Мы объясним, что такое ферменты и какова их структура. Кроме того, как они классифицируются и как работают эти белки
Ферменты – это набор белков, отвечающих за катализацию химических реакций
Что такое энзимы?
Набор белков , отвечающих за катализ (запуск, ускорение, изменение, замедление или даже остановку) различных химических реакций , когда это термодинамически возможно. Это означает, что они являются регулирующими веществами в телах живых организмов , обычно уменьшая начальную энергию необходимую для приведения реакции в движение
Ферменты необходимы для жизни и катализируют около 4000 известных химических реакций , при условии, что условия pH температуры или концентрации химических веществ стабильны, поскольку ферменты, будучи белками, могут также денатурировать и терять свою эффективность
Первый фермент был открыт в середине 19 века Ансельмом Пайеном и Жаном-Франсуа Персозом, хотя эксперименты Луи Пастера по ферментации уже намекали на присутствие какого-то ускоряющего органического вещества в этих процессах, которые в то время считались чисто химическими
Ферменты сегодня широко известны и фактически используются в различных отраслях человеческой промышленности ( пищевая химическая , сельское хозяйство, нефтедобыча и т.д.), а также являются незаменимой частью компонентов, которые поддерживают внутренний баланс нашего организма, ускоряют необходимые реакции (например, те, которые обеспечивают энергию), избирательно активируют и дезактивируют другие (как гормоны) и т.д. и т.п
Структура фермента
Последовательность, в которой собраны аминокислоты, определяет структуру фермента.
Большинство ферментов состоят из глобулярных белков разного размера: от мономеров из 62 аминокислот до огромных цепочек из 2500 аминокислот. Однако лишь некоторые из них непосредственно участвуют в катализе реакции, называясь активным центром
Последовательность, в которой собраны все эти аминокислоты, определяет трехмерную структуру фермента, которая также диктует его специфическую функцию. Иногда эта структура также имеет участки для привлечения кофакторов, то есть других веществ, вмешательство которых необходимо для получения желаемого эффекта
Ферменты очень специфичны, т.е. они не реагируют ни с чем, и не вмешиваются в любую реакцию. У них есть очень специфическая и точная биохимическая задача, которую они выполняют с очень низким процентом ошибок
Классификация ферментов
Ферменты классифицируются на основе специфической реакции, которую они катализируют.
Ферменты классифицируются в зависимости от конкретной реакции, которую они катализируют, следующим образом:
- Оксидоредуктазы катализируют реакции окисления-восстановления, то есть перенос электронов или атомов водорода с одного субстрата на другой. Примерами являются ферменты дегидрогеназы и оксидазы.
- трансферазы. Катализируют перенос специфической химической группы, отличной от водорода, с одного субстрата на другой. Примером может служить фермент глюкокиназа.
- Гидролазы. Они участвуют в реакциях гидролиза (расщепление органических молекул молекулами воды ). Например, лактаза.
- лиазы. Ферменты, катализирующие расщепление или спаивание субстратов. Например, ацетатдекарбоксилаза.
- изомеразы. Они катализируют интерконверсию изомеров, т.е. превращают молекулу в ее трехмерный геометрический вариант.
Лигазы Эти ферменты катализируют специфические реакции связывания субстрата путем одновременного гидролиза трифосфатных нуклеотидов (таких как ROVEVEV АТФ или ГТФ). Например, лишенная фермента карбоксилаза.
Как работают энзимы?
Действие ферментов может быть ускорено за счет повышения уровня калорийной энергии.
Ферменты могут действовать по-разному, но всегда путем уменьшения энергии активации химической реакции, то есть количества энергии, необходимой для приведения ее в движение. Этими различными режимами являются:
- Окружающая среда. Энергия активации снижается за счет создания благоприятных условий для протекания реакции, например, за счет изменения химических свойств субстрата путем реакции с его собственным аминокислотным слоем.
- Способствующий переходу. Энергия перехода снижается без модификации субстрата, т.е. путем создания среды с оптимальными зарядами для протекания реакции.
- Указание альтернативного маршрута. В этом случае ферменты реагируют с субстратом, образуя комплекс ES (фермент/субстрат), который пропускает этапы обычного пути реакции, уменьшая время, необходимое для протекания реакции.
- При определенных параметрах действие ферментов может быть ускорено увеличением уровня тепловой энергии , что обеспечивается параллельными экзотермическими реакциями.
Добавить комментарий