chế hoạt động trên trung tâm hoạt động của enzyme, quá trình ức chế có thể cạnh tranh hoặc không cạnh tranh.

Kích hoạt enzyme trong cơ thể

Không giống như sự ức chế, việc kích hoạt các enzyme ngụ ý sự gia tăng hoạt động của chúng trong các phản ứng đang diễn ra. Các chất cho phép bạn đạt được kết quả mong muốn được gọi là chất kích hoạt. Những chất như vậy có thể là hữu cơ hoặc vô cơ trong tự nhiên. Ví dụ, axit mật, glutathione, enterokinase, vitamin C, các enzyme mô khác nhau, v.v... có thể đóng vai trò là chất kích hoạt hữu cơ Pepsinogen và các ion kim loại khác nhau, thường là hóa trị hai, có thể được sử dụng làm chất kích hoạt vô cơ.

Các loại enzyme khác nhau, các phản ứng xảy ra với sự tham gia của chúng, cũng như kết quả của chúng, đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau. Trong nhiều năm, hoạt động của enzyme đã được sử dụng tích cực trong thực phẩm, da, dệt may, dược phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác. Ví dụ, với sự trợ giúp của các enzym tự nhiên, các nhà nghiên cứu đang cố gắng tăng hiệu quả của quá trình lên men rượu trong sản xuất đồ uống có cồn, nâng cao chất lượng thực phẩm, phát triển các phương pháp giảm cân mới, v.v. enzyme trong các ngành công nghiệp khác nhau so với việc sử dụng các chất xúc tác hóa học mất đi đáng kể. Rốt cuộc, khó khăn chính trong việc thực hiện một nhiệm vụ như vậy trong thực tế là sự mất ổn định nhiệt của các enzyme và sự nhạy cảm của chúng đối với các yếu tố khác nhau. Cũng không thể tái sử dụng enzym trong sản xuất do khó tách chúng ra khỏi thành phẩm của các phản ứng đã thực hiện.

Ngoài ra, hoạt động của enzyme đã được sử dụng tích cực trong y học, nông nghiệp và công nghiệp hóa chất. Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn về cách thức và nơi sử dụng hoạt động của các enzym:

Ngành công nghiệp thực phẩm. Mọi người đều biết rằng một loại bột nhào tốt sẽ nở và phồng lên khi nướng. Nhưng không phải ai cũng hiểu chính xác điều này xảy ra như thế nào. Trong bột, từ đó bột nhào được tạo ra, có nhiều loại enzyme khác nhau. Vì vậy, amylase trong thành phần của bột mì tham gia vào quá trình phân hủy tinh bột, trong đó carbon dioxide được giải phóng tích cực, góp phần vào cái gọi là "sưng phồng" của bột. Độ dính của bột nhào và khả năng giữ CO2 trong đó là do hoạt động của một loại enzym gọi là protease, enzym này cũng có trong bột mì. Nó chỉ ra rằng như vậy, nó sẽ có vẻ. những thứ đơn giản, như làm bột để nướng, liên quan đến các quá trình hóa học phức tạp. Ngoài ra, một số enzyme, các phản ứng xảy ra với sự tham gia của chúng, đã đạt được nhu cầu đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất rượu. Nhiều loại enzyme khác nhau được sử dụng trong men bia để đảm bảo chất lượng của quá trình lên men rượu. Ngoài ra, một số enzym (như papain hay pepsin) giúp hòa tan cặn trong đồ uống có cồn. Enzyme cũng được sử dụng tích cực trong sản xuất các sản phẩm sữa lên men và pho mát.

Trong ngành công nghiệp thuộc da, các enzym được sử dụng để phân hủy protein một cách hiệu quả, điều này rất quan trọng khi loại bỏ các vết bẩn dai dẳng từ các sản phẩm thực phẩm, máu, v.v.

Cellulase có thể được sử dụng trong sản xuất bột giặt. Nhưng khi sử dụng các loại bột như vậy, để đạt được kết quả đã nêu, cần phải tuân thủ chế độ giặt ở nhiệt độ cho phép.

Ngoài ra, trong sản xuất phụ gia thức ăn, enzyme được sử dụng để tăng giá trị dinh dưỡng, thủy phân protein và polysacarit phi tinh bột. Trong ngành dệt may, enzyme có thể thay đổi tính chất bề mặt của vải dệt, và trong ngành công nghiệp giấy và bột giấy, để loại bỏ mực và mực trong quá trình tái chế giấy.

Vai trò to lớn của enzyme trong cuộc sống của con người hiện đại là không thể phủ nhận. Ngày nay, các thuộc tính của chúng được sử dụng tích cực trong nhiều lĩnh vực khác nhau, nhưng các ứng dụng mới về các thuộc tính và chức năng độc đáo của enzyme cũng đang tiếp tục được tìm kiếm.

Men người và các bệnh di truyền

Nhiều bệnh phát triển dựa trên nền tảng của bệnh lý enzym - vi phạm chức năng của enzym. Phân bổ các enzymopathies sơ cấp và thứ cấp. Rối loạn nguyên phát là di truyền, thứ phát - mắc phải. Bệnh enzym di truyền thường được phân loại là bệnh chuyển hóa. Kế thừa các khiếm khuyết di truyền hoặc giảm hoạt động của enzyme xảy ra chủ yếu theo cách lặn tự phát. Ví dụ, một bệnh như phenylketon niệu là kết quả của một khiếm khuyết trong một loại enzyme như phenylalanine-4-monooxygenase. Enzyme này thường chịu trách nhiệm chuyển đổi phenylalanine thành tyrosine. Do vi phạm các chức năng của enzyme, xảy ra sự tích tụ các chất chuyển hóa bất thường của phenylalanine, gây độc cho cơ thể.

Enzymopathies cũng được đề cập, sự phát triển của nó là do vi phạm quá trình chuyển hóa các bazơ purine và kết quả là làm tăng ổn định nồng độ axit uric trong máu. Galactosemia là một bệnh khác do rối loạn chức năng di truyền của các enzym. Bệnh lý này phát triển do rối loạn chuyển hóa carbohydrate, trong đó cơ thể không thể chuyển đổi galactose thành glucose. Hậu quả của việc vi phạm như vậy là tích tụ galactose và các sản phẩm chuyển hóa của nó trong tế bào, dẫn đến tổn thương gan, hệ thần kinh trung ương và các hệ thống quan trọng khác của cơ thể. Các biểu hiện chính của galactosemia là tiêu chảy, nôn mửa xuất hiện ngay sau khi trẻ chào đời, vàng da tắc mật, đục thủy tinh thể, chậm phát triển về thể chất và trí tuệ.

Các glycogenose và lipidose khác nhau cũng thuộc về bệnh lý enzym di truyền, còn được gọi là bệnh lý enzym. Sự phát triển của các rối loạn như vậy là do hoạt động của enzyme trong cơ thể con người thấp hoặc hoàn toàn không có. Theo quy luật, các khiếm khuyết chuyển hóa di truyền đi kèm với sự phát triển của các bệnh với mức độ nghiêm trọng khác nhau. Đồng thời, một số bệnh lý enzym có thể không có triệu chứng và chỉ được xác định khi thực hiện các quy trình chẩn đoán thích hợp. Nhưng nói chung, các triệu chứng đầu tiên của rối loạn chuyển hóa di truyền đã xuất hiện từ thời thơ ấu. Điều này ít xảy ra hơn ở trẻ lớn hơn và thậm chí nhiều hơn ở người lớn.

Trong chẩn đoán bệnh lý enzym di truyền, phương pháp nghiên cứu phả hệ đóng một vai trò quan trọng. Đồng thời, các chuyên gia kiểm tra các phản ứng của enzym trong phòng thí nghiệm. Bệnh lên men di truyền có thể dẫn đến rối loạn sản xuất hormone, có tầm quan trọng đặc biệt đối với hoạt động đầy đủ của cơ thể. Ví dụ, vỏ thượng thận sản xuất glucocorticoid chịu trách nhiệm điều hòa chuyển hóa carbohydrate, mineralocorticoid liên quan đến chuyển hóa nước-muối, cũng như nội tiết tố androgen ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của các đặc điểm sinh dục thứ cấp ở thanh thiếu niên. Do đó, việc vi phạm sản xuất các hormone này có thể dẫn đến sự phát triển của nhiều bệnh lý từ các hệ thống cơ quan khác nhau.

Quá trình chế biến thức ăn trong cơ thể con người diễn ra với sự tham gia của nhiều loại men tiêu hóa. Trong quá trình tiêu hóa thức ăn, tất cả các chất đều bị phân hủy thành các phân tử nhỏ, vì chỉ những hợp chất có trọng lượng phân tử thấp mới có khả năng xuyên qua thành ruột và được hấp thu vào máu. Một vai trò đặc biệt trong quá trình này được trao cho các enzym phân hủy protein thành axit amin, glycerol và axit béo, và tinh bột thành đường. Sự phân hủy protein được đảm bảo bởi hoạt động của enzyme pepsin, được chứa trong cơ quan chính của hệ thống tiêu hóa - dạ dày. Một phần của các enzym tiêu hóa được sản xuất trong ruột bởi tuyến tụy. Đặc biệt, chúng bao gồm:

• trypsin và chymotrypsin, mục đích chính là thủy phân protein;
• amylase - enzyme phân hủy chất béo;
• lipase - enzyme tiêu hóa phân hủy tinh bột.

Các enzym tiêu hóa như trypsin, pepsin, chymotrypsin được sản xuất dưới dạng tiền enzym và chỉ sau khi vào dạ dày và ruột, chúng mới hoạt động. Tính năng này bảo vệ các mô của dạ dày và tuyến tụy khỏi tác động tích cực của chúng. Ngoài ra, lớp vỏ bên trong của các cơ quan này còn được bao phủ bởi một lớp chất nhầy, đảm bảo an toàn hơn nữa cho chúng.

Một số enzym tiêu hóa cũng được sản xuất trong ruột non. Để xử lý cellulose đi vào cơ thể cùng với thực phẩm thực vật, một loại enzyme có tên phụ âm là cellulase chịu trách nhiệm. Nói cách khác, hầu như mọi bộ phận của đường tiêu hóa đều tạo ra các enzym tiêu hóa, từ tuyến nước bọt đến ruột kết. Mỗi loại enzyme thực hiện các chức năng của nó, cùng nhau cung cấp quá trình tiêu hóa thức ăn chất lượng cao và hấp thụ đầy đủ tất cả các chất hữu ích trong cơ thể.

men tụy

Tuyến tụy là một cơ quan bài tiết hỗn hợp, nghĩa là nó thực hiện cả chức năng nội và ngoại sinh. Tuyến tụy, như đã đề cập ở trên, tạo ra một số enzym được kích hoạt dưới ảnh hưởng của mật, đi vào cơ quan tiêu hóa cùng với các enzym. Các enzym tuyến tụy chịu trách nhiệm phân hủy chất béo, protein và carbohydrate thành các phân tử đơn giản có thể đi qua màng tế bào vào máu. Do đó, nhờ các enzym của tuyến tụy, có sự đồng hóa hoàn toàn các chất hữu ích đi vào cơ thể cùng với thức ăn. Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn hoạt động của các enzym được tổng hợp bởi các tế bào của cơ quan này trong đường tiêu hóa:

• amylase, cùng với các enzyme ruột non như maltase, invertase và lactase, cung cấp một quá trình phân hủy carbohydrate phức tạp;
• protease, còn được gọi là enzyme phân giải protein trong cơ thể người, được đại diện bởi trypsin, carboxypeptidase và elastase và chịu trách nhiệm phân hủy protein;
• nucleases - enzyme tuyến tụy, được đại diện bởi deoxyribonuclease và ribonuclease, hoạt động trên các axit amin của RNA, DNA;
• lipase là một loại enzyme tuyến tụy chịu trách nhiệm chuyển đổi chất béo thành axit béo.

Tuyến tụy cũng tổng hợp phospholipase, esterase và phosphatase kiềm.

Nguy hiểm nhất ở dạng hoạt động là các enzym phân giải protein do cơ thể sản xuất. Nếu quá trình sản xuất và giải phóng chúng đến các cơ quan khác của hệ tiêu hóa bị xáo trộn, các enzym sẽ được kích hoạt trực tiếp trong tuyến tụy, dẫn đến sự phát triển của viêm tụy cấp và các biến chứng liên quan. Các chất ức chế enzyme phân giải protein có thể làm chậm hoạt động của chúng là polypeptide và glucagon tuyến tụy, somatostatin, peptide YY, enkephalin và tụy. Những chất ức chế này có thể ức chế việc sản xuất các enzym tuyến tụy bằng cách ảnh hưởng đến các yếu tố hoạt động của hệ thống tiêu hóa.

Các quá trình chính của quá trình tiêu hóa thức ăn đi vào cơ thể diễn ra ở ruột non. Trong phần này của đường tiêu hóa, các enzym cũng được tổng hợp, quá trình kích hoạt xảy ra cùng với các enzym của tuyến tụy và túi mật. Ruột non là một phần của đường tiêu hóa, nơi diễn ra giai đoạn cuối cùng của quá trình thủy phân các chất dinh dưỡng đi vào cơ thể cùng với thức ăn. Nó tổng hợp nhiều loại enzym phân hủy oligo- và polyme thành monome, có thể dễ dàng hấp thụ bởi niêm mạc ruột non và đi vào bạch huyết và máu.

Dưới tác động của các enzym ruột non, quá trình phân tách protein đã trải qua quá trình biến đổi sơ bộ trong dạ dày thành axit amin, carbohydrate phức tạp thành monosacarit, chất béo thành axit béo và glycerol diễn ra. Trong thành phần của dịch ruột có trên 20 loại men tham gia vào quá trình tiêu hóa thức ăn. Với sự tham gia của các enzym tuyến tụy và ruột, sự phát triển hoàn chỉnh của nhũ trấp (thức ăn được tiêu hóa một phần) được đảm bảo. Tất cả các quá trình trong ruột non xảy ra trong vòng 4 giờ sau khi nhũ trấp đi vào phần này của đường tiêu hóa.

Một vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa thức ăn trong ruột non là do mật đi vào tá tràng trong quá trình tiêu hóa. Bản thân mật không có enzyme, nhưng chất lỏng sinh học này giúp tăng cường hoạt động của các enzyme. Mật quan trọng nhất là để phân hủy chất béo, biến chúng thành nhũ tương. Chất béo nhũ hóa như vậy được phân hủy nhanh hơn nhiều dưới tác động của các enzym. Axit béo, tương tác với axit mật, được chuyển đổi thành các hợp chất dễ hòa tan. Ngoài ra, sự tiết mật kích thích nhu động ruột và sản xuất dịch tiêu hóa bởi tuyến tụy.

Dịch ruột được tổng hợp bởi các tuyến nằm trong niêm mạc ruột non. Thành phần của chất lỏng như vậy có chứa các enzym tiêu hóa, cũng như enterokinase, được thiết kế để kích hoạt hoạt động của trypsin. Ngoài ra, dịch ruột có chứa một loại enzyme gọi là erepsin, cần thiết cho bước cuối cùng trong quá trình phân hủy protein, enzyme hoạt động trên nhiều loại carbohydrate (ví dụ: amylase và lactase) và lipase, được thiết kế để chuyển hóa chất béo.

men dạ dày

Quá trình tiêu hóa thức ăn diễn ra theo từng giai đoạn ở từng đoạn của ống tiêu hóa. Vì vậy, nó bắt đầu trong khoang miệng, nơi thức ăn được răng nghiền nát và trộn với nước bọt. Nước bọt có chứa các enzym phân hủy đường và tinh bột. Sau khoang miệng, thức ăn nghiền nát đi vào thực quản vào dạ dày, nơi giai đoạn tiếp theo của quá trình tiêu hóa bắt đầu. Enzyme dạ dày chính là pepsin, được thiết kế để chuyển đổi protein thành peptide. Ngoài ra trong dạ dày còn có gelatinase - một loại enzyme, quá trình phân tách collagen và gelatin, có nhiệm vụ chính. Thêm vào đó, thức ăn trong khoang của cơ quan này tiếp xúc với hoạt động của amylase và lipase tương ứng, giúp phân hủy tinh bột và chất béo.

Khả năng cơ thể có được tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết phụ thuộc vào chất lượng của quá trình tiêu hóa. Việc phân tách các phân tử phức tạp thành nhiều phân tử đơn giản đảm bảo sự hấp thụ tiếp theo của chúng vào dòng máu và bạch huyết ở các giai đoạn tiêu hóa tiếp theo ở các phần khác của đường tiêu hóa. Sản xuất không đủ các enzym dạ dày có thể gây ra sự phát triển của các bệnh khác nhau.

Men gan có tầm quan trọng rất lớn đối với quá trình diễn ra các quá trình sinh hóa khác nhau trong cơ thể. Chức năng của các phân tử protein do cơ quan này tạo ra rất nhiều và đa dạng nên tất cả các men gan thường được chia thành ba nhóm chính:

• Enzyme bài tiết được thiết kế để điều chỉnh quá trình đông máu. Chúng bao gồm cholinesterase và prothrombinase.
• Các enzym chỉ thị gan, bao gồm aspartate aminotransferase, viết tắt là AST, alanine aminotransferase, với ký hiệu tương ứng là ALT, và lactate dehydrogenase, LDH. Các enzym được liệt kê báo hiệu tổn thương các mô của cơ quan, trong đó tế bào gan bị phá hủy, "rời khỏi" tế bào gan và đi vào máu;
• Các enzym bài tiết được sản xuất bởi gan và rời khỏi cơ quan bằng mồ hôi mật. Những enzyme này bao gồm phosphatase kiềm. Với sự vi phạm dòng chảy của mật từ cơ quan, mức độ phosphatase kiềm tăng lên.

Vi phạm công việc của một số men gan trong tương lai có thể dẫn đến sự phát triển của các bệnh khác nhau hoặc báo hiệu sự hiện diện của chúng ở thời điểm hiện tại.

Một trong những xét nghiệm thông tin nhất về bệnh gan là sinh hóa máu, cho phép bạn xác định mức độ của các enzym chỉ thị AST, ATL. Vì vậy, các chỉ số bình thường của aspartate aminotransferase đối với phụ nữ là 20-40 U / l và đối với phái mạnh hơn - 15-31 U / l. Sự gia tăng hoạt động của enzyme này có thể chỉ ra sự tổn thương tế bào gan có tính chất cơ học hoặc hoại tử. Hàm lượng alanine aminotransferase trong tiêu chuẩn không được vượt quá 12-32 U / l ở phụ nữ và đối với nam giới, hoạt động ALT trong khoảng 10-40 U / l được coi là bình thường. Hoạt động ALT tăng gấp 10 lần có thể cho thấy sự phát triển của các bệnh truyền nhiễm của cơ quan, và thậm chí rất lâu trước khi xuất hiện các triệu chứng đầu tiên của chúng.

Các nghiên cứu bổ sung về hoạt động của men gan thường được sử dụng để chẩn đoán phân biệt. Để làm điều này, có thể tiến hành phân tích đối với LDH, GGT và GlDH:

Định mức hoạt động của lactate dehydrogenase là một chỉ số nằm trong khoảng từ 140-350 U / l.

Mức độ GDH tăng cao có thể là dấu hiệu của các tổn thương loạn dưỡng của cơ quan, nhiễm độc nặng, các bệnh có tính chất truyền nhiễm hoặc ung thư. Chỉ số tối đa cho phép của một loại enzyme như vậy đối với nữ là 3,0 U / l và đối với nam - 4,0 U / l.

Định mức hoạt động của men GGT đối với nam giới lên tới 55 U / l, đối với nữ giới - lên tới 38 U / l. Những sai lệch so với định mức này có thể cho thấy sự phát triển của bệnh tiểu đường, cũng như các bệnh về đường mật. Trong trường hợp này, chỉ số hoạt động của enzyme có thể tăng gấp mười lần. Ngoài ra, GGT trong y học hiện đại được sử dụng để xác định bệnh gan do rượu.

Các enzym do gan tổng hợp có các chức năng khác nhau. Vì vậy, một số trong số chúng cùng với mật được bài tiết ra khỏi cơ thể qua đường mật và tham gia tích cực vào quá trình tiêu hóa thức ăn. Một ví dụ nổi bật về điều này là phosphatase kiềm. Chỉ số bình thường về hoạt động của enzym này trong máu phải nằm trong khoảng 30-90 U / l. Điều đáng chú ý là ở nam giới, con số này có thể đạt tới 120 U / l (với các quá trình trao đổi chất mạnh mẽ, con số này có thể tăng lên).

men máu

Xác định hoạt động của các enzym và hàm lượng của chúng trong cơ thể là một trong những phương pháp chẩn đoán chính để xác định các bệnh khác nhau. Do đó, các enzym máu chứa trong huyết tương của nó có thể chỉ ra sự phát triển của các bệnh lý về gan, quá trình viêm và hoại tử trong tế bào mô, các bệnh về hệ tim mạch, v.v. Các enzym trong máu thường được chia thành hai nhóm. Nhóm đầu tiên bao gồm các enzym được giải phóng vào huyết tương bởi một số cơ quan. Ví dụ, gan tạo ra cái gọi là tiền chất của các enzym cần thiết cho hoạt động của hệ thống đông máu.

Nhóm thứ hai có số lượng enzym trong máu lớn hơn nhiều. Trong cơ thể của một người khỏe mạnh, các phân tử protein như vậy không có ý nghĩa sinh lý trong huyết tương, vì chúng chỉ hoạt động ở cấp độ nội bào trong các cơ quan và mô mà chúng được tạo ra. Thông thường, hoạt động của các enzym như vậy phải thấp và không đổi. Khi các tế bào bị tổn thương, kèm theo các bệnh khác nhau, các enzym chứa trong chúng sẽ được giải phóng và đi vào máu. Lý do cho điều này có thể là quá trình viêm và hoại tử. Trong trường hợp đầu tiên, việc giải phóng các enzym xảy ra do vi phạm tính thấm của màng tế bào, trong trường hợp thứ hai - do vi phạm tính toàn vẹn của tế bào. Đồng thời, nồng độ enzym trong máu càng cao thì mức độ tổn thương tế bào càng lớn.

Phân tích sinh hóa cho phép bạn xác định hoạt động của một số enzyme trong huyết tương. Nó được sử dụng tích cực trong chẩn đoán các bệnh khác nhau về gan, tim, cơ xương và các loại mô khác trong cơ thể người. Ngoài ra, cái gọi là chẩn đoán enzyme, khi xác định một số bệnh, sẽ tính đến quá trình nội địa hóa của enzyme. Kết quả của những nghiên cứu như vậy cho phép chúng ta xác định chính xác những quá trình xảy ra trong cơ thể. Vì vậy, trong các quá trình viêm ở mô, các enzym trong máu có sự định vị tế bào và trong các tổn thương hoại tử, sự hiện diện của các enzym nhân hoặc ty thể được xác định.

Cần lưu ý rằng sự gia tăng hàm lượng enzyme trong máu không phải lúc nào cũng do tổn thương mô. Sự tăng sinh bệnh lý tích cực của các mô trong cơ thể, đặc biệt là với bệnh ung thư, tăng sản xuất một số enzym hoặc vi phạm khả năng bài tiết của thận cũng có thể được xác định bằng sự gia tăng hàm lượng một số enzym trong máu.

Trong y học hiện đại, một vị trí đặc biệt được dành cho việc sử dụng các enzym khác nhau cho mục đích chẩn đoán và điều trị. Ngoài ra, các enzyme đã tìm thấy ứng dụng của chúng như một thuốc thử cụ thể cho phép xác định chính xác các chất khác nhau. Ví dụ, khi thực hiện phân tích để xác định mức độ glucose trong nước tiểu và huyết thanh, các phòng thí nghiệm hiện đại sử dụng glucose oxyase. Urease được sử dụng để đánh giá hàm lượng định lượng của urê trong nước tiểu và xét nghiệm máu. Các loại dehydrogenase khác nhau giúp xác định chính xác sự hiện diện của các chất nền khác nhau (lactate, pyruvate, rượu etylic, v.v.).

Khả năng sinh miễn dịch cao của các enzyme hạn chế đáng kể việc sử dụng chúng cho mục đích điều trị. Tuy nhiên, bất chấp điều này, cái gọi là liệu pháp enzyme đang tích cực phát triển, sử dụng enzyme (thuốc chứa chúng), như một phương pháp điều trị thay thế hoặc một yếu tố của điều trị phức tạp. Liệu pháp thay thế được sử dụng cho các bệnh về đường tiêu hóa, sự phát triển của bệnh là do sản xuất không đủ dịch tiêu hóa. Với sự thiếu hụt các enzym tuyến tụy, sự thiếu hụt của chúng có thể được bù đắp bằng cách uống các loại thuốc có chứa chúng.

Là một yếu tố bổ sung trong điều trị phức tạp, enzyme có thể được sử dụng trong các bệnh khác nhau. Ví dụ, các enzym phân giải protein như trypsin và chymotrypsin được sử dụng trong điều trị vết thương có mủ. Các chế phẩm có enzym deoxyribonuclease và ribonuclease được sử dụng trong điều trị viêm kết mạc do adenovirus hoặc viêm giác mạc do herpetic. Các chế phẩm enzyme cũng được sử dụng trong điều trị huyết khối và thuyên tắc huyết khối, bệnh ung thư, v.v. Việc sử dụng chúng có liên quan đến việc tái hấp thu các vết bỏng và sẹo sau phẫu thuật.

Việc sử dụng enzyme trong y học hiện đại rất đa dạng và lĩnh vực này không ngừng phát triển, cho phép bạn liên tục tìm ra các phương pháp mới và hiệu quả hơn để điều trị một số bệnh.

Enzim tiêu hóa- Đây là những chất có bản chất protein được sinh ra trong đường tiêu hóa. Chúng cung cấp quá trình tiêu hóa thức ăn và kích thích sự đồng hóa của nó.

Chức năng chính của men tiêu hóa là phân hủy các chất phức tạp thành những chất đơn giản hơn dễ hấp thu trong ruột người.

Hoạt động của các phân tử prôtêin hướng vào các nhóm chất sau:

• protein và peptide;
• oligo- và polysacarit;
• chất béo, lipid;
• nuclêôtit.

Các loại enzym

1. pepsin. Enzyme là một chất được sản xuất trong dạ dày. Nó hoạt động trên các phân tử protein trong thành phần của thực phẩm, phân hủy chúng thành các thành phần cơ bản - axit amin.
2. Trypsin và chymotrypsin. Những chất này là một phần của nhóm các enzym tuyến tụy được sản xuất bởi tuyến tụy và được chuyển đến tá tràng. Tại đây chúng cũng tác động lên các phân tử protein.
3. amilaza. Enzym dùng để chỉ các chất phân hủy đường (cacbonhydrat). Amylase được sản xuất trong miệng và trong ruột non. Nó phân hủy một trong những polysacarit chính - tinh bột. Kết quả là một loại carbohydrate nhỏ gọi là maltose.
4. Malta. Enzyme cũng hoạt động trên carbohydrate. Chất nền cụ thể của nó là maltose. Nó phân hủy thành 2 phân tử glucose, được hấp thụ bởi thành ruột.
5. Sucrose. Protein hoạt động trên một disacarit phổ biến khác, sucrose, được tìm thấy trong bất kỳ loại thực phẩm giàu carbohydrate nào. Carbohydrate phân hủy thành fructose và glucose, dễ dàng được cơ thể hấp thụ.
6. lactaza. Một loại enzyme cụ thể hoạt động trên carbohydrate từ sữa là đường sữa. Khi nó bị phân hủy, thu được các sản phẩm khác - glucose và galactose.
7. hạt nhân. Các enzym từ nhóm này hoạt động trên axit nucleic - DNA và RNA, được tìm thấy trong thực phẩm. Sau tác động của chúng, các chất bị phân hủy thành các thành phần riêng biệt - nucleotide.
8. nuclêôtitaza. Nhóm thứ hai của các enzyme hoạt động trên axit nucleic được gọi là nucleotidase. Chúng phân hủy nucleotide thành các thành phần nhỏ hơn - nucleoside.
9. cacboxypeptidaza. Enzyme hoạt động trên các phân tử protein nhỏ - peptide. Kết quả của quá trình này, thu được các axit amin riêng lẻ.
10. lipaza. Chất phân hủy chất béo và lipid đi vào hệ thống tiêu hóa. Trong trường hợp này, các bộ phận cấu thành của chúng được hình thành - rượu, glycerin và axit béo.

Thiếu men tiêu hóa

Sản xuất không đủ men tiêu hóa là một vấn đề nghiêm trọng cần được chăm sóc y tế. Với một lượng nhỏ enzym nội sinh, thức ăn không thể được tiêu hóa bình thường trong ruột người.

Nếu các chất không được tiêu hóa, thì chúng không thể được hấp thụ trong ruột. Hệ thống tiêu hóa chỉ có thể đồng hóa các mảnh nhỏ của các phân tử hữu cơ. Các thành phần lớn là một phần của thực phẩm sẽ không thể mang lại lợi ích cho một người. Do đó, cơ thể có thể bị thiếu hụt một số chất.

Thiếu carbohydrate hoặc chất béo sẽ dẫn đến thực tế là cơ thể sẽ mất "nhiên liệu" để hoạt động mạnh mẽ. Thiếu protein làm mất cơ thể con người vật liệu xây dựng, đó là các axit amin. Ngoài ra, chứng khó tiêu dẫn đến thay đổi tính chất của phân, có thể ảnh hưởng xấu đến tính cách.

Những lý do

• quá trình viêm trong ruột và dạ dày;
• rối loạn ăn uống (ăn quá nhiều, thanh nhiệt không đủ);
• bệnh chuyển hóa;
• viêm tụy và các bệnh khác của tuyến tụy;
• tổn thương gan và đường mật;
• bệnh lý bẩm sinh của hệ thống enzym;
• hậu quả sau phẫu thuật (thiếu enzym do loại bỏ một phần của hệ thống tiêu hóa);
• tác dụng chữa bệnh cho dạ dày và ruột;
• thai kỳ;

Triệu chứng

Duy trì lâu dài tình trạng suy giảm tiêu hóa đi kèm với sự xuất hiện của các triệu chứng chung liên quan đến việc giảm lượng chất dinh dưỡng trong cơ thể. Nhóm này bao gồm các biểu hiện lâm sàng sau:

• điểm yếu chung;
• suy giảm khả năng lao động;
• đau đầu;
• rối loạn giấc ngủ;
• tăng sự khó chịu;
• trường hợp nặng có triệu chứng thiếu máu do không hấp thu đủ sắt.

Thừa men tiêu hóa

Sự dư thừa các enzym tiêu hóa thường thấy nhất trong các tình trạng như viêm tụy. Tình trạng này có liên quan đến việc các tế bào tuyến tụy sản xuất quá mức các chất này và vi phạm quá trình bài tiết của chúng vào ruột. Về vấn đề này, tình trạng viêm tích cực phát triển trong mô của cơ quan, gây ra bởi hoạt động của các enzym.

Các dấu hiệu của viêm tụy có thể bao gồm:

• đau bụng dữ dội;
• buồn nôn;
• đầy bụng;
• vi phạm bản chất của ghế.

Tình trạng của bệnh nhân thường xấu đi. Điểm yếu chung, khó chịu xuất hiện, trọng lượng cơ thể giảm, giấc ngủ bình thường bị xáo trộn.

Làm sao phát hiện vi phạm trong quá trình tổng hợp men tiêu hóa?

Nguyên tắc cơ bản của điều trị rối loạn enzym

Một sự thay đổi trong việc sản xuất các enzym tiêu hóa là một lý do để gặp bác sĩ. Sau khi kiểm tra toàn diện, bác sĩ sẽ xác định nguyên nhân của vi phạm và kê đơn điều trị thích hợp. Không nên tự mình đối phó với bệnh lý.

Một thành phần quan trọng của điều trị là dinh dưỡng hợp lý. Bệnh nhân được chỉ định một chế độ ăn uống thích hợp, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiêu hóa thức ăn. Nên tránh ăn quá nhiều, vì điều này gây rối loạn đường ruột. Bệnh nhân được chỉ định điều trị bằng thuốc, kể cả điều trị thay thế.

Các phương tiện cụ thể và liều lượng của chúng được bác sĩ lựa chọn.

Men (Enzyme) là các protein đặc hiệu, các chất hữu cơ có hoạt tính sinh học làm tăng tốc độ các phản ứng hóa học trong tế bào. Vai trò to lớn của enzym trong cơ thể. Họ có thể tăng tốc độ phản ứng lên hơn mười lần. Nó chỉ đơn giản là cần thiết cho hoạt động bình thường của tế bào. Và các enzym tham gia vào mọi phản ứng.

Enzyme đã được tìm thấy trong cơ thể của tất cả các sinh vật sống, kể cả những vi sinh vật nguyên thủy nhất. Enzyme, do hoạt động xúc tác của chúng, rất quan trọng đối với hoạt động bình thường của hệ thống cơ thể chúng ta.

Các enzym quan trọng trong cơ thể

Sự sống của cơ thể con người dựa trên hàng nghìn phản ứng hóa học xảy ra trong tế bào. Mỗi người trong số họ được thực hiện với sự tham gia của các máy gia tốc đặc biệt - chất xúc tác sinh học hoặc enzyme.

Enzyme đóng vai trò là chất xúc tác trong hầu hết các phản ứng sinh hóa xảy ra trong cơ thể sống. Đến năm 2013, hơn 5.000 enzyme khác nhau đã được mô tả.

Khoa học hiện đại biết khoảng hai nghìn chất xúc tác sinh học. Hãy tập trung vào cái gọi là enzyme chính . Chúng bao gồm các chất xúc tác sinh học cần thiết nhất cho sự sống của sinh vật, sự “phá vỡ” của chúng thường dẫn đến sự xuất hiện của bệnh tật. Chúng tôi cố gắng trả lời câu hỏi: enzyme này hoạt động như thế nào trong một cơ thể khỏe mạnh và điều gì xảy ra với nó trong quá trình mắc bệnh của con người?

Được biết, các polyme sinh học quan trọng nhất tạo thành nền tảng của mọi sinh vật sống (tất cả các bộ phận cấu thành tế bào của cơ thể chúng ta và tất cả các enzym được tạo ra từ chúng) đều có bản chất protein. Đổi lại, protein bao gồm các hợp chất nitơ đơn giản - axit amin, được liên kết bằng liên kết hóa học - liên kết peptide. Trong cơ thể, có những enzym đặc biệt phân cắt các liên kết này bằng cách gắn các phân tử nước (phản ứng thủy phân). Những enzyme như vậy được gọi là peptide hydrolase. Dưới ảnh hưởng của chúng, các liên kết hóa học giữa các axit amin trong phân tử protein bị phá vỡ và các đoạn phân tử protein được hình thành - peptide, bao gồm một số axit amin khác nhau. Peptide, có hoạt tính sinh học cao, thậm chí có thể gây ngộ độc cho cơ thể. Cuối cùng, khi tiếp xúc với hydrolase peptide, peptide sẽ mất hoặc giảm đáng kể hoạt tính sinh học của chúng.

Giáo sư VN Orekhovich vào năm 1979 và các sinh viên của ông đã khám phá, phân lập ở dạng tinh khiết và nghiên cứu chi tiết các tính chất vật lý, hóa học và xúc tác của một trong những hydrolase peptit mà trước đây các nhà hóa sinh chưa biết đến. Bây giờ nó được đưa vào danh sách quốc tế dưới tên của enzyme carboxycatepsin. Nghiên cứu đã giúp tiến gần hơn đến việc trả lời câu hỏi: tại sao một cơ thể khỏe mạnh lại cần carboxycatepsin và điều gì có thể xảy ra do những thay đổi nhất định trong cấu trúc của nó.

Hóa ra carboxycatepsin có liên quan đến cả việc hình thành peptide angiotensin B, làm tăng huyết áp và phá hủy một peptide khác, bradykinin, ngược lại, có đặc tính hạ huyết áp.

Do đó, carboxycatepsin hóa ra là chất xúc tác chính liên quan đến hoạt động của một trong những hệ thống sinh hóa quan trọng nhất của cơ thể - hệ thống điều hòa huyết áp. Hoạt tính của carboxycatepsin càng lớn thì nồng độ angiotensin II càng cao và nồng độ bradykinin càng thấp, và điều này dẫn đến tăng huyết áp. Không có gì ngạc nhiên khi ở những người bị tăng huyết áp, hoạt động của carboxy-catepsin trong máu tăng lên. Định nghĩa của chỉ số này giúp các bác sĩ đánh giá hiệu quả của các biện pháp điều trị, dự đoán diễn biến của bệnh.

Có thể ức chế hoạt động của carboxythepsin trực tiếp trong cơ thể con người và do đó làm giảm huyết áp? Các nghiên cứu được thực hiện tại viện của chúng tôi đã chỉ ra rằng có những peptide trong tự nhiên có khả năng liên kết với carboxycatepsin mà không trải qua quá trình thủy phân, và do đó làm mất khả năng thực hiện chức năng vốn có của nó.

Hiện tại, công việc đang được tiến hành để tổng hợp các chất ức chế nhân tạo (chất ức chế) carboxycatepsin, được cho là sẽ được sử dụng như một chất điều trị mới để chống tăng huyết áp.

Các enzyme quan trọng khác tham gia vào quá trình biến đổi sinh hóa của các chất chứa nitơ trong cơ thể con người bao gồm các amin oxydaza. Không có chúng, các phản ứng oxy hóa của cái gọi là amin sinh học, thuộc về nhiều chất dẫn truyền xung thần kinh hóa học - chất dẫn truyền thần kinh, không thể thực hiện được. Sự phân hủy của các amin oxydase dẫn đến rối loạn chức năng của hệ thần kinh trung ương và ngoại vi; chất ức chế hóa học của amin oxyase đã được sử dụng trong thực hành lâm sàng như tác nhân điều trị, ví dụ, trong trạng thái trầm cảm.

Trong quá trình nghiên cứu các chức năng sinh học của amin oxydase, có thể phát hiện ra tính chất chưa biết trước đây của chúng. Hóa ra những thay đổi hóa học nhất định trong phân tử của các enzym này đi kèm với những thay đổi về chất trong tính chất xúc tác của chúng. Do đó, các monoamine oxidase oxy hóa các monoamine sinh học (ví dụ, chất dẫn truyền thần kinh nổi tiếng norepinephrine, serotonin và dopamine) mất đi một phần đặc tính vốn có của chúng sau khi xử lý bằng các chất oxy hóa. Nhưng mặt khác, họ phát hiện ra một khả năng mới về chất lượng để tiêu diệt diamine, một số axit amin và đường amin, nucleotide và các hợp chất chứa nitơ khác cần thiết cho sự sống của tế bào. Hơn nữa, có thể biến đổi monoamine oxidase không chỉ trong ống nghiệm (nghĩa là trong trường hợp các nhà nghiên cứu thử nghiệm các chế phẩm enzyme tinh khiết), mà còn trong cơ thể động vật, trong đó các quá trình bệnh lý khác nhau được mô hình hóa sơ bộ.

Trong các tế bào của cơ thể con người, các monoamine oxidase được bao gồm trong thành phần của màng sinh học - các vách ngăn bán thấm đóng vai trò là màng tế bào và chia mỗi màng thành các ngăn riêng biệt, nơi diễn ra các phản ứng nhất định. Màng sinh học đặc biệt giàu chất béo dễ bị oxy hóa, ở trạng thái bán lỏng. Nhiều bệnh đi kèm với sự tích tụ quá nhiều sản phẩm oxy hóa chất béo trong màng sinh học. Bị oxy hóa quá mức (peroxidized), chúng phá vỡ cả tính thấm bình thường của màng và hoạt động bình thường của các enzym tạo nên thành phần của chúng. Những enzyme này bao gồm monoamine oxidase.

Đặc biệt, trong quá trình tổn thương do phóng xạ, chất béo bị oxy hóa quá mức trong màng sinh học của tế bào tủy xương, ruột, gan và các cơ quan khác, và các monoamine oxidase không chỉ mất đi một phần hoạt tính hữu ích mà còn thu được một đặc tính mới về chất lượng có hại cho cơ thể. thân hình. Chúng bắt đầu phá hủy các chất chứa nitơ quan trọng cho tế bào. Khả năng biến đổi hoạt tính sinh học của các mono-amine oxidase được thể hiện cả trong các thí nghiệm với các chế phẩm enzyme tinh khiết và trong cơ thể sống. Hơn nữa, hóa ra các tác nhân trị liệu được sử dụng trong cuộc chiến chống lại các vết thương do phóng xạ cũng ngăn cản sự phát triển của những thay đổi về chất trong các enzym.

Tính chất rất quan trọng này - tính thuận nghịch của quá trình biến đổi monoamine oxidase - đã được thiết lập trong các thí nghiệm, trong đó các nhà nghiên cứu không chỉ học cách ngăn chặn sự biến đổi enzyme mà còn loại bỏ các vi phạm, đưa chức năng của các chất xúc tác trở lại bình thường và đạt được hiệu quả điều trị nhất định. hiệu ứng.

Trong khi chúng ta đang nói về các thí nghiệm trên động vật. Tuy nhiên, ngày nay có mọi lý do để tin rằng hoạt động của các amin oxydase cũng thay đổi trong cơ thể con người, đặc biệt là trong chứng xơ vữa động mạch. Do đó, việc nghiên cứu các đặc tính của amin oxydaza, cũng như các hóa chất có thể được sử dụng để tác động đến hoạt động của chúng trong cơ thể con người nhằm mục đích điều trị, hiện đang được tiếp tục với sự kiên trì đặc biệt.

Và ví dụ cuối cùng. Người ta biết rõ vai trò quan trọng của carbohydrate đối với hoạt động sống của cơ thể chúng ta, và do đó, là các enzym chủ chốt thúc đẩy quá trình biến đổi sinh hóa của chúng. Những chất xúc tác này bao gồm enzyme gamma-amylase được phát hiện tại viện của chúng tôi; anh ta tham gia vào việc phân tách các liên kết hóa học giữa các phân tử glucose (các phân tử glycogen phức tạp được xây dựng từ chúng). Sự vắng mặt hoặc thiếu hụt gamma-amylase bẩm sinh dẫn đến sự gián đoạn quá trình chuyển hóa sinh hóa bình thường của glycogen. Nội dung của nó trong các tế bào của các cơ quan quan trọng của đứa trẻ tăng lên, chúng mất khả năng thực hiện các chức năng vốn có của chúng. Tất cả những thay đổi này đặc trưng cho căn bệnh nghiêm trọng nhất - glycogenosis.

Các enzym khác cũng tham gia vào quá trình biến đổi sinh hóa của glycogen.

Sự thiếu hụt bẩm sinh của chúng cũng dẫn đến glycogenoses. Để nhận biết kịp thời và chính xác loại bệnh glycogenosis mà trẻ mắc phải (và điều này rất quan trọng để lựa chọn phương pháp điều trị và dự đoán diễn biến của bệnh), cần nghiên cứu hoạt động của một số enzym, bao gồm cả gamma. -amylaza. Được phát triển vào những năm 1970 tại Viện Hóa học Sinh học và Y tế của Viện Hàn lâm Khoa học Y tế Liên Xô, các phương pháp phân tích phòng thí nghiệm và chẩn đoán hóa học bệnh glycogenosis vẫn được sử dụng trong thực hành lâm sàng.

Theo giáo sư V.Z. GORKINA

Lịch sử nghiên cứu

Kỳ hạn enzymđược đề xuất vào thế kỷ 17 bởi nhà hóa học van Helmont khi thảo luận về cơ chế tiêu hóa.

Trong con. XVIII - sớm. thế kỉ 19 người ta đã biết rằng thịt được tiêu hóa nhờ dịch vị và tinh bột được chuyển hóa thành đường nhờ tác dụng của nước bọt. Tuy nhiên, cơ chế của những hiện tượng này vẫn chưa được biết.

phân loại enzym

Theo loại phản ứng được xúc tác, người ta chia enzym thành 6 lớp theo thứ bậc phân loại enzym (KF, - Enzyme Comission code). Việc phân loại được đề xuất bởi Hiệp hội Hóa sinh và Sinh học Phân tử Quốc tế (International Union of Biochemistry and Molecular Biology). Mỗi lớp chứa các phân lớp, vì vậy một enzym được mô tả bằng một bộ bốn số được phân tách bằng dấu chấm. Ví dụ, pepsin có tên EC 3.4.23.1. Số đầu tiên mô tả sơ bộ cơ chế của phản ứng được xúc tác bởi enzyme:

• CF 1: oxy hóa khử xúc tác cho quá trình oxy hóa hoặc khử. Ví dụ: catalase, rượu dehydrogenase.
• CF 2: chuyển nhượng xúc tác cho việc chuyển các nhóm hóa học từ phân tử cơ chất này sang phân tử cơ chất khác. Trong số các transferase, kinase đặc biệt nổi bật, chuyển một nhóm phốt phát, theo quy luật, từ một phân tử ATP.
• CF 3: Hydrolases xúc tác cho quá trình thủy phân các liên kết hóa học. Ví dụ: esterase, pepsin, trypsin, amylase, lipoprotein lipase.
• CF 4: liên lạc, xúc tác cho sự phá vỡ các liên kết hóa học mà không bị thủy phân với sự hình thành một liên kết đôi trong một trong các sản phẩm.
• CF 5: đồng phân, xúc tác cho những thay đổi về cấu trúc hoặc hình học trong phân tử chất nền.
• CF 6: dây chằng, xúc tác hình thành liên kết hóa học giữa các cơ chất do quá trình thủy phân ATP. Ví dụ: DNA polymerase.

nghiên cứu động học

Mô tả đơn giản nhất động học phản ứng enzym cơ chất đơn là phương trình Michaelis-Menten (xem hình.). Cho đến nay, một số cơ chế hoạt động của enzyme đã được mô tả. Ví dụ, hoạt động của nhiều enzyme được mô tả theo sơ đồ của cơ chế "ping-pong".

Năm 1972-1973. mô hình cơ lượng tử đầu tiên của xúc tác enzym đã được tạo ra (các tác giả M. V. Volkenshtein, R. R. Dogonadze, Z. D. Urushadze, và những người khác).

Cấu trúc và cơ chế hoạt động của enzym

Hoạt tính của enzym được quyết định bởi cấu trúc không gian ba chiều của chúng.

Giống như tất cả các protein, các enzym được tổng hợp như một chuỗi axit amin tuyến tính gấp nếp theo một cách cụ thể. Mỗi chuỗi axit amin gấp lại theo một cách cụ thể và phân tử kết quả (hạt cầu protein) có các đặc tính độc đáo. Một số chuỗi protein có thể được kết hợp thành một phức hợp protein. Cấu trúc bậc ba của protein bị phá hủy khi đun nóng hoặc tiếp xúc với một số hóa chất.

Vị trí hoạt động của enzym

Trong trung tâm hoạt động phân bổ có điều kiện:

• trung tâm xúc tác - tương tác hóa học trực tiếp với chất nền;
• trung tâm liên kết (điểm tiếp xúc hoặc "mỏ neo") - cung cấp ái lực cụ thể cho cơ chất và sự hình thành phức hợp cơ chất enzyme.

Để xúc tác cho một phản ứng, một enzym phải liên kết với một hoặc nhiều cơ chất. Chuỗi protein của enzyme được gấp lại theo cách mà một khoảng trống, hoặc chỗ lõm, được hình thành trên bề mặt của hạt cầu, nơi các cơ chất liên kết với nhau. Vùng này được gọi là vị trí liên kết cơ chất. Thông thường nó trùng với vị trí hoạt động của enzym hoặc nằm gần nó. Một số enzyme cũng chứa các vị trí liên kết cho đồng yếu tố hoặc ion kim loại.

Enzim liên kết với cơ chất:

• làm sạch chất nền khỏi nước "áo lông"
• sắp xếp các phân tử cơ chất phản ứng trong không gian theo cách cần thiết để phản ứng tiến hành
• chuẩn bị cho phản ứng (ví dụ, phân cực) các phân tử cơ chất.

Thông thường, sự gắn enzyme vào cơ chất xảy ra do liên kết ion hoặc hydro, hiếm khi xảy ra do liên kết cộng hóa trị. Khi kết thúc phản ứng, sản phẩm (hoặc các sản phẩm) của nó được tách ra khỏi enzyme.

Kết quả là enzyme làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng. Điều này là do với sự có mặt của enzyme, phản ứng diễn ra theo một cách khác (thực tế, một phản ứng khác xảy ra), ví dụ:

Khi không có enzim:

• A+B = AB

Khi có mặt enzim:

• A+F = AF
• AF+V = AVF
• AVF \u003d AV + F

trong đó A, B - cơ chất, AB - sản phẩm phản ứng, F - enzyme.

Enzyme không thể tự cung cấp năng lượng cho các phản ứng nội sinh (cần năng lượng). Do đó, các enzym thực hiện các phản ứng như vậy kết hợp chúng với các phản ứng ngoại sinh dẫn đến giải phóng nhiều năng lượng hơn. Ví dụ, các phản ứng tổng hợp biopolyme thường đi đôi với phản ứng thủy phân ATP.

Các trung tâm hoạt động của một số enzym được đặc trưng bởi hiện tượng hợp tác.

độ đặc hiệu

Enzyme thường thể hiện tính đặc hiệu cao đối với cơ chất của chúng (tính đặc hiệu cơ chất). Điều này đạt được nhờ sự bổ sung một phần về hình dạng, sự phân bố điện tích và các vùng kỵ nước trên phân tử cơ chất và tại vị trí liên kết cơ chất trên enzym. Enzyme cũng thường thể hiện mức độ đặc hiệu lập thể cao (chỉ tạo thành một trong số các đồng phân lập thể có thể làm sản phẩm hoặc chỉ sử dụng một đồng phân lập thể làm cơ chất), tính chọn lọc lại (hình thành hoặc phá vỡ liên kết hóa học chỉ ở một trong các vị trí có thể có của cơ chất) và tính chọn lọc hóa học (chỉ xúc tác cho một phản ứng hóa học) của một số điều kiện có thể xảy ra đối với những điều kiện này). Mặc dù mức độ đặc hiệu cao nói chung, mức độ cơ chất và tính đặc hiệu phản ứng của các enzyme có thể khác nhau. Ví dụ, trypsin endopeptidase chỉ phá vỡ liên kết peptit sau arginine hoặc lysine, trừ khi chúng được theo sau bởi proline, và pepsin ít đặc hiệu hơn nhiều và có thể phá vỡ liên kết peptit sau nhiều axit amin.

Mô hình khóa phím

Giả thuyết phù hợp cảm ứng của Koshland

Một tình huống thực tế hơn là trong trường hợp kết hợp cảm ứng. Chất nền không chính xác - quá lớn hoặc quá nhỏ - không vừa với vị trí hoạt động

Năm 1890, Emil Fischer cho rằng tính đặc hiệu của enzyme được quyết định bởi sự tương ứng chính xác giữa dạng enzyme và cơ chất. Giả định này được gọi là mô hình ổ khóa và chìa khóa. Enzyme liên kết với cơ chất tạo thành phức hợp enzyme-cơ chất tồn tại trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, mặc dù mô hình này giải thích tính đặc hiệu cao của enzyme, nhưng nó không giải thích được hiện tượng ổn định trạng thái chuyển tiếp được quan sát thấy trong thực tế.

mô hình phù hợp cảm ứng

Năm 1958, Daniel Koshland đề xuất sửa đổi mô hình khóa bằng chìa khóa. Enzyme nói chung không phải là những phân tử cứng nhắc mà linh hoạt. Vị trí hoạt động của enzyme có thể thay đổi cấu trúc sau khi liên kết với cơ chất. Các nhóm bên của các axit amin của vị trí hoạt động chiếm vị trí cho phép enzyme thực hiện chức năng xúc tác của nó. Trong một số trường hợp, phân tử cơ chất cũng thay đổi cấu trúc sau khi liên kết với vị trí hoạt động. Trái ngược với mô hình khóa phím, mô hình phù hợp cảm ứng không chỉ giải thích tính đặc hiệu của enzyme mà còn giải thích sự ổn định của trạng thái chuyển tiếp. Mô hình này được gọi là "găng tay".

sửa đổi

Nhiều enzyme trải qua quá trình sửa đổi sau khi tổng hợp chuỗi protein, nếu không có enzyme này thì hoạt động của nó không thể hiện hết mức. Những sửa đổi như vậy được gọi là sửa đổi sau dịch mã (xử lý). Một trong những kiểu sửa đổi phổ biến nhất là việc bổ sung các nhóm hóa học vào các gốc bên của chuỗi polypeptide. Ví dụ, việc bổ sung dư lượng axit photphoric được gọi là quá trình phosphoryl hóa và được xúc tác bởi enzyme kinase. Nhiều enzyme của sinh vật nhân thực được glycosyl hóa, tức là được biến đổi với các oligomer carbohydrate.

Một dạng sửa đổi sau dịch mã phổ biến khác là phân cắt chuỗi polypeptide. Ví dụ, chymotrypsin (một protease tham gia vào quá trình tiêu hóa) thu được bằng cách tách vùng polypeptide từ chymotrypsinogen. Chymotrypsinogen là tiền chất không hoạt động của chymotrypsin và được tổng hợp trong tuyến tụy. Dạng không hoạt động được vận chuyển đến dạ dày, nơi nó được chuyển thành chymotrypsin. Cơ chế này là cần thiết để tránh sự phân tách tuyến tụy và các mô khác trước khi enzyme đi vào dạ dày. Một tiền chất enzyme không hoạt động còn được gọi là "zymogen".

đồng yếu tố enzyme

Một số enzyme tự thực hiện chức năng xúc tác mà không cần bất kỳ thành phần bổ sung nào. Tuy nhiên, có những enzyme cần các thành phần phi protein để xúc tác. Đồng yếu tố có thể là các phân tử vô cơ (ion kim loại, cụm sắt-lưu huỳnh, v.v.) hoặc hữu cơ (ví dụ: flavin hoặc heme). Các đồng yếu tố hữu cơ liên kết chặt chẽ với enzyme còn được gọi là các nhóm giả. Các đồng yếu tố hữu cơ có thể tách ra khỏi enzyme được gọi là coenzyme.

Enzim cần một đồng sáng lập để thể hiện hoạt tính xúc tác, nhưng không liên kết với nó, được gọi là apo-enzym. Một apo-enzyme kết hợp với một cofactor được gọi là holo-enzyme. Hầu hết các đồng yếu tố được liên kết với enzyme bằng các tương tác không cộng hóa trị nhưng khá mạnh. Ngoài ra còn có các nhóm giả được liên kết cộng hóa trị với enzyme, chẳng hạn như thiamine pyrophosphate trong pyruvate dehydrogenase.

điều hòa enzym

Một số enzyme có vị trí liên kết phân tử nhỏ và có thể là cơ chất hoặc sản phẩm của con đường trao đổi chất mà enzyme đi vào. Chúng làm giảm hoặc tăng hoạt động của enzyme, tạo cơ hội cho phản hồi.

Ức chế sản phẩm cuối cùng

Con đường trao đổi chất - một chuỗi các phản ứng enzym liên tiếp. Thông thường, sản phẩm cuối cùng của một con đường trao đổi chất là một chất ức chế enzym làm tăng tốc độ phản ứng đầu tiên trong con đường trao đổi chất đó. Nếu sản phẩm cuối cùng quá nhiều, thì nó hoạt động như một chất ức chế đối với enzyme đầu tiên và nếu sau đó, sản phẩm cuối cùng trở nên quá nhỏ, thì enzyme đầu tiên sẽ được kích hoạt lại. Do đó, ức chế bởi sản phẩm cuối cùng theo nguyên tắc phản hồi tiêu cực là một cách quan trọng để duy trì cân bằng nội môi (sự không đổi tương đối của các điều kiện của môi trường bên trong cơ thể).

Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến hoạt tính của enzim

Hoạt động của enzyme phụ thuộc vào các điều kiện trong tế bào hoặc sinh vật - áp suất, độ axit của môi trường, nhiệt độ, nồng độ của muối hòa tan (cường độ ion của dung dịch), v.v.

Nhiều dạng enzym

Nhiều dạng enzyme có thể được chia thành hai loại:

• isoenzyme
• Dạng số nhiều thích hợp (true)

isoenzyme- Đây là những enzim do các gen khác nhau mã hóa tổng hợp, chúng có cấu trúc sơ cấp khác nhau và tính chất khác nhau, nhưng chúng xúc tác cho cùng một phản ứng. Các loại isoenzym:

• Hữu cơ - enzyme đường phân trong gan và cơ bắp.
• Tế bào - malate dehydrogenase tế bào chất và ty thể (các enzyme khác nhau, nhưng xúc tác cho cùng một phản ứng).
• Lai - enzyme có cấu trúc bậc bốn, được hình thành do sự liên kết không cộng hóa trị của các tiểu đơn vị riêng lẻ (lactate dehydrogenase - 4 tiểu đơn vị của 2 loại).
• Đột biến - được hình thành do kết quả của một đột biến gen duy nhất.
• Alloenzyme - được mã hóa bởi các alen khác nhau của cùng một gen.

dạng số nhiều thích hợp(đúng) là những enzym được tổng hợp bởi cùng một alen của cùng một gen, chúng có cấu trúc và tính chất cơ bản giống nhau, nhưng sau khi tổng hợp trên ribôxôm, chúng bị biến đổi và trở nên khác nhau, mặc dù chúng xúc tác cho cùng một phản ứng.

Các isoenzyme khác nhau ở cấp độ di truyền và khác với trình tự sơ cấp, và dạng bội thực sự trở nên khác nhau ở cấp độ sau dịch mã.

ý nghĩa y học

Mối liên hệ giữa enzyme và các bệnh chuyển hóa di truyền lần đầu tiên được thiết lập A. Garrôđôm vào những năm 1910 Garrod gọi các bệnh liên quan đến khiếm khuyết enzyme là "lỗi trao đổi chất bẩm sinh".

Nếu đột biến xảy ra trong gen mã hóa một enzym cụ thể, trình tự axit amin của enzym đó có thể thay đổi. Đồng thời, do hầu hết các đột biến, hoạt động xúc tác của nó giảm hoặc biến mất hoàn toàn. Nếu một sinh vật nhận được hai trong số các gen đột biến này (một gen từ bố mẹ), phản ứng hóa học do enzyme đó xúc tác sẽ ngừng xảy ra trong cơ thể. Ví dụ, sự xuất hiện của bạch tạng có liên quan đến việc ngừng sản xuất enzyme tyrosinase, enzyme chịu trách nhiệm cho một trong những giai đoạn tổng hợp sắc tố đen melanin. Phenylketon niệu có liên quan đến hoạt động giảm hoặc không hoạt động của enzym phenylalanine-4-hydroxylase trong gan.

Hiện tại, hàng trăm bệnh di truyền liên quan đến khiếm khuyết enzyme đã được biết đến. Các phương pháp điều trị và phòng ngừa nhiều bệnh này đã được phát triển.

Công dụng thực tế

Enzyme được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân - thực phẩm, công nghiệp dệt may, dược phẩm và y học. Hầu hết các loại thuốc ảnh hưởng đến quá trình enzyme trong cơ thể, bắt đầu hoặc dừng một số phản ứng nhất định.

Phạm vi sử dụng enzym trong nghiên cứu khoa học và trong y học còn rộng hơn.

ghi chú

Văn chương

• Volkenstein M. V., Dogonadze R. R., Madumarov A. K., Urushadze Z. D., Kharkats Yu. I. Về lý thuyết xúc tác enzym.- Sinh học phân tử, tập 6, số. 3, 1972, nghệ thuật. 431-439.
• Dixon, M. Enzyme / M. Dixon, E. Webb. - Trong 3 tập - Per. từ tiếng Anh. - V.1-2. - M.: Mir, 1982. - 808 tr.
Bách khoa toàn thư y học lớn

- (từ lat. lên men fermentum, bột chua), enzyme, chất xúc tác sinh học, cụ thể. protein hiện diện trong tất cả các tế bào sống và đóng vai trò của biol. chất xúc tác. Thông qua họ, di truyền được thực hiện. thông tin và mọi quá trình trao đổi được thực hiện... ... Từ điển bách khoa sinh học

- (lat. Fermentum men, từ fervere đến nóng). Các chất hữu cơ lên ​​men các vật thể hữu cơ khác mà không bị thối rữa. Từ điển từ nước ngoài bao gồm trong tiếng Nga. Chudinov A.N., 1910. ENZYME ... ... Từ điển từ nước ngoài của tiếng Nga

- (từ lat. fermentum men) (enzym) chất xúc tác sinh học có trong tất cả các tế bào sống. Tiến hành chuyển hóa các chất trong cơ thể, chỉ đạo và điều hòa qua đó quá trình trao đổi chất của nó. Bản chất hóa học của protein. Enzim ... ... Từ điển bách khoa toàn thư lớn

- (từ men Latin fermentum), chất xúc tác sinh học có trong tất cả các tế bào sống. Tiến hành biến đổi (trao đổi chất) các chất trong cơ thể. Bản chất hóa học của protein. Tham gia vào nhiều phản ứng sinh hóa trong tế bào ... ... bách khoa toàn thư hiện đại

Tồn tại., số từ đồng nghĩa: 2 chất xúc tác sinh học (1) enzyme (2) Từ điển Từ đồng nghĩa ASIS. V.N. Trisín. 2013... từ điển đồng nghĩa

enzym. Xem enzym. (