Vsebina
- Kaj je katalizator?
- Encim: Definicija in odkritje
- Osnove encima
- Encimska aktivnost
- Dobro znani encimi
- Encimska nomenklatura
- Razredi encima
Encimi so molekule, zlasti beljakovine, ki pomagajo pospešiti biokemične reakcije z interakcijo s sestavinami (reaktanti in izdelki), ne da bi jih trajno spreminjali. Ta postopek olajševanja je znan kot katalizain v skladu s tem so tudi sami encimi identificirani kot katalizatorji.
Encimi imajo, tako kot mnogi igralci v mikrobiološkem svetu, lahko dolga in okorna imena, skoraj vse se konča v "-ase." Če pa poznate formalni sistem, znotraj katerega so poimenovani encimi, lahko razkrijete številne skrivnosti o delovanju določenih encimov, ne da bi natančno vedeli, katera reakcija katalizira enzim.
Kaj je katalizator?
Pogovorno je katalizator vsaka oseba, ki izboljša pretok, učinkovitost ali uspešnost danega prizadevanja. Če ste košarkarski trener in veste, da bo postavljanje določenega priljubljenega igralca v igro razburilo množico in moštvo na splošno, potem izkoristite prisotnost katalizatorja.
Človeški katalizatorji se dogajajo in ponavadi tudi ljudje okoli njih izgledajo maksimalno spretni. Na enak način se lahko zaradi bioloških katalizatorjev nekateri biokemijski procesi zdijo skoraj samodejni, ko bi se v resnici ti procesi ob pomanjkanju encima spotaknili in zalotili do zanesljivega zaključka.
Katalizatorji pogosto niso zapisani v formulo za kemijsko reakcijo, v kateri sodeluje, saj je po definiciji katalizator na koncu reakcije nespremenjen od svoje prvotne oblike.
Encim: Definicija in odkritje
Do poznih 1870-ih je bilo ugotovljeno, da lahko nekaj v kvasu povzroči, da se viri sladkorja v alkoholne pijače pretakajo veliko hitreje, kot bi se lahko pojavili spontano, in da je isto načelo fermentacija ki se uporablja za staranje sira.
Nekatere gnilobe sadja, ki ostanejo same v pravih pogojih, lahko sčasoma tvorijo etilni alkohol. Dodajanje kvasa pa ne samo pospeši fermentacijo, ampak tudi vnese tako predvidljivost in mero nadzora v celotno kemijsko reakcijo.
"Encim" je iz grščine za "s kvasom." Kot se danes uporablja, se nanaša na biološki katalizatorji v organizmih ali snovi, ki jih proizvaja in ustvarja živi sistem.
Osnove encima
Glavna funkcija vseh encimov je katalizirati presnovne procese, ki se dogajajo znotraj celice. Formalnejša definicija encimov določa, da encim ne sme delovati samo na reakcije v živi celici, ampak jih je ustvaril tudi organizem - enak ali drugačen.
Posamezne encime lahko opišemo v smislu njihovih specifičnost. To je merilo, kako ekskluzivno je povezanost encimov z njim substrat ali podlage. Substrati so molekule, na katere se vežejo encimi, običajno reaktanti. Ko se enzim v eni reakciji veže le na en substrat, to pomeni absolutno specifičnost. Encim se lahko veže na več različnih, vendar kemično podobnih substratov skupina specifičnost.
Encimska aktivnost
Kako dobro delujejo encimi - to je, koliko lahko vplivajo na reakcije, na katere ciljajo, v primerjavi z nevtralnimi pogoji - je odvisno od številnih dejavnikov. Sem spadajo temperatura in kislost, ki vplivajo na stabilnost vseh beljakovin, ne le encimov.
Kot bi pričakovali, lahko povečanje količine substrata poveča hitrost reakcije, dokler encim že ni "nasičen"; nasprotno, dodajanje encimov lahko pospeši reakcijo na določeni stopnji substrata in lahko doda več substrata, ne da bi prišlo do zgornje meje proizvodnje.
Hitrost izginotja substrata (in pojav reaktantov) v reakcijah, v katere so vključeni encimi, ni linearna, ampak se nagiba počasi, ko se reakcija bliža zaključku. To je prikazano na grafu koncentracije glede na čas z naklonom navzdol, ki s časom postane postopnejši.
Dobro znani encimi
Skoraj kateri koli seznam encimov, ki vsebuje najbolj znane in najbolje raziskane, gotovo vsebuje katalizatorje cikla glikolize, citronske kisline (tj. Krebs ali trikarboksilne kisline) ali obojega. Ti procesi, od katerih je vsak sestavljen iz več posameznih reakcij, vključujejo razpad glukoze do piruvata v celični citoplazmi in pretvorbo piruvata v vrtečo se vrsto intermediatov, ki na koncu omogočajo aerobno dihanje.
Dva encima, ki sta vključena v zgodnji del glikolize, sta glukoza-6-fosfataza in foshofruktokinaza, ker citrat sintaza je glavni igralec v ciklu citronske kisline.
Ali lahko na podlagi svojih imen napovedujete, kaj lahko naredijo ti encimi? Če ne, poskusite znova čez približno pet minut.
Encimska nomenklatura
Ime encima morda ne bo z lahkoto odvrnilo jezika, vendar so takšni stroški sprejema kemije. Večina imen je sestavljena iz dveh besed, pri čemer prva identificira substrat, na katerega deluje encim, druga pa sporoča vrsto reakcije (več o tem drugem atributu v naslednjem razdelku).
Čeprav se ogromno imen encimov konča z "-ase", številni pomembni in dobro raziskani ne. Vsak seznam encimov, ki se nanašajo na človeško prebavo, vključuje tripsin in pepsin. Enzimska pripona "-ase" sama po sebi ne pomeni nič drugega kot dejstvo, da je zadevni protein v resnici encim in ne obravnava funkcionalnih podrobnosti.
Razredi encima
Obstaja šest glavnih razredov encimov, razdeljenih v kategorije na podlagi njihove funkcije. Večina teh razredov vključuje tudi podklase. Njihova imena so v pomoč pri določanju, kaj počnejo, vendar le, če poznate grško ali latinsko.