Protein-enzim: peran sifat, fungsi enzim protein dalam tubuh

Dalam setiap sel hidup ada satu set reaksi kimia. Enzim (enzim) - protein dengan fungsi spesifik dan sangat penting. Mereka disebut biocatalysts. Utama fungsi enzim dalam tubuh adalah untuk mempercepat reaksi biokimia. Bahan awal, yang dikatalisis oleh interaksi molekul ini disebut substrat, dan senyawa akhir - produk.

Di alam, enzim adalah protein bekerja hanya dalam sistem kehidupan. Namun dalam bioteknologi modern, diagnosa klinis, farmasi dan obat-obatan yang digunakan enzim dimurnikan atau kompleks mereka, serta komponen tambahan yang diperlukan untuk operasi sistem dan visualisasi data untuk peneliti.

Signifikansi biologis dan sifat enzim

Tanpa molekul ini organisme tidak bisa berfungsi hidup. Semua proses kehidupan bekerja secara harmonis berkat enzim. Fungsi utama dari enzim protein dalam tubuh - pengaturan metabolisme. Tanpa mereka, tidak bisa metabolisme normal. Peraturan aktivitas molekul berlangsung di bawah pengaruh aktivator (inducer) atau inhibitor. Kontrol beroperasi pada berbagai tingkat sintesis protein. Dia juga "bekerja" dalam hal molekul selesai.

Sifat utama dari enzim protein - kekhususan pada substrat tertentu. Dan, sesuai, kemampuan untuk mengkatalisis hanya satu atau kurang serangkaian reaksi. Biasanya, proses ini reversibel. Untuk kinerja kedua fungsi yang bertanggung jawab satu enzim. Tapi itu tidak semua.

Peran enzim penting. Tanpa mereka, tidak ada reaksi biokimia berlangsung. Oleh aksi enzim, reagen adalah mungkin untuk mengatasi hambatan aktivasi tanpa pengeluaran besar energi. Di dalam tubuh, tidak ada kemungkinan untuk memanaskan suhu lebih dari 100 ° C, atau penggunaan senyawa kimia yang agresif seperti lab. Protein-enzim mengikat substrat. Dalam keadaan terikat dimodifikasi, diikuti oleh rilis yang terakhir. Hal ini karena semua katalis yang digunakan dalam sintesis kimia.

tingkat organisasi dari protein molekul-enzim apa?

Biasanya, molekul-molekul ini memiliki tersier (globul) atau struktur protein kuartener (beberapa gelembung-gelembung saling berhubungan). Pertama, mereka disintesis secara linear. Dan kemudian lipat ke dalam struktur yang diinginkan. Untuk memastikan aktivitas biokatalis memerlukan struktur tertentu.

Enzim serta protein lainnya dihancurkan dengan pemanasan, nilai-nilai ekstrim pH, senyawa kimia yang agresif.

properti tambahan enzim

Di antara fitur-fitur ini adalah komponen-komponen berikut:

1. Stereospesifisitas - pembentukan satu produk.
2. Regioselectivity - mematahkan ikatan kimia atau modifikasi kelompok hanya pada satu posisi.
3. Chemoselectivity - katalisis hanya satu reaksi.

bekerja terutama

Tingkat spesifisitas enzim bervariasi. Namun, enzim apapun selalu aktif pada substrat atau kelompok senyawa mirip dalam struktur tertentu. katalis non-protein tidak menunjukkan properti ini. Spesifisitas diukur konstan mengikat (mol / l), yang bisa sampai 10 ^-10 mol / l. Bekerja enzim cepat aktif. Satu molekul mengkatalisis ribuan-jutaan instruksi per detik. Tingkat percepatan reaksi biokimia secara signifikan (1000-100,000 kali) lebih tinggi dari katalis konvensional.

Aksi enzim dibangun pada beberapa mekanisme. Interaksi yang paling sederhana terjadi dengan satu molekul substrat, diikuti oleh pembentukan produk. Kebanyakan enzim dapat mengikat 2-3 molekul yang berbeda bereaksi. Sebagai contoh, transfer atom atau kelompok dari satu senyawa ke yang lain, atau substitusi ganda pada "ping-pong". Dalam reaksi ini biasanya menghubungkan satu substrat, dan kelompok fungsional kedua dihubungkan oleh enzim.

Studi tentang mekanisme enzim aksi berlangsung dengan cara:

1. Menentukan produk antara dan akhir.
2. Studi tentang struktur dan geometri dari kelompok fungsional mengikat substrat dan memberikan tinggi laju reaksi.
3. Mutasi pada gen enzim dan penentuan perubahan dalam sintesis dan aktivitasnya.

Aktif dan situs mengikat

Substrat molekul jauh lebih kecil dari protein adalah enzim. Oleh karena itu, mengikat karena sejumlah kecil kelompok fungsional biokatalis tersebut. Mereka membentuk situs aktif, yang terdiri dari satu set khusus dari asam amino. Dalam protein kompleks dalam struktur kelompok prostetik alam hadir nonprotein, yang mungkin juga menjadi bagian dari pusat aktif.

Ini harus mengalokasikan kelompok yang terpisah dari enzim. Mereka memiliki dalam molekul termasuk koenzim secara permanen mengikat molekul dan dibebaskan dari itu. enzim protein sepenuhnya terbentuk disebut holoenzyme, dan ketika menghapus kofaktor - apoenzyme. Sebagai koenzim sering bertindak vitamin, logam, turunan dari basa nitrogen (NAD - dinukleotida nicotinamide adenin, FAD - flavin adenin dinukleotida, FMN - flavin mononukleotida).

situs pengikatan menyediakan afinitas khusus untuk substrat. Karena itu membentuk kompleks substrat-enzim yang stabil. Struktur Globule dibangun sehingga berada di permukaan niche (celah atau istirahat) dengan ukuran tertentu yang menyediakan mengikat substrat. Zona ini biasanya terletak dekat lokasi aktif. Untuk beberapa enzim, ada daerah-daerah untuk terhubung dengan kofaktor atau ion logam.

kesimpulan

Protein-enzim memainkan peran penting dalam tubuh. zat-zat tersebut mengkatalisis reaksi kimia yang bertanggung jawab untuk metabolisme - metabolisme. Dalam setiap sel hidup terus-menerus terjadi ratusan proses biokimia yang melibatkan reaksi reduksi, belahan dada dan sintesis dari senyawa. Melanjutkan oksidasi zat dengan rilis besar energi. Dia, pada gilirannya, dihabiskan untuk pembentukan karbohidrat, protein, lemak, dan kompleks mereka. Produk belahan dada adalah elemen struktural yang diperlukan untuk sintesis senyawa organik.