Tovuti ya kazi ya enzyme: muundo, mali. Aliyegundua tovuti hai wa enzyme? Kile kinachoitwa tovuti hai wa enzyme?

Sisi wote habari ya vimeng'enya, lakini hakuna uwezekano kwamba kila mmoja wetu vizuri anajua hasa jinsi vitu hivi mpangilio, na kwa nini wao ni inahitajika. Makala hii itasaidia kuelewa muundo na kazi za vimeng'enya (enzyme) kwa ujumla, na vituo vyao kazi hasa.

utafiti historia

Mwaka 1833, Kifaransa duka la dawa Anselme Payen kutambua na kuelezea tabia za amilesi enzyme.

miaka michache baadaye, Louis Pasteur, kusoma kubadilishwa kwa sukari katika chachu ya pombe kuwashirikisha, alipendekeza kuwa utaratibu huu ni kutokana na kemikali zinazofanya hamira.

Mwisho wa physiologist XIX karne vili Kyune tangu kubuniwa neno "enzyme".

German Eduard Buchner mnamo mwaka wa 1897 kutambuliwa na ilivyoelezwa zymase - enzyme tata huchochea ya kubadilishwa kwa sucrose katika ethanol majibu. Katika maumbile zymase kwa wingi mkubwa katika chachu.

Haijulikani ni lini na waliofungua tovuti hai wa enzyme. ugunduzi huu ni sifa kwa tuzo la Nobel mwanakemia Edaurdu Buchner, Marekani mwanabiolojia James Sumner na nyingine wanasayansi maalumu ambaye alifanya kazi katika utafiti wa enzymatic catalysis.

Maelezo ya jumla kuhusu Enzymes

Kumbuka kwamba Enzymes - dutu ya protini asili, ambayo kufanya kazi katika maisha ya viumbe vichocheo wa athari za kemikali. enzyme ina sehemu ambayo wala moja kwa moja kushiriki katika hilo, mtiririko wa majibu hutoa kituo cha kazi ya enzyme.

Hapa ni baadhi ya sifa za Enzymes:

1) Ufanisi. kiasi kidogo cha kichocheo cha kutosha ili kuharakisha kemikali mmenyuko wa 10 ⁶ nyakati.

2) Umaalumu. enzyme One ni kwa wote kichocheo cha mmenyuko yoyote katika kiini. Kwa enzyme walionyesha maalum ya hatua: kila enzyme huchochea ya moja tu au kadhaa athari kama hiyo na substrates (kulisha reactant), lakini wengine vitendanishi kemikali kwa asili moja, enzyme inaweza kuwa haina maana. Mwingiliano na substrates sahihi na kuongeza kasi zaidi ya majibu hutoa kituo cha kazi ya enzyme.

3) Clear Shughuli. shughuli enzyme katika kiini ni kubadilika kutoka chini hadi juu.

4) Mkusanyiko wa Enzymes fulani katika kiini siyo mara kwa mara na inaweza kutofautiana kulingana na hali za nje. Enzymes hizo katika biolojia kuitwa inducible.

uainishaji wa Enzymes

Katika muundo wake, Enzymes inaweza kugawanywa katika rahisi na ngumu. Simple wajumbe peke ya mabaki ya amino asidi, ni ngumu isiyo protini kundi la vitu. Complex kuitwa coenzymes.

Na aina ya enzyme catalysed athari ni kugawanywa katika:

1) Oxidoreductases (kuchochea athari redoksi).

2) Transferases (kuhamishiwa makundi tofauti ya atomi).

3) Lyases (ataungana minyororo ya kemikali).

4) Lipase (fomu uhusiano katika athari kutokana na nishati ya ATP).

5) Isomerases (uchuvstvuyut athari interconversion wa isoma).

6) Hydrolases (kuchochea athari za kemikali kwa digestion na vifungo).

muundo enzyme

Kimeng'enya - tata pande tatu muundo, ambayo ni linajumuisha hasa amino mabaki asidi. Pia kuna viungo bandia Kundi - sehemu ya isiyo protini asili, kuhusishwa na mabaki ya amino asidi.

Enzymes - hasa globular protini ambayo inaweza kuwa pamoja katika mifumo tata. Kama vitu vingine protini, Enzymes ni denatured kwa kuongeza joto au kwa yatokanayo na kemikali za baadhi. Wakati wa denaturation inatofautiana elimu ya juu enzyme mfumo na hivyo mali ya kituo cha kazi ya Enzymes. Matokeo yake, shughuli enzyme itapungua kwa kiwango kikubwa.

Kichocheo substrate ni kawaida ndogo sana kuliko enzyme yenyewe. enzyme rahisi lina mabaki sitini amino asidi, na kituo wake kazi - mbili tu.

Kuna Enzymes kichocheo tovuti amino asidi ambazo kuwakilishwa, na viumbe viungo bandia kikundi, au (mara nyingi zaidi) isokaboni asili - cofactor.

dhana ya tovuti kazi

Sehemu ndogo tu ya enzyme moja kwa moja kushiriki katika athari za kemikali. Sehemu hii ya enzyme inayoitwa tovuti kazi. tovuti ya kazi ya enzyme - lipid, wachache mabaki ya amino asidi au viungo bandia kundi, ambayo huungana na substrate na huchochea ya majibu. mabaki ya amino asidi ya tovuti kazi unaweza kuwa ni wa asidi amino yoyote - Polar, nonpolar, kushtakiwa, kunukia uncharged.

kazi kituo cha enzyme (lipid hii, amino asidi na vitu vingine uwezo wa Akijibu na vitendanishi) - sehemu muhimu ya enzyme, bila vitu hivi itakuwa haina maana.

Kwa kawaida, enzyme molekuli ina moja tu kazi tovuti, kisheria na moja au zaidi vitendanishi kama hiyo. mabaki ya amino asidi ya kituo kazi sumu hidrojeni, haidrofobu au covalent dhamana, na kutengeneza enzyme-substrate tata.

muundo wa kituo cha kazi

tovuti ya kazi ya Enzymes, rahisi na tata ni mfukoni au yanayopangwa. Muundo huu wa kituo cha kazi ya enzyme lazima kuendana geometrically na kiumemetuamo substrate, kwa kuwa mabadiliko katika muundo wa elimu ya juu ya enzyme inaweza kubadilisha tovuti ya kazi.

Kisheria na kichocheo kituo - maeneo ya kituo cha kazi ya enzyme. Ni wazi, tovuti kisheria "hundi" substrate utangamano, na kuhusishwa na yake, na kituo cha kichocheo ni moja kwa moja kushiriki katika majibu.

Binding wa kituo hai wa substrate

Ili kueleza jinsi tovuti kazi ya enzyme kuhusishwa na reagent fulani, nadharia kadhaa zimependekezwa. maarufu wengi wao - nadharia Fisher, ni nadharia ya "kufuli na ufunguo". Fisher alipendekeza kuwa kuna enzyme walau inafaa kwa kila substrate katika tabia yake ya kimwili na kemikali. Baada ya kuundwa kwa marekebisho yoyote hautokei enzyme-substrate tata.

Msomi mwingine wa Marekani - Daniel Koshland - aliongeza Fisher dhana ya nadharia kwamba tovuti ya kazi ya enzyme unaweza kubadilisha conformation yao mradi haiendani substrate fulani.

kinetics ya athari enzymatic

Makala enzymatic majibu anasomea biokemi binafsi sekta - enzyme kinetics. Hasa hii ya sayansi na masomo ya athari kwa viwango tofauti ya Enzymes na substrates, utegemezi wa kiwango cha majibu na joto ndani ya chembe na mali ya tovuti ya kazi ya Enzymes kulingana na vigezo kimwili na kemikali ya kati.

kinetics enzyme kazi dhana kama vile kiwango cha majibu, nishati uanzishaji, uanzishaji kizuizi, shughuli Masi, shughuli maalum na wengine. Fikiria baadhi ya dhana hizi.

Kuwa kulikuwa na majibu kibiolojia, vitendanishi muhimu kuhamisha baadhi ya nishati. nishati hii inaitwa uanzishaji nishati.

nyongeza ya enzyme reactants kupunguza uanzishaji nishati. Baadhi ya vitu kuguswa juu ya bila ushiriki wa vimeng'enya, kwa kuwa uanzishaji nishati ni kubwa mno. majibu msawazo haina kuhama kwa kuongeza enzyme.

kiwango cha majibu - kiasi cha bidhaa majibu alionekana au kutoweka kwa muda kitengo.

Utegemezi wa kasi majibu juu ya substrate mkusanyiko dimensionless wingi kimwili sifa - Michaelis mara kwa mara.

Masi Shughuli - Idadi ya molekuli substrate ambayo kubadilishwa kuwa molekuli moja ya enzyme kwa wakati kitengo.