في كل خلية حية هناك الكثيرتفاعلات كيميائية. الإنزيمات (الإنزيمات) هي بروتينات لها وظائف خاصة وهامة للغاية. يطلق عليهم المحفزات الحيوية. تتمثل الوظيفة الرئيسية لإنزيمات البروتين في الجسم في تسريع التفاعلات الكيميائية الحيوية. تسمى الكواشف البادئة ، التي يتم تحفيز تفاعلها بواسطة هذه الجزيئات ، ركائز ، وتسمى المركبات النهائية المنتجات.
في الطبيعة ، تعمل إنزيمات البروتين على قيد الحياة فقطأنظمة. ولكن في التكنولوجيا الحيوية الحديثة ، يتم استخدام التشخيص السريري والأدوية والطب ، والإنزيمات النقية أو مجمعاتها ، بالإضافة إلى المكونات الإضافية اللازمة للنظام للعمل وتصور البيانات للباحث.
بدون هذه الجزيئات ، لا يمكن للكائن الحيوظيفة. تعمل جميع عمليات الحياة بشكل متناغم بفضل الإنزيمات. الوظيفة الرئيسية لإنزيمات البروتين في الجسم هي تنظيم التمثيل الغذائي. بدونها ، يكون التمثيل الغذائي الطبيعي مستحيلاً. يحدث تنظيم نشاط الجزيئات تحت تأثير المنشطات (المحرضات) أو المثبطات. يعمل التحكم على مستويات مختلفة من تخليق البروتين. كما أنه "يعمل" فيما يتعلق بالجزيء النهائي.
الخصائص الرئيسية لانزيمات البروتينخصوصية ركيزة معينة. وبناء على ذلك ، فإن القدرة على تحفيز سلسلة واحدة فقط أو أقل من ردود الفعل في كثير من الأحيان. عادةً ما تكون هذه العمليات قابلة للعكس. من أجل أداء كلتا الوظيفتين ، يكون الإنزيم هو المسؤول. لكن هذا ليس كل شيء.
دور بروتينات الإنزيم ضروري.بدونها ، لا تحدث التفاعلات البيوكيميائية. بسبب عمل الإنزيمات ، يصبح من الممكن للكواشف التغلب على حاجز التنشيط دون نفقات طاقة كبيرة. في الجسم لا توجد طريقة لتسخين درجة حرارة تزيد عن 100 درجة مئوية أو استخدام مكونات عدوانية مثل المختبر الكيميائي. يرتبط بروتين الإنزيم بالركيزة. في حالة منضمة ، يحدث تعديل مع الإصدار اللاحق للأخير. هذه هي الطريقة التي تعمل بها جميع المحفزات المستخدمة في التركيب الكيميائي.
عادة ما يكون لهذه الجزيئات ثلاثية (كروية) أوبنية البروتين الرباعية (العديد من الكريات المتصلة). أولاً يتم تصنيعها في شكل خطي. ثم يتم طيها في الهيكل المطلوب. لضمان النشاط ، يحتاج المحفز الحيوي إلى بنية معينة.
يتم تدمير الإنزيمات ، مثل البروتينات الأخرى ، عن طريق التسخين ، ودرجة الحموضة الشديدة ، والمركبات الكيميائية العدوانية.
من بينها ، يتم تمييز الميزات التالية للمكونات:
يختلف مستوى خصوصية الإنزيمات.لكن أي إنزيم نشط دائمًا ضد ركيزة معينة أو مجموعة من المركبات المتشابهة في البنية. العوامل الحفازة غير البروتينية لا تمتلك هذه الخاصية. يتم قياس الخصوصية بواسطة ثابت الارتباط (mol / L) ، والذي يمكن أن يصل إلى 10−10 مول / لتر عمل الإنزيم النشط سريع.جزيء واحد يحفز الآلاف والملايين من العمليات في الثانية. درجة تسارع التفاعلات البيوكيميائية أعلى بشكل ملحوظ (1000-100000 مرة) من تلك المحفزات التقليدية.
عمل الإنزيمات مبني على عدةآليات. يحدث التفاعل الأبسط مع جزيء الركيزة الواحدة ، يليه تكوين المنتج. معظم الإنزيمات قادرة على ربط 2-3 جزيئات مختلفة تدخل في التفاعل. على سبيل المثال ، نقل مجموعة أو ذرة من مركب إلى آخر أو استبدال مزدوج وفقًا لمبدأ كرة الطاولة. في هذه التفاعلات ، عادة ما يتم دمج ركيزة واحدة ، ويرتبط الثاني عبر مجموعة وظيفية بالإنزيم.
تحدث دراسة آلية عمل الإنزيم باستخدام الطرق:
جزيء الركيزة أصغر بكثيرمن إنزيم البروتين. لذلك ، يحدث الارتباط بسبب عدد صغير من المجموعات الوظيفية للمحفز الحيوي. وهي تشكل مركزًا نشطًا يتكون من مجموعة محددة من الأحماض الأمينية. في البروتينات المعقدة ، توجد مجموعة اصطناعية ذات طبيعة غير بروتينية في البنية ، والتي يمكن أن تكون أيضًا جزءًا من المركز النشط.
يجب تمييز مجموعة منفصلة من الإنزيمات.لديهم أنزيم في الجزيء ، والذي يرتبط باستمرار بالجزيء ويتم تحريره منه. يسمى إنزيم البروتين المتكون بالكامل holoenzyme ، وعندما تتم إزالة العامل المساعد ، يطلق عليه الإنزيم. غالبًا ما تكون الإنزيمات المساعدة من الفيتامينات والمعادن ومشتقات القواعد النيتروجينية (NAD - nicotinamide adenine dinucleotide ، FAD - flavin adenine dinucleotide ، FMN - flavin mononucleotide).
يوفر مركز الربط خصوصيةتقارب الركيزة. ونتيجة لذلك ، يتم تكوين مركب إنزيم الركيزة المستقر. يتم بناء هيكل الكرية بطريقة يكون لها مكانة (فجوة أو تجويف) على سطح بحجم معين ، مما يوفر ربط الركيزة. تقع هذه المنطقة عادة بالقرب من المركز النشط. تحتوي الإنزيمات الفردية على مواقع للارتباط مع العوامل المساعدة أو أيونات المعادن.
يلعب إنزيم البروتين دورًا مهمًا في الجسم.هذه المواد تحفز التفاعلات الكيميائية ، هي المسؤولة عن التمثيل الغذائي - التمثيل الغذائي. في أي خلية حية ، تحدث المئات من العمليات البيوكيميائية باستمرار ، بما في ذلك تقليل التفاعلات ، وتقسيم وتركيب المركبات. أكسدة المواد باستمرار مع إطلاق كبير للطاقة. ينفق ، بدوره ، على تكوين الكربوهيدرات والبروتينات والدهون ومجمعاتها. منتجات الانشقاق هي عناصر هيكلية لتوليف المركبات العضوية الضرورية.
