Protein ფერმენტის: როლი თვისებები, ფუნქცია ცილის ფერმენტების სხეულში

ყოველ ცოცხალ საკანის კომპლექტი ქიმიური რეაქცია. ფერმენტების (ფერმენტების) - ცილების კონკრეტული და ძალიან მნიშვნელოვან ფუნქციებს. ისინი მოუწოდა Biocatalysts. მთავარი ფუნქცია ფერმენტების სხეულში დააჩქაროს ბიოქიმიური რეაქციების. საწყისი მასალის, რომელიც კატალიზებულია ურთიერთქმედების ეს მოლეკულების უწოდებენ სუბსტრატები, და საბოლოო ნაერთის - პროდუქცია.

ბუნებაში, ფერმენტი ცილაა იმუშავებს მხოლოდ საცხოვრებელი სისტემები. მაგრამ თანამედროვე ბიოტექნოლოგიის, კლინიკური დიაგნოსტიკის, ფარმაცევტულ და მედიცინაში გამოიყენება გაწმენდილი ფერმენტების ან მათი კომპლექსები, ისევე როგორც დამატებითი კომპონენტი აუცილებელია ოპერაციის სისტემის და მონაცემთა ვიზუალიზაცია მკვლევარი.

ბიოლოგიური მნიშვნელობა და თვისებები ფერმენტების

გარეშე ამ მოლეკულების ცოცხალი ორგანიზმი ვერ იფუნქციონირებს. სასიცოცხლო პროცესების ვმუშაობთ ჰარმონიულად წყალობით ფერმენტები. ძირითადი ფუნქცია ცილის ფერმენტების სხეულში - რეგულირების ცვლის. მათ გარეშე, არ შეიძლება ნორმალური ცვლის. საქმიანობის რეგულირებას მოლეკულების ხდება გავლენის ქვეშ აქტივატორების (inducers) ან ინჰიბიტორები. კონტროლის მოქმედებს სხვადასხვა დონეზე ცილის სინთეზს. მან ასევე "მუშაობს" მიმართ დასრულდა მოლეკულა.

ძირითადი თვისებები ცილის ფერმენტები - სპეციფიკა კონკრეტული სუბსტრატს. და, შესაბამისად, უნარი მკვეთრად მხოლოდ ერთი ან ნაკლები სერია რეაქცია. როგორც წესი, ეს პროცესები შეუქცევადი. შესრულება ორივე ფუნქციები პასუხისმგებელი ერთი ფერმენტის. მაგრამ ეს არ არის ყველა.

როლი ფერმენტების აუცილებელია. მათ გარეშე, არ ბიოქიმიური რეაქციების გაიმართება. სამოქმედო ფერმენტების, რეაგენტების, რომ ეს შესაძლებელია, რომ გადავლახოთ გააქტიურების ბარიერი გარეშე მნიშვნელოვანი ხარჯვის ენერგია. ორგანიზმში, არ არსებობს შესაძლებლობა გადაიზარდა ტემპერატურა 100 ° C, და გამოყენების ქიმიური აგრესიული კომპონენტები, როგორიც ლაბორატორიაში. Protein ფერმენტის ავალდებულებს სუბსტრატს. იმ მიჯაჭვულ შეიცვალა, რასაც მოჰყვა გათავისუფლებას უკანასკნელს. ეს იმიტომ რომ ყველა კატალიზატორები რომლებიც გამოიყენება ქიმიური სინთეზი.

რა დონის ორგანიზაცია მოლეკულა ფერმენტის ცილის?

როგორც წესი, ეს მოლეკულები აქვს უმაღლესი (Globule) და მეოთხეული (რამდენიმე ურთიერთდაკავშირებული globules) ცილის სტრუქტურა. პირველ რიგში, ისინი სინთეზირდება ხაზოვანი მოდის. და მაშინ ჯერ შევიდა სასურველი სტრუქტურა. იმისათვის, რომ საქმიანობის biocatalyst მოითხოვს გარკვეული სტრუქტურა.

ფერმენტები, ისევე როგორც სხვა ცილები გაანადგურა გათბობით, ექსტრემალური ღირებულებების pH, აგრესიული ქიმიური ნაერთების.

დამატებითი თვისებები ფერმენტების

მათ შორის ეს თვისებები შემდეგ კომპონენტებს:

1. Stereospecificity - ფორმირების მხოლოდ ერთი პროდუქტი.
2. Regioselectivity - შესვენება ქიმიური კავშირი ან ჯგუფის მოდიფიკაცია მხოლოდ ერთი პოზიცია.
3. Chemoselectivity - კატალიზის მხოლოდ ერთი რეაქცია.

მუშაობა განსაკუთრებით

დონე ფერმენტის სპეციფიკა მერყეობს. თუმცა, ნებისმიერი ფერმენტის ყოველთვის აქტიური კონკრეტული სუბსტრატს ან ჯგუფი, ნაერთების მსგავსი სტრუქტურა. არასამთავრობო proteinaceous კატალიზატორები არ გამოფენებში ამ ქონებაზე. სპეციფიკა იზომება სავალდებულო მუდმივი (მოლ / ლ), რომელიც შეიძლება 10-მდე ^-10 მოლი / ლ. მუშაობა აქტიური ფერმენტის სწრაფი. ერთი მოლეკულა კატალიზირებას ათასობით მილიონობით ინსტრუქციები წამში. ხარისხი დაჩქარება ბიოქიმიური რეაქციების მნიშვნელოვნად (1000-100,000 ჯერ) უფრო მაღალია, ვიდრე ჩვეულებრივი კატალიზატორის.

მოქმედება ფერმენტების აგებულია რამდენიმე მექანიზმები. უმარტივესი ურთიერთქმედება ხდება ერთი მოლეკულა სუბსტრატს, რასაც მოჰყვა ფორმირების პროდუქტი. საუკეთესო ფერმენტების შეიძლება სავალდებულოა 2-3 სხვადასხვა მოლეკულების რეაგირება. მაგალითად, გადაცემის atom ან ჯგუფის ერთ-ერთი შემადგენელი სხვა, ან ორმაგი ცვლილება შესახებ "ping-pong". ამ რეაქციების, როგორც წესი, ერთი აკავშირებს სუბსტრატს და მეორე ფუნქციური ჯგუფის უკავშირდება ფერმენტის.

შესწავლა ფერმენტის მოქმედების მექანიზმი ხდება წესით:

1. განსაზღვრა შუალედური და საბოლოო პროდუქტი.
2. კვლევის სტრუქტურა და გეომეტრია ფუნქციური ჯგუფების ავალდებულებს, რომ სუბსტრატის და უზრუნველყოფს მაღალი რეაქცია განაკვეთით.
3. მუტაცია გენი ფერმენტის და განსაზღვრა ცვლილებები მისი სინთეზი და საქმიანობაში.

აქტიური და შესასრულებლად სავალდებულო საიტი

სუბსტრატის მოლეკულა გაცილებით ნაკლებია ცილის ფერმენტის. ამიტომ, სავალდებულო იმის გამო, რომ მცირე რაოდენობის ფუნქციური ჯგუფების biocatalyst. ისინი ქმნიან აქტიური საიტი, რომელიც შედგება კონკრეტული ამინომჟავების. In რთული ცილების სტრუქტურა პროთეზის ჯგუფი იმყოფება nonprotein ბუნება, რომელიც ასევე შეიძლება ნაწილი აქტიური ცენტრში.

ეს უნდა გამოყოს ცალკე ჯგუფს ფერმენტები. მათ აქვთ მოლეკულა მოიცავს coenzyme მუდმივად სავალდებულო მოლეკულა და თავისუფლდება მისგან. სრულად ჩამოყალიბდა ცილის ფერმენტის მოუწოდა holoenzyme და როდესაც მოხსნის კოფაქტორად - apoenzyme. როგორც coenzymes ხშირად იმოქმედოს ვიტამინები, ლითონები, წარმოებული აზოტოვანი ბაზები (NAD - nicotinamide ადენინი dinucleotide, fad - Flavin ადენინი dinucleotide, FMN - Flavin mononucleotide).

სავალდებულო საიტი უზრუნველყოფს კონკრეტული affinity სუბსტრატს. იმის გამო, რომ იგი ჩამოყალიბდა სტაბილურ სუბსტრატს ფერმენტის კომპლექსი. Globule სტრუქტურა აგებულია ისე, როგორც უნდა იყოს ზედაპირზე ნიშა (ზოლი ან არდადეგების) გარკვეული ზომა, რომელიც უზრუნველყოფს სავალდებულო სუბსტრატს. ეს ზონა, როგორც წესი, ახლოს მდებარეობს აქტიური საიტზე. ზოგიერთი ფერმენტების, არსებობს სფეროები დაკავშირება cofactors ან მეტალის იონებით.

დასკვნა

Protein ფერმენტის მნიშვნელოვან როლს თამაშობს სხეულის. ასეთი ნივთიერებების ქიმიური რეაქციების კატალიზირება პასუხისმგებელნი არიან მეტაბოლიზმის - ცვლის. ნებისმიერ ცოცხალი უჯრედის მუდმივად ხდება ასობით ბიოქიმიური პროცესების, მათ შორის შემცირება რეაქცია, თვალები და სინთეზის ნაერთები. გრძელდება ჟანგვის ნივთიერებების დიდი გათავისუფლებას ენერგია. მან, თავის მხრივ, იხარჯება ფორმირების ნახშირწყლები, ცილები, ცხიმები, და მათი კომპლექსები. გახლეჩის პროდუქტები სტრუქტურული ელემენტები საჭირო სინთეზის ორგანული ნაერთების.