Wir erklären, was Enzyme sind und wie sie aufgebaut sind.Auch, wie diese Proteine klassifiziert werden und wie sie wirken.
Enzyme sind eine Reihe von Proteinen, die für die Katalyse chemischer Reaktionen verantwortlich sind.Was sind Enzyme?
Enzyme sind eine Reihe von Protein verantwortlich für die Katalyse (Zünden, Beschleunigen, Modifizieren, Verlangsamen und sogar Anhalten) verschiedene chemische Reaktionen, sofern sie thermodynamisch möglich sind. Dies bedeutet, dass es sich um regulatorische Substanzen im Körper des Lebewesen, normalerweise durch Verringern der Energie Anfangs erforderlich, um die Reaktion zu starten.
Enzyme sind essenziell für die Leben und katalysieren etwa 4.000 bekannte chemische Reaktionen, vorausgesetzt die Bedingungen von pH, Temperatur oder chemische Konzentration, da Enzyme als Proteine ebenfalls denaturiert werden und ihre Wirksamkeit verlieren können.
Das erste Enzym wurde Mitte des 19. Jahrhunderts von Anselme Payen und Jean-Francois Persoz entdeckt, obwohl die Experimente um die Fermentation Louis Pasteur hatte bereits das Vorhandensein einer organischen "beschleunigenden" Substanz in diesen Prozessen vermutet, die zu dieser Zeit als rein chemisch galten.
Enzyme sind heute allgemein bekannt und werden tatsächlich von verschiedenen menschlichen Industrien verwendet (Lebensmittel, Chemikalien, Landwirtschaft, Öl, etc.), zusätzlich als unverzichtbarer Bestandteil der Komponenten, die das innere Gleichgewicht unseres Körpers aufrechterhalten, notwendige Reaktionen beschleunigen (z. B. solche, die Energie liefern), andere selektiv aktivieren und deaktivieren (wie Hormone) und ein buntes und so weiter.
Struktur von Enzymen
Die Reihenfolge, in der die Aminosäuren aufgebaut sind, bestimmt die Struktur des Enzyms.Die meisten Enzyme bestehen aus globulären Proteinen mit sehr unterschiedlicher Größe: von Monomeren mit 62 Aminosäuren bis hin zu riesigen Ketten von etwa 2.500. Allerdings sind nur wenige von ihnen direkt an der Katalyse der Reaktion beteiligt, die alsaktives Zentrum.
Die Reihenfolge, in der all diese Aminosäuren aufgebaut sind, bestimmt die dreidimensionale Struktur des Enzyms, die auch seine spezifische Funktion bestimmt. Manchmal hat diese Struktur auch Stellen, um Cofaktoren anzuziehen, also andere Substanzen, deren Eingriff notwendig ist, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.
Enzyme sind hochspezifisch, dh sie reagieren mit nichts und nehmen an keiner Reaktion teil. Sie haben eine sehr spezifische und präzise biochemische Aufgabe, die sie mit einer sehr geringen Fehlerquote ausführen.
Klassifizierung von Enzymen
Enzyme werden nach der spezifischen Reaktion klassifiziert, die sie katalysieren.Enzyme werden basierend auf der spezifischen Reaktion, die sie katalysieren, wie folgt klassifiziert:
- Oxidoreduktasen. Sie katalysieren Oxidations-Reduktions-Reaktionen, d. h. die Übertragung von Elektronen oder von Atome Wasserstoff von einem Substrat zum anderen. Beispiele hierfür sind die Enzyme Dehydrogenase undC Oxidase.
- Transferasen. Sie katalysieren die Übertragung einer bestimmten chemischen Gruppe außer Wasserstoff von einem Substrat auf ein anderes. Ein Beispiel hierfür ist das Enzym Glucokinase.
- Hydrolasen. Sie beschäftigen sich mit den Reaktionen von Hydrolyse (Bruch von Moleküle organisch durch Moleküle von Wasser). Laktase zum Beispiel.
- Liasen. Enzyme, die das Brechen oder Verschweißen von Substraten katalysieren. Zum Beispiel Acetat-Decarboxylase.
- Isomerasen. Sie katalysieren die Umwandlung von Isomeren ineinander, dh sie überführen ein Molekül in seine dreidimensionale geometrische Variante.
- Strumpfbänder. Diese Enzyme katalysieren spezifische Substratbindungsreaktionen durch die gleichzeitige Hydrolyse von Triphosphatnukleotiden (wie z ATP oder GTP). Zum Beispiel das Enzym private Carboxylase.
Wie funktionieren Enzyme?
Die Wirkung des Enzyms kann durch eine Erhöhung des Kaloriengehalts beschleunigt werden.
Enzyme können auf unterschiedliche Weise arbeiten, reduzieren jedoch immer die Aktivierungsenergie einer chemischen Reaktion, dh die Energiemenge, die zum Starten erforderlich ist. Diese verschiedenen Modi sind:
- Umgebungs. Die Aktivierungsenergie wird reduziert, indem eine reaktionsfreundliche Umgebung geschaffen wird, beispielsweise indem die chemischen Eigenschaften des Substrats durch Reaktionen mit seiner eigenen Aminosäureschicht verändert werden.
- Erleichtern Sie den Übergang. Die Übergangsenergie wird reduziert, ohne das Substrat zu modifizieren, d. h. eine Umgebung mit optimalen Ladungen für die stattfindende Reaktion zu schaffen.
- Geben Sie eine alternative Route an. In diesem Fall reagieren die Enzyme mit dem Substrat, um einen ES-Komplex (Enzym/Substrat) zu erzeugen, der Schritte auf dem normalen Reaktionsweg überspringt und die dafür erforderliche Zeit verkürzt.
- Erhöhen Sie die Temperatur. Innerhalb bestimmter Parameter kann die Wirkung des Enzyms durch eine Erhöhung des Gehalts an beschleunigt werden kalorische Energie, gegeben von exotherme Reaktionen parallel.