La paraula "enzim" té arrels llatines. En traducció, significa "massa mare". En anglès s'utilitza el concepte "enzim", derivat del terme grec, que significa el mateix. Els enzims són proteïnes especialitzades. Es formen a les cèl·lules i tenen la capacitat d'accelerar el curs dels processos bioquímics. En altres paraules, actuen com a catalitzadors biològics. Considerem més a fons què constitueix l'especificitat de l'acció dels enzims. Els tipus d'especificitat també es descriuran a l'article.
Característiques generals
La manifestació de l'activitat catalítica d'alguns enzims es deu a la presència d'una sèrie de compostos no proteics. S'anomenen cofactors. Es divideixen en 2 grups: ions metàl·lics i una sèrie de substàncies inorgàniques, així com coenzims (compostos orgànics).
Mecanisme d'activitat
Per la seva naturalesa química, els enzims pertanyen al grup de les proteïnes. Tanmateix, a diferència d'aquest últim, els elements considerats contenen un lloc actiu. És un complex únic de grups funcionals de residus d'aminoàcids. Estan estrictament orientats a l'espai a causa de l'estructura terciària o quaternària de l'enzim. En actiuel centre són llocs catalítics i substrats aïllats. Aquest últim és el que determina l'especificitat dels enzims. El substrat és la substància sobre la qual actua la proteïna. Anteriorment, es creia que la seva interacció es duia a terme sobre el principi de "la clau del castell". En altres paraules, el lloc actiu ha de correspondre clarament al substrat. Actualment, preval una hipòtesi diferent. Es creu que no hi ha correspondència exacta inicialment, però apareix en el curs de la interacció de substàncies. El segon lloc - catalític - afecta l'especificitat de l'acció. En altres paraules, determina la naturalesa de la reacció accelerada.
Edifici
Tots els enzims es divideixen en un i dos components. Els primers tenen una estructura semblant a l'estructura de les proteïnes simples. Només contenen aminoàcids. El segon grup, les proteïnes, inclou parts proteiques i no proteiques. L'últim és el coenzim, el primer és l'apoenzim. Aquest últim determina l'especificitat del substrat de l'enzim. És a dir, realitza la funció d'un lloc de substrat al centre actiu. El coenzim, en conseqüència, actua com a regió catalítica. Està relacionat amb l'especificitat de l'acció. Les vitamines, els metalls i altres compostos de baix pes molecular poden actuar com a coenzims.
Catàlisi
L'ocurrència de qualsevol reacció química està associada a la col·lisió de molècules de substàncies que interactuen. El seu moviment en el sistema està determinat per la presència d'energia lliure potencial. Per a una reacció química, és necessari que les molècules facin una transiciócondició. En altres paraules, han de tenir prou força per passar per la barrera energètica. Representa la quantitat mínima d'energia per fer reactives totes les molècules. Tots els catalitzadors, inclosos els enzims, són capaços de reduir la barrera energètica. Això contribueix al curs accelerat de la reacció.
Quina és l'especificitat dels enzims?
Aquesta habilitat s'expressa en l'acceleració només d'una determinada reacció. Els enzims poden actuar sobre el mateix substrat. Tanmateix, cadascun d'ells accelerarà només una reacció específica. L'especificitat reactiva de l'enzim es pot rastrejar amb l'exemple del complex de piruvat deshidrogenasa. Inclou proteïnes que afecten PVK. Les principals són: piruvat deshidrogenasa, piruvat descarboxilasa, acetiltransferasa. La reacció en si s'anomena descarboxilació oxidativa del PVC. El seu producte és l'àcid acètic actiu.
Classificació
Hi ha els següents tipus d'especificitat enzimàtica:
- Estereoquímic. S'expressa en la capacitat d'una substància per influir en un dels possibles estereoisòmers de substrat. Per exemple, la fumarat hidrotasa és capaç d'actuar sobre el fumarat. Tanmateix, no afecta l'isòmer cis - àcid maleic.
- Absolut. L'especificitat dels enzims d'aquest tipus s'expressa en la capacitat d'una substància per afectar només un substrat específic. Per exemple, la sacarasa reacciona exclusivament amb sacarosa, arginasa amb arginina, etc.
- Relatiu. L'especificitat dels enzims en aquestcas s'expressa en la capacitat d'una substància per influir en un grup de substrats que tenen un enllaç del mateix tipus. Per exemple, l'alfa-amilasa reacciona amb el glicogen i el midó. Tenen un enllaç de tipus glicosídic. La tripsina, la pepsina i la quimotripsina afecten moltes proteïnes del grup peptídic.
Temperatura
Els enzims tenen especificitat en determinades condicions. Per a la majoria d'ells, es pren com a òptima una temperatura de + 35 … + 45 graus. Quan una substància es posa en condicions amb taxes més baixes, la seva activitat disminuirà. Aquest estat s'anomena inactivació reversible. Quan la temperatura pugi, les seves habilitats es restauraran. Val a dir que quan es col·loquen en condicions on t és superior als valors indicats, també es produirà la inactivació. Tanmateix, en aquest cas, serà irreversible, ja que no es recuperarà quan baixi la temperatura. Això es deu a la desnaturalització de la molècula.
Influència del pH
La càrrega de la molècula depèn de l'acidesa. En conseqüència, el pH afecta l'activitat del lloc actiu i l'especificitat de l'enzim. L'índex d'acidesa òptim per a cada substància és diferent. Tanmateix, en la majoria dels casos és 4-7. Per exemple, per a la saliva alfa-amilasa, l'acidesa òptima és 6,8. Mentrestant, hi ha una sèrie d'excepcions. L'acidesa òptima de la pepsina, per exemple, és 1,5-2,0, la quimotripsina i la tripsina són 8-9.
Concentració
Com més enzim present, més ràpida serà la velocitat de reacció. Similarstambé es pot fer una conclusió respecte a la concentració del substrat. Tanmateix, el contingut de saturació de l'objectiu es determina teòricament per a cada substància. Amb ell, tots els centres actius estaran ocupats pel substrat disponible. En aquest cas, l'especificitat de l'enzim serà màxima, independentment de l'addició posterior de dianes.
substàncies reguladores
Es poden dividir en inhibidors i activadors. Aquestes dues categories es divideixen en no específiques i específiques. Aquest darrer tipus d'activadors inclouen sals biliars (per a la lipasa al pàncrees), ions clorur (per a alfa-amilasa), àcid clorhídric (per a pepsina). Els activadors inespecífics són ions de magnesi que afecten les quinases i les fosfatases, i els inhibidors específics són pèptids terminals dels proenzims. Aquestes últimes són formes inactives de substàncies. S'activen després de la divisió de pèptids terminals. Els seus tipus específics corresponen a cada proenzim individual. Per exemple, en forma inactiva, la tripsina es produeix en forma de tripsinogen. El seu centre actiu està tancat per un hexapèptid terminal, que és un inhibidor específic. En el procés d'activació, es divideix. El lloc actiu de la tripsina s'obre com a resultat. Els inhibidors inespecífics són sals de metalls pesants. Per exemple, sulfat de coure. Provoquen la desnaturalització dels compostos.
Inhibició
Pot ser competitiu. Aquest fenomen s'expressa en l'aparició d'una similitud estructural entre l'inhibidor i el substrat. Ells sónentrar en una lluita per la comunicació amb el centre actiu. Si el contingut d'inhibidor és superior al del substrat, es forma un inhibidor enzimàtic complex. Quan s'afegeix una substància diana, la proporció canviarà. Com a resultat, l'inhibidor serà forçat a sortir. Per exemple, el succinat actua com a substrat per a la succinat deshidrogenasa. Els inhibidors són l'oxaloacetat o el malonat. Les influències competitives es consideren productes de reacció. Sovint són semblants als substrats. Per exemple, per a la glucosa-6-fosfat, el producte és glucosa. El substrat serà glucosa-6 fosfat. La inhibició no competitiva no implica similitud estructural entre substàncies. Tant l'inhibidor com el substrat es poden unir a l'enzim al mateix temps. En aquest cas, es forma un nou compost. És un inhibidor complex d'enzims-substrat. Durant la interacció, el centre actiu es bloqueja. Això es deu a la unió de l'inhibidor al lloc catalític de l'AC. Un exemple és la citocrom oxidasa. Per a aquest enzim, l'oxigen actua com a substrat. Les sals d'àcid cianhídric són inhibidors de la citocrom oxidasa.
Regulació al·lostèrica
En alguns casos, a més del centre actiu que determina l'especificitat de l'enzim, hi ha un enllaç més. És un component al·lostèric. Si l'activador del mateix nom s'hi uneix, l'eficiència de l'enzim augmenta. Si un inhibidor reacciona amb el centre al·lostèric, l'activitat de la substància disminueix en conseqüència. Per exemple, adenil ciclasa iLa guanilat ciclasa són enzims amb regulació de tipus al·lostèric.
