Enzymes ni protini za globular zinazosaidia michakato yote ya seli kuendelea. Kama vichochezi vyote, haviwezi kutengua majibu, lakini hutumikia kuharakisha.
Ujanibishaji wa vimeng'enya kwenye seli
Ndani ya seli, vimeng'enya vya mtu binafsi kwa kawaida huwekwa na hufanya kazi katika oganeli zilizobainishwa kikamilifu. Ujanibishaji wa vimeng'enya unahusiana moja kwa moja na utendaji kazi ambao sehemu hii ya seli kwa kawaida hufanya.
Takriban vimeng'enya vyote vya glycolysis viko kwenye saitoplazimu. Enzymes za mzunguko wa asidi ya tricarboxylic ziko kwenye tumbo la mitochondrial. Viumbe hai vya hidrolisisi zimo katika lisosomes.
Tishu za kibinafsi na viungo vya wanyama na mimea hutofautiana sio tu katika seti ya vimeng'enya, bali pia katika shughuli zao. Kipengele hiki cha tishu hutumiwa katika kliniki katika utambuzi wa magonjwa fulani.
Pia kuna vipengele vinavyohusiana na umri katika shughuli na seti ya vimeng'enya kwenye tishu. Huonekana kwa uwazi zaidi wakati wa ukuaji wa kiinitete wakati wa utofautishaji wa tishu.
Namna ya majina ya kimeng'enya
Kuna mifumo kadhaa ya kutaja, ambayo kila moja inazingatia sifa za vimeng'enya kwa kiwango tofauti.
- Kidogo. Majina ya dutu hutolewa kwa nasibu. Kwa mfano, pepsin (pepsis - "digestion", Kigiriki) na trypsin (tripsis - "nyembamba", Kigiriki)
- Ya busara. Jina la enzyme linajumuisha substrate na mwisho "-ase". Kwa mfano, amylase huharakisha hidrolisisi ya wanga (amylo - "wanga", Kigiriki).
- Moscow. Ilipitishwa mnamo 1961 na Tume ya Kimataifa ya Nomenclature ya Enzyme katika Mkutano wa 5 wa Kimataifa wa Baiolojia. Jina la dutu hii linajumuisha substrate na majibu ambayo huchochewa (kuharakishwa) na kimeng'enya. Ikiwa kazi ya enzymes ni kuhamisha kundi la atomi kutoka molekuli moja (substrate) hadi nyingine (kukubali), jina la kichocheo linajumuisha jina la kemikali la mpokeaji. Kwa mfano, katika mmenyuko wa kuhamisha kikundi cha amino kutoka kwa alanine hadi 2-hydroxyglutaric asidi, alanine ya enzyme: 2-oxoglutarate aminotransferase inahusika. Jina linaonyesha:
- substrate - alanine;
- kipokezi - 2-oxoglutaric acid;
- kikundi cha amino huhamishwa katika majibu.
Tume ya Kimataifa imekusanya orodha ya vimeng'enya vyote vinavyojulikana, ambayo husasishwa kila mara. Hii ni kutokana na ugunduzi wa dutu mpya.
Uainishaji wa vimeng'enya
Kuna njia mbili za kugawanya vimeng'enya katika vikundi. Ya kwanza inatoa aina mbili za dutu hizi:
- rahisi - inajumuisha tu protini;
- changamano - ina sehemu ya protini (apoenzyme) na sehemu isiyo ya protini inayoitwa coenzyme.
Kwenye sehemu isiyo ya protinienzyme tata inaweza kujumuisha vitamini. Kuingiliana na vitu vingine hutokea kupitia kituo cha kazi. Molekuli nzima ya kimeng'enya haishiriki katika mchakato huo.
Sifa za vimeng'enya, kama protini zingine, hubainishwa na muundo wao. Ikitegemea, vichocheo huharakisha tu miitikio yao.
Njia ya pili ya uainishaji hugawanya dutu kulingana na kazi ya vimeng'enya. Matokeo yake ni madarasa sita:
- oxidoreductase;
- uhamisho;
- hydrolases;
- isomerase;
- vifungu;
- ligases.
Haya ni makundi yanayokubalika kwa ujumla, yanatofautiana sio tu katika aina za miitikio ambayo hudhibiti vimeng'enya vilivyomo. Vitu vya vikundi tofauti vina muundo tofauti. Na kazi za vimeng'enya katika seli, kwa hivyo, haziwezi kuwa sawa.
Oxidoreductases - redox
Jukumu kuu la vimeng'enya vya kundi la kwanza ni kuongeza kasi ya athari za redoksi. Kipengele cha sifa: uwezo wa kuunda minyororo ya vimeng'enya vya oksidi ambapo elektroni au atomi za hidrojeni huhamishwa kutoka kwa substrate ya kwanza hadi kipokezi cha mwisho. Dutu hizi hutenganishwa kulingana na kanuni ya kazi au mahali pa kazi katika mmenyuko.
- Dehydrogenases aerobiki (oxidasi) huharakisha uhamishaji wa elektroni au protoni moja kwa moja hadi kwa atomi za oksijeni. Anierobiki hufanya vitendo sawa, lakini katika miitikio inayoendelea bila kuhamisha elektroni au atomi za hidrojeni hadi kwa atomi za oksijeni.
- Msingidehydrogenases huchochea mchakato wa kuondoa atomi za hidrojeni kutoka kwa dutu iliyooksidishwa (substrate ya msingi). Sekondari - kuharakisha uondoaji wa atomi za hidrojeni kutoka kwa substrate ya pili, zilipatikana kwa kutumia dehydrogenase ya msingi.
Kipengele kingine: kuwa vichochezi vyenye vipengele viwili vilivyo na seti ndogo ya vimeng'enya (vikundi amilifu), vinaweza kuharakisha aina mbalimbali za athari za redoksi. Hii inafanikiwa na idadi kubwa ya chaguo: coenzyme sawa inaweza kujiunga na apoenzymes tofauti. Katika kila hali, oxidoreductase maalum hupatikana kwa sifa zake.
Kuna kazi nyingine ya vimeng'enya vya kundi hili, ambayo haiwezi kupuuzwa - huharakisha mwendo wa michakato ya kemikali inayohusishwa na kutolewa kwa nishati. Miitikio kama hii inaitwa exothermic.
Uhamisho - wabebaji
Enzymes hizi hufanya kazi ya kuharakisha uhamishaji wa masalia ya molekuli na vikundi vya utendaji. Kwa mfano, phosphofructokinase.
Vikundi vinane vya vichocheo vinatofautishwa kulingana na kikundi kilichohamishwa. Hebu tutazame machache tu.
- Phosphotransferasi - kusaidia kuhamisha mabaki ya asidi ya fosforasi. Zimegawanywa katika vikundi vidogo kulingana na marudio (pombe, carboxyl na wengine).
- Aminotransferasi - ongeza kasi ya ubadilishanaji wa asidi ya amino.
- Glycosyltransferases - kuhamisha mabaki ya glycosyl kutoka molekuli za esta ya fosforasi hadi molekuli za mono- na polisaccharide. Kutoa majibukuvunjika na awali ya oligo- au polysaccharides katika mimea na wanyama. Kwa mfano, wanahusika katika uchanganuzi wa sucrose.
- Acyltransferasi huhamisha mabaki ya asidi ya kaboksili hadi amini, alkoholi na asidi ya amino. Acyl-coenzyme-A ni chanzo cha jumla cha vikundi vya acyl. Inaweza kuzingatiwa kama kikundi hai cha acyltransferases. Asidi ya Acetic Acyl inavumiliwa zaidi.
Hydrolases - kupasuliwa kwa maji
Katika kundi hili, vimeng'enya hufanya kama vichocheo vya athari za mgawanyiko (mara chache sana usanisi) wa misombo ya kikaboni, ambayo maji huhusika. Dutu za kikundi hiki ziko kwenye seli na kwenye juisi ya utumbo. Molekuli za vichochezi katika njia ya utumbo hujumuisha sehemu moja.
Mahali palipo vimeng'enya hivi ni lysosomes. Wanafanya kazi za kinga za enzymes kwenye seli: huvunja vitu vya kigeni ambavyo vimepitia membrane. Pia huharibu vitu vile ambavyo havihitajiki tena na seli, ambayo lysosomes zilipewa jina la utani la mpangilio.
"Jina lao la utani" lingine ni kujiua kwa seli, kwa kuwa ndizo zana kuu ya uchanganuzi wa seli. Ikiwa maambukizo hutokea, michakato ya uchochezi huanza, membrane ya lysosome inakuwa ya kupenyeza na hydrolases huingia kwenye cytoplasm, kuharibu kila kitu kwenye njia yake na kuharibu seli.
Tenga aina kadhaa za vichocheo kutoka kwa kikundi hiki:
- esterases - inayohusika na hidrolisisi ya esta za pombe;
- glycosidase - kuharakisha hidrolisisi ya glycosides, kutegemeawanafanya kitu gani, hutoa α- au β-glycosidasi;
- hydrolases za peptidi huwajibika kwa hidrolisisi ya vifungo vya peptidi katika protini, na chini ya hali fulani kwa usanisi wao, lakini njia hii ya usanisi wa protini haitumiki katika seli hai;
- amidasi - inayohusika na hidrolisisi ya amidi asidi, kwa mfano, urease huchochea kuvunjika kwa urea kuwa amonia na maji.
Isomerasi - mabadiliko ya molekuli
Dutu hizi huharakisha mabadiliko ndani ya molekuli moja. Wanaweza kuwa kijiometri au miundo. Hili linaweza kutokea kwa njia nyingi:
- uhamisho wa atomi za hidrojeni;
- kuhamisha kikundi cha fosfati;
- kubadilisha mpangilio wa vikundi vya atomiki katika nafasi;
- kusogeza dhamana mbili.
Isomerization inaweza kuwa asidi kikaboni, wanga au amino asidi. Isomerasi zinaweza kubadilisha aldehidi hadi ketoni na, kinyume chake, kupanga upya fomu ya cis kwa fomu ya trans na kinyume chake. Ili kuelewa vyema kazi ya vimeng'enya vya kikundi hiki, ni muhimu kujua tofauti za isoma.
Mahusiano yakata mahusiano
Enzymes hizi huharakisha utengano usio wa hidrolitiki wa misombo ya kikaboni kwa bondi:
- kaboni-kaboni;
- fosforasi-oksijeni;
- carbon-sulphur;
- kaboni-nitrogen;
- kaboni-oksijeni.
Katika hali hii, bidhaa rahisi kama vile kaboni dioksidi, maji, amonia hutolewa na bondi mbili hufungwa. Chache ya athari hizi inaweza kwenda katika mwelekeo kinyume, Enzymes sambamba katika sahihichini ya hali hii huchochea michakato ya sio tu kuoza, lakini pia usanisi.
Mahusiano yanaainishwa kulingana na aina ya dhamana wanayovunja. Ni vimeng'enya changamano.
Viungo vya Ligase
Jukumu kuu la vimeng'enya vya kikundi hiki ni kuongeza kasi ya athari za usanisi. Kipengele chao ni muunganisho wa uumbaji na kuoza kwa vitu vinavyoweza kutoa nishati kwa utekelezaji wa mchakato wa biosynthetic. Kuna aina sita kulingana na aina ya unganisho iliyoundwa. Tano kati yao zinafanana na vikundi vidogo vya lyase, na la sita lina jukumu la kuunda dhamana ya madini ya nitrojeni.
Baadhi ya ligasi huhusika katika michakato muhimu ya seli. Kwa mfano, ligase ya DNA inahusika katika urudufishaji wa asidi ya deoxyribonucleic. Inaunganisha mapumziko ya kamba moja, na kuunda vifungo vipya vya phosphodiester. Ni yeye anayeunganisha vipande vya Okazaki.
Enzyme hiyo hiyo inatumika kikamilifu katika uhandisi jeni. Inaruhusu wanasayansi kuunganisha pamoja molekuli za DNA kutoka kwa vipande wanavyohitaji, na kuunda minyororo ya kipekee ya asidi ya deoksiribonucleic. Taarifa yoyote inaweza kuwekwa ndani yao, hivyo kujenga kiwanda kwa ajili ya uzalishaji wa protini muhimu. Kwa mfano, unaweza kushona kwenye DNA ya bakteria kipande ambacho kinawajibika kwa usanisi wa insulini. Na wakati kiini kitatafsiri protini zake, wakati huo huo itafanya dutu muhimu muhimu kwa madhumuni ya matibabu. Kilichobaki ni kuisafisha na itasaidia wagonjwa wengi.
Jukumu kubwa la vimeng'enya mwilini
Wanawezakuongeza kasi ya majibu kwa zaidi ya mara kumi. Ni muhimu tu kwa utendaji wa kawaida wa seli. Na vimeng'enya vinahusika katika kila mmenyuko. Kwa hivyo, kazi za enzymes katika mwili ni tofauti, kama michakato yote inayoendelea. Na kushindwa kwa vichocheo hivi husababisha madhara makubwa.
Enzymes hutumika sana katika chakula, viwanda vyepesi, dawa: hutumika kutengeneza jibini, soseji, chakula cha makopo, na ni sehemu ya poda ya kuosha. Pia hutumika katika utengenezaji wa vifaa vya kupiga picha.
