Σε κάθε ζωντανό κελί, υπάρχουν πολλάχημικές αντιδράσεις. Τα ένζυμα (ένζυμα) είναι πρωτεΐνες με ειδικές και εξαιρετικά σημαντικές λειτουργίες. Ονομάζονται βιοκαταλύτες. Η κύρια λειτουργία των ενζύμων πρωτεϊνών στο σώμα είναι να επιταχύνει τις βιοχημικές αντιδράσεις. Τα αρχικά αντιδραστήρια, η αλληλεπίδραση των οποίων καταλύεται από αυτά τα μόρια, ονομάζονται υποστρώματα και οι τελικές ενώσεις ονομάζονται προϊόντα.
Στη φύση, οι ενζυμικές πρωτεΐνες λειτουργούν μόνο στη ζωήσυστήματα. Αλλά στη σύγχρονη βιοτεχνολογία, χρησιμοποιούνται κλινικά διαγνωστικά, φαρμακευτικά και ιατρικά, καθαρισμένα ένζυμα ή τα σύμπλοκά τους, καθώς και πρόσθετα συστατικά απαραίτητα για τη λειτουργία του συστήματος και οπτικοποίηση δεδομένων για τον ερευνητή.
Χωρίς αυτά τα μόρια, ένας ζωντανός οργανισμός δεν θα μπορούσελειτουργία. Όλες οι ζωτικές διαδικασίες λειτουργούν αρμονικά χάρη στα ένζυμα. Η κύρια λειτουργία των ενζύμων πρωτεϊνών στο σώμα είναι η ρύθμιση του μεταβολισμού. Ο φυσιολογικός μεταβολισμός είναι αδύνατος χωρίς αυτούς. Η ρύθμιση της δραστικότητας των μορίων λαμβάνει χώρα υπό τη δράση ενεργοποιητών (επαγωγέων) ή αναστολέων. Ο έλεγχος δρα σε διαφορετικά επίπεδα πρωτεϊνικής σύνθεσης. Λειτουργεί επίσης με ένα έτοιμο μόριο.
Οι κύριες ιδιότητες των ενζύμων πρωτεϊνών είναιειδικότητα σε ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα. Και, κατά συνέπεια, η ικανότητα να καταλύει μόνο μία ή λιγότερο συχνά μια σειρά αντιδράσεων. Αυτές οι διαδικασίες είναι συνήθως αναστρέψιμες. Ένα ένζυμο είναι υπεύθυνο και για τις δύο λειτουργίες. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό.
Ο ρόλος των ενζυματικών πρωτεϊνών είναι απαραίτητος.Οι βιοχημικές αντιδράσεις δεν προχωρούν χωρίς αυτές. Λόγω της δράσης των ενζύμων, τα αντιδραστήρια καθιστούν δυνατή την υπέρβαση του φραγμού ενεργοποίησης χωρίς σημαντική κατανάλωση ενέργειας. Στο σώμα, δεν υπάρχει τρόπος να θερμάνετε τη θερμοκρασία πάνω από 100 ° C ή να χρησιμοποιήσετε επιθετικά συστατικά όπως ένα χημικό εργαστήριο. Η ενζυμική πρωτεΐνη συνδέεται με το υπόστρωμα. Στην δεσμευμένη κατάσταση, η τροποποίηση πραγματοποιείται με την επακόλουθη απελευθέρωση της τελευταίας. Έτσι λειτουργούν όλοι οι καταλύτες που χρησιμοποιούνται στη χημική σύνθεση.
Συνήθως αυτά τα μόρια έχουν τριτοταγή (σφαιρίδια) ήπρωτεϊνική δομή τεταρτοταγούς (πολλά συνδεδεμένα σφαιρίδια). Συντίθενται πρώτα με γραμμικό τρόπο. Και μετά αναδιπλώνονται στην απαιτούμενη δομή. Για να διασφαλιστεί η δραστηριότητα, ένας βιοκαταλύτης χρειάζεται μια συγκεκριμένη δομή.
Τα ένζυμα, όπως και άλλες πρωτεΐνες, καταστρέφονται από θερμότητα, ακραίες τιμές pH, επιθετικές χημικές ενώσεις.
Μεταξύ αυτών, διακρίνονται τα ακόλουθα χαρακτηριστικά των συστατικών:
Το επίπεδο ειδικότητας των ενζύμων ποικίλλει.Αλλά οποιοδήποτε ένζυμο είναι πάντα ενεργό έναντι ενός συγκεκριμένου υποστρώματος ή μιας ομάδας ενώσεων με παρόμοια δομή. Οι καταλύτες που δεν περιέχουν πρωτεΐνες δεν έχουν αυτήν την ιδιότητα. Η ειδικότητα μετράται από τη σταθερά σύνδεσης (mol / L), η οποία μπορεί να φτάσει το 10−10 mol / l. Η εργασία του ενεργού ενζύμου είναι γρήγορη.Ένα μόριο καταλύει χιλιάδες και εκατομμύρια λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο. Ο βαθμός επιτάχυνσης των βιοχημικών αντιδράσεων είναι σημαντικά (1000-100000 φορές) υψηλότερος από αυτόν των συμβατικών καταλυτών.
Η δράση των ενζύμων βασίζεται σε πολλάμηχανισμοί. Η απλούστερη αλληλεπίδραση συμβαίνει με ένα μόριο υποστρώματος με τον επακόλουθο σχηματισμό ενός προϊόντος. Τα περισσότερα ένζυμα είναι ικανά να δεσμεύσουν 2-3 διαφορετικά μόρια που αντιδρούν. Για παράδειγμα, μεταφορά μιας ομάδας ή ατόμου από μια ένωση σε άλλη ή διπλή υποκατάσταση σύμφωνα με την αρχή «πινγκ-πονγκ». Σε αυτές τις αντιδράσεις, συνήθως συνδέεται ένα υπόστρωμα και το δεύτερο συνδέεται μέσω μιας λειτουργικής ομάδας με το ένζυμο.
Η μελέτη του μηχανισμού δράσης του ενζύμου πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας τις ακόλουθες μεθόδους:
Το μόριο του υποστρώματος έχει πολύ μικρότερο μέγεθος,παρά μια ενζυμική πρωτεΐνη. Επομένως, η σύνδεση συμβαίνει λόγω του μικρού αριθμού λειτουργικών ομάδων του βιοκαταλύτη. Αποτελούν ένα ενεργό κέντρο που αποτελείται από ένα συγκεκριμένο σύνολο αμινοξέων. Στις σύνθετες πρωτεΐνες, υπάρχει μια προσθετική ομάδα μη πρωτεϊνικής φύσης στη δομή, η οποία μπορεί επίσης να είναι μέρος του ενεργού κέντρου.
Πρέπει να διαχωριστεί μια ξεχωριστή ομάδα ενζύμων.Έχουν ένα συνένζυμο στο μόριο που συνδέεται συνεχώς με το μόριο και απαλλάσσεται από αυτό. Ένα πλήρως σχηματισμένο ένζυμο πρωτεΐνης ονομάζεται ολοένζυμο, και όταν αφαιρείται ένας συμπαράγοντας, ένα απόζυμο Οι βιταμίνες, τα μέταλλα, τα παράγωγα των αζωτούχων βάσεων (NAD - δινουκλεοτίδιο αδενίνης νικοτιναμιδίου, δινουκλεοτίδιο FAD - αδενίνη φλαβίνης, μονοπυρηνοτίδιο FMN - φλαβίνη) χρησιμοποιούνται συχνά ως συνένζυμα.
Το κέντρο σύνδεσης παρέχει ειδικότητασυγγένεια για το υπόστρωμα. Λόγω αυτού, σχηματίζεται ένα σταθερό σύμπλοκο υποστρώματος-ενζύμου. Η δομή του σφαιριδίου έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να έχει μια θέση (σχισμή ή κατάθλιψη) συγκεκριμένου μεγέθους στην επιφάνεια, η οποία εξασφαλίζει τη δέσμευση του υποστρώματος. Αυτή η ζώνη βρίσκεται συνήθως όχι μακριά από το ενεργό κέντρο. Τα μεμονωμένα ένζυμα έχουν θέσεις σύνδεσης με συμπαράγοντες ή μεταλλικά ιόντα.
Μια πρωτεΐνη ενζύμου παίζει σημαντικό ρόλο στο σώμα.Τέτοιες ουσίες καταλύουν τις χημικές αντιδράσεις, είναι υπεύθυνες για τη μεταβολική διαδικασία - τον μεταβολισμό. Σε οποιοδήποτε ζωντανό κύτταρο, εκατοντάδες βιοχημικές διεργασίες συμβαίνουν συνεχώς, συμπεριλαμβανομένων αντιδράσεων μείωσης, διάσπασης και σύνθεσης ενώσεων. Οι ουσίες οξειδώνονται συνεχώς με μεγάλη απελευθέρωση ενέργειας Με τη σειρά του, δαπανάται για το σχηματισμό υδατανθράκων, πρωτεϊνών, λιπών και των συμπλεγμάτων τους. Τα προϊόντα διάσπασης αποτελούν δομικά στοιχεία για τη σύνθεση των απαραίτητων οργανικών ενώσεων.
