Kuna athari nyingi za kemikali katika kila seli hai. Enzymes (enzymes) ni protini zilizo na kazi maalum na muhimu sana. Wanaitwa biocatalysts. Kazi kuu ya enzymes ya protini katika mwili ni kuharakisha athari za biochemical. Vitendanishi vya awali, mwingiliano wake ambao huchochewa na molekuli hizi, huitwa substrates, na misombo ya mwisho huitwa bidhaa.
Kwa asili, protini za kimeng'enya hufanya kazi katika mifumo hai pekee. Lakini katika teknolojia ya kisasa ya kibayoteknolojia, uchunguzi wa kimatibabu, dawa na dawa, vimeng'enya vilivyosafishwa au mchanganyiko wao hutumiwa, pamoja na vipengele vya ziada vinavyohitajika kwa uendeshaji wa mfumo na taswira ya data kwa mtafiti.
Umuhimu wa kibiolojia na sifa za vimeng'enya
Bila molekuli hizi, kiumbe hai kisingeweza kufanya kazi. Michakato yote ya maisha hufanya kazi kwa usawa shukrani kwa enzymes. Kazi kuu ya protini za enzyme katika mwili ni kudhibiti kimetaboliki. Bila yao, kimetaboliki ya kawaida haiwezekani. Shughuli ya molekuli inadhibitiwa naactivators (inductors) au inhibitors. Udhibiti hufanya kazi katika viwango tofauti vya usanisi wa protini. Pia "hufanya kazi" kuhusiana na molekuli iliyokamilishwa.
Sifa kuu ya vimeng'enya vya protini ni maalum kwa sehemu ndogo fulani. Na, ipasavyo, uwezo wa kuchochea moja tu au chini ya mara nyingi idadi ya athari. Kawaida michakato kama hiyo inaweza kutenduliwa. Enzyme moja inawajibika kwa kazi zote mbili. Lakini si hivyo tu.
Jukumu la protini za kimeng'enya ni muhimu. Bila yao, athari za biochemical haziendelei. Kutokana na hatua ya enzymes, inakuwa inawezekana kwa reagents kuondokana na kizuizi cha uanzishaji bila matumizi makubwa ya nishati. Katika mwili hakuna njia ya kupasha joto zaidi ya 100 ° C au kutumia vifaa vya fujo kama maabara ya kemikali. Protini ya enzyme hufunga kwenye substrate. Katika hali iliyofungwa, marekebisho hutokea na kutolewa kwa baadae ya mwisho. Hivi ndivyo vichocheo vyote vinavyotumika katika usanisi wa kemikali hufanya kazi.
Je, viwango vya mpangilio wa kimeng'enya vya protini ni vipi?
Kwa kawaida molekuli hizi huwa na muundo wa protini ya juu (globuli) au quaternary (globules kadhaa zilizounganishwa). Kwanza, wao ni synthesized katika fomu linear. Na kisha zimefungwa kwenye muundo unaohitajika. Ili kuhakikisha shughuli, kichochezi kibiolojia kinahitaji muundo fulani.
Enzymes, kama protini zingine, huharibiwa na joto, viwango vya juu vya pH, misombo ya kemikali kali.
Sifa za ziadavimeng'enya
Miongoni mwao, vipengele vifuatavyo vya vipengele vinatofautishwa:
- Stereosspecific - uundaji wa bidhaa moja pekee.
- Regioselectivity - kuvunja dhamana ya kemikali au kurekebisha kikundi katika nafasi moja pekee.
- Chemoselectivity - kichocheo cha mmenyuko mmoja pekee.
Sifa za kazi
Maalum ya kimeng'enya hutofautiana. Lakini enzyme yoyote daima inafanya kazi kuhusiana na substrate maalum au kikundi cha misombo sawa katika muundo. Vichocheo visivyo vya protini havina mali hii. Umaalumu hupimwa kwa kilinganishi kisichobadilika (mol/l), ambacho kinaweza kuwa juu hadi 10−10 mol/l. Kazi ya enzyme inayofanya kazi ni ya haraka. Molekuli moja huchochea maelfu hadi mamilioni ya shughuli kwa sekunde. Kiwango cha kuongeza kasi ya athari za kibayolojia ni kwa kiasi kikubwa (mara 1000-100000) zaidi ya ile ya vichocheo vya kawaida.
Kitendo cha vimeng'enya kinatokana na mifumo kadhaa. Uingiliano rahisi zaidi hutokea kwa molekuli moja ya substrate, ikifuatiwa na uundaji wa bidhaa. Enzymes nyingi zinaweza kumfunga molekuli 2-3 tofauti ambazo huguswa. Kwa mfano, uhamishaji wa kikundi au atomi kutoka kiwanja kimoja hadi kingine, au uingizwaji mara mbili kulingana na kanuni ya "ping-pong". Katika miitikio hii, sehemu ndogo moja kwa kawaida huunganishwa, na ya pili huhusishwa kupitia kundi tendaji lenye kimeng'enya.
Kusoma utaratibu wa kitendo cha kimeng'enya hutokea kwa kutumia mbinu:
- Ufafanuzi wa bidhaa za kati na za mwisho.
- Tafiti za jiometri ya muundo na vikundi vya utendaji vinavyohusishwa nasubstrate na kutoa kiwango cha juu cha majibu.
- Mabadiliko ya jeni ya kimeng'enya na uamuzi wa mabadiliko katika usanisi na shughuli zake.
Kituo kinachotumika na kinachounganisha
Molekuli ya substrate ni ndogo zaidi kuliko protini ya kimeng'enya. Kwa hiyo, kumfunga hutokea kutokana na idadi ndogo ya vikundi vya kazi vya biocatalyst. Wanaunda kituo cha kazi, kilicho na seti maalum ya amino asidi. Katika protini changamano, kikundi cha bandia cha asili isiyo ya protini kinapatikana katika muundo, ambayo inaweza pia kuwa sehemu ya kituo cha kazi.
Ni muhimu kubainisha kundi tofauti la vimeng'enya. Masi yao ina coenzyme ambayo hufunga kila wakati kwa molekuli na hutolewa kutoka kwayo. Protini ya kimeng'enya kikamilifu inaitwa holoenzyme, na wakati cofactor inapoondolewa, inaitwa apoenzyme. Vitamini, metali, derivatives ya besi za nitrojeni mara nyingi hufanya kama coenzymes (NAD - nicotinamide adenine dinucleotide, FAD - flavin adenine dinucleotide, FMN - flavin mononucleotide).
Tovuti inayofunga hutoa umaalumu wa mkatetaka. Kutokana na hilo, tata ya substrate-enzyme imara huundwa. Muundo wa globule hujengwa kwa namna ya kuwa na niche (kupigwa au unyogovu) juu ya uso wa ukubwa fulani, ambayo inahakikisha kumfunga kwa substrate. Ukanda huu kawaida hauko mbali na kituo cha kazi. Baadhi ya vimeng'enya vina tovuti za kuunganisha kwa cofactors au ayoni za chuma.
Hitimisho
Protini-Enzyme ina jukumu muhimu katika mwili. Dutu kama hizo huchochea athari za kemikali, huwajibika kwa mchakato wa kimetaboliki - kimetaboliki. Katika kiini chochote kilicho hai, mamia ya michakato ya biochemical inafanyika daima, ikiwa ni pamoja na athari za kupunguza, kugawanyika na awali ya misombo. Oxidation ya vitu hutokea mara kwa mara na kutolewa kwa nishati kubwa. Ni, kwa upande wake, hutumiwa katika malezi ya wanga, protini, mafuta na tata zao. Bidhaa za utengano ni nyenzo za ujenzi kwa usanisi wa misombo ya kikaboni muhimu.
