Vysvětlíme, co jsou enzymy a jejich strukturu.Také, jak jsou tyto proteiny klasifikovány a jak působí.
Co jsou enzymy?
Enzymy jsou souborem protein na starosti katalyzovat (vystřelit, zrychlit, upravit, zpomalit a dokonce zastavit) různé chemické reakceza předpokladu, že jsou termodynamicky možné. To znamená, že jsou regulačními látkami v těle živé bytosti, obvykle snížením Energie počáteční požadovaný pro zahájení reakce.
Enzymy jsou nezbytné pro život a katalyzovat asi 4 000 známých chemických reakcí, za předpokladu podmínek pH, teplota nebo chemickou koncentraci, protože enzymy, které jsou proteiny, se také mohou denaturovat a ztratit svou účinnost.
První enzym objevili v polovině 19. století Anselme Payen a Jean-Francois Persoz, i když experimenty kolem r. kvašení Louis Pasteur's již vytušil přítomnost nějaké organické „urychlující“ látky v těchto procesech, které byly v té době považovány za čistě chemické.
Enzymy jsou dnes široce známé a ve skutečnosti používané různými lidskými průmysly (jídlo, Chemikálie, zemědělství, ropa atd.), kromě toho, že je nepostradatelnou součástí složek, které udržují vnitřní rovnováhu našeho těla, urychlují nezbytné reakce (například ty, které dodávají energii), aktivují a deaktivují ostatní selektivně (jako to dělají hormony) a pestrá a tak dále.
Struktura enzymů
Většina enzymů je tvořena globulárními proteiny velmi variabilní velikosti: od monomerů o 62 aminokyselinách až po obrovské řetězce o délce kolem 2 500. Jen několik z nich se však přímo podílí na katalýze reakce, tzv.aktivní centrum.
Sekvence, ve které jsou všechny tyto aminokyseliny sestaveny, určuje trojrozměrnou strukturu enzymu, která také určuje jeho specifické fungování. Někdy má tato struktura také místa pro přitahování kofaktorů, tj. jiných látek, jejichž zásah je nezbytný pro dosažení požadovaného účinku.
Enzymy jsou vysoce specifické, to znamená, že s ničím nereagují ani se nezúčastňují žádné reakce. Mají velmi specifický a přesný biochemický úkol, který provádějí s velmi nízkým procentem chyb.
Klasifikace enzymů
Enzymy jsou klasifikovány na základě specifické reakce, kterou katalyzují, následovně:
- Oxidoreduktázy. Katalyzují oxidačně-redukční reakce, tedy přenos elektrony nebo od atomy vodíku z jednoho substrátu do druhého. Příklady těchto jsou enzymy dehydrogenáza aC oxidáza.
- Transferázy. Katalyzují přenos specifické chemické skupiny jiné než vodík z jednoho substrátu na druhý. Příkladem toho je enzym glukokináza.
- Hydrolázy. Zabývají se reakcemi hydrolýza (roztržení molekul organické molekulami Voda). Například laktáza.
- Liasas. Enzymy, které katalyzují lámání nebo svařování substrátů. Například acetát dekarboxyláza.
- Isomerázy. Katalyzují vzájemnou konverzi izomerů, to znamená, že převádějí molekulu na její trojrozměrnou geometrickou variantu.
- Podvazky. Tyto enzymy katalyzují specifické vazebné reakce substrátu prostřednictvím současné hydrolýzy trifosfátových nukleotidů (jako např. ATP nebo GTP). Například enzym privátní karboxyláza.
Jak fungují enzymy?
Působení enzymu lze urychlit zvýšením hladiny kalorické energie.
Enzymy mohou fungovat různými způsoby, i když vždy snižují aktivační energii chemické reakce, tedy množství energie potřebné k jejímu spuštění. Tyto různé režimy jsou:
- Okolní. Aktivační energie se snižuje vytvořením prostředí příznivého pro probíhající reakci, například úpravou chemických vlastností substrátu prostřednictvím reakcí s vlastní vrstvou aminokyselin.
- Usnadněte přechod. Přechodová energie je redukována bez úpravy substrátu, to znamená, že se vytváří prostředí s optimálními náboji pro průběh reakce.
- Uveďte alternativní trasu. V tomto případě enzymy reagují se substrátem za vzniku komplexu ES (enzym/substrát), který „přeskakuje kroky“ v běžné cestě reakce, čímž se zkracuje čas potřebný k tomu, aby k ní došlo.
- Zvyšte teplotu. V rámci určitých parametrů lze působení enzymu urychlit zvýšením hladin kalorická energie, dána exotermické reakce paralelní.