В каждой живой клетке происходит множество תגובה כימית. אנזימים (אנזימים) הם חלבונים עם פונקציות מיוחדות וחשובות ביותר. הם נקראים ביו-קטליטיקאים. תפקידם העיקרי של אנזימי חלבון בגוף הוא להאיץ את התגובות הביוכימיות. התרכובות המתחילות אשר האינטראקציה שלה מנותזת על ידי מולקולות אלה נקראות מצעים, והתרכובות הסופיות נקראות מוצרים.
בטבע אנזימי חלבון עובדים רק חייםמערכות. אך בביוטכנולוגיה מודרנית, אבחון קליני, תרופות ורפואה משתמשים באנזימים מטוהרים או במתחמים שלהם, כמו גם לרכיבים נוספים הנחוצים למערכת כדי לעבוד ולהמחיש נתונים עבור החוקר.
ללא מולקולות אלה, אורגניזם חי לא יכול היהפוּנקצִיָה. כל תהליכי החיים עובדים בהרמוניה בזכות אנזימים. תפקידם העיקרי של אנזימי חלבון בגוף הוא ויסות חילוף החומרים. בלעדיהם, חילוף חומרים תקין הוא בלתי אפשרי. ויסות הפעילות של מולקולות מתרחש תחת השפעתם של מפעילים (מעצבים) או מעכבים. פעולות בקרה ברמות שונות של סינתזת חלבון. הוא גם "עובד" ביחס למולקולה המוגמרת.
המאפיינים העיקריים של אנזימי חלבון הםספציפיות למצע מסוים. ובהתאם, היכולת לזרז רק סדרה של תגובה אחת או פחות. בדרך כלל תהליכים אלה הם הפיכים. לביצוע של שתי הפונקציות, אנזים אחד אחראי. אבל זה לא הכל.
תפקידם של חלבוני האנזים חיוני.בלעדיהם, תגובות ביוכימיות אינן מתרחשות. עקב פעולת האנזימים, מתאפשר לריגנטים להתגבר על מחסום ההפעלה ללא הוצאות אנרגיה משמעותיות. בגוף אין דרך לחמם את הטמפרטורה מעל 100 מעלות צלזיוס או להשתמש ברכיבים אגרסיביים כמו מעבדה כימית. האנזים החלבוני נקשר למצע. במצב כבול, מתרחשת שינוי עם שחרורו לאחר מכן של האחרון. כך עובדים כל הזרזים המשמשים בסינתזה כימית.
בדרך כלל למולקולות אלה יש שלישוני (כדורית) אומבנה חלבון רביעוני (מספר כדוריות מחוברות). בהתחלה הם מסונתזים בצורה ליניארית. ואז הם קורסים למבנה הנדרש. כדי להבטיח פעילות, הבי-קטליסט זקוק למבנה מסוים.
אנזימים, כמו חלבונים אחרים, נהרסים על ידי חום, ערכי pH קיצוניים ותרכובות כימיות אגרסיביות.
ביניהם, מובחנים המאפיינים הבאים של הרכיבים:
רמת הספציפיות של האנזימים משתנה.אך כל אנזים פעיל תמיד כנגד מצע ספציפי או קבוצת תרכובות הדומות מבנית. לזרזים שאינם חלבונים אין מאפיין זה. הספציפיות נמדדת על ידי קבוע הקישור (mol / L), שיכול להגיע ל -10−10 mol / l. עבודת האנזים הפעיל מהירה.מולקולה אחת מזרזת אלפי ומיליוני פעולות בשנייה. מידת ההאצה של תגובות ביוכימיות גבוהה משמעותית (פי 1000-100000) מזו של זרזים קונבנציונליים.
פעולת האנזימים מבוססת על כמהמנגנונים. האינטראקציה הפשוטה ביותר מתרחשת עם מולקולת מצע אחת עם היווצרות המוצר שלאחר מכן. רוב האנזימים מסוגלים לקשור 2-3 מולקולות שונות המגיבות. לדוגמא, העברת קבוצה או אטום מתרכובת אחת לאחרת, או החלפה כפולה על פי עקרון "פינג-פונג". בתגובות אלה, בדרך כלל מחובר מצע אחד, והשני מקושר באמצעות קבוצה פונקציונלית לאנזים.
חקר מנגנון הפעולה של האנזים מתרחש בשיטות הבאות:
מולקולת המצע קטנה בהרבה בגודלה,מאשר חלבון אנזים. לכן, הקישור מתרחש בגלל מספר קטן של קבוצות פונקציונליות של הביו-קטליסט. הם מהווים מרכז פעיל המורכב ממערכת ספציפית של חומצות אמינו. בחלבונים מורכבים קיימת במבנה קבוצה תותבת בעלת אופי שאינו חלבון, שיכולה להיות גם חלק מהמרכז הפעיל.
יש להבחין בקבוצה נפרדת של אנזימים.יש להם קואנזים במולקולה שלהם שנקשר כל הזמן למולקולה ונפטר ממנה. אנזים חלבוני שנוצר לחלוטין נקרא הולואנזים, וכאשר מסירים גורם גורם, אפואנזים. ויטמינים, מתכות, נגזרות של בסיסים חנקניים (NAD - nicotinamide adenine dinucleotide, FAD - flavin adenine dinucleotide, FMN - flavin mononucleotide) משמשים לעתים קרובות כקואנזימים.
מרכז הקישור מספק ספציפיותזיקה למצע. בשל כך נוצר קומפלקס מצע-אנזים יציב. מבנה הגלובולה מתוכנן כך שיש גומחה (חריץ או שקע) בגודל מסוים על פני השטח, מה שמבטיח את קשירת המצע. אזור זה ממוקם בדרך כלל לא רחוק מהמרכז הפעיל. לאנזימים בודדים יש אתרים לקשירה לקופקטורים או ליוני מתכת.
לחלבון האנזים תפקיד חשוב בגוף.חומרים כאלה מזרזים תגובות כימיות, אחראים על תהליך חילוף החומרים - חילוף החומרים. בכל תא חי, מתרחשים כל הזמן מאות תהליכים ביוכימיים, כולל תגובות הפחתה, מחשוף וסינתזה של תרכובות. חומרים מתחמצנים כל הזמן עם שחרור גדול של אנרגיה. זה, בתורו, מושקע ביצירת פחמימות, חלבונים, שומנים ומתחמיהם. מוצרי המחשוף הם אבני בניין לסינתזה של התרכובות האורגניות הדרושות.
