Mecanismul de acțiune al enzimelor

Enzime (enzime) - o greutate moleculară mare de compuși organici ai naturii proteinelor, care operează în organism un rol de catalizatori biologici.

Mecanismul de acțiune al enzimelor

Elucidarea mecanismelor care stau la baza acțiunii catalitice a enzimelor, este una dintre problemele fundamentale și problemele actuale nu numai enzimologie, dar biochimie moderne si biologie moleculara.

Mult timp înainte de enzimele au devenit disponibile pur și a fost elucidat natura lor, au devenit convinși că cruciale pentru proces enzimatic are un cuplaj de enzimă la substrat. Încercările de a găsi un compus complex al enzimei cu substratul pentru o lungă perioadă de timp nu a dus la succes, deoarece acest complex este labil, se descompune foarte repede. Folosind metoda spectroscopiei a făcut posibilă identificarea complexelor de substrat de enzima la catalază, peroxidaza, alcool dehidrogenaza, enzime flavinzavisimyh.

Metoda de analiză cu raze X a permis pentru a obține o mulțime de informații importante cu privire la structura și mecanismele catalitice de acțiune ale enzimelor. a fost utilizată această metodă pentru a stabili un analogi substrat conexiune cu enzime lizozimul și chimotripsina.

Unele dovezi directe pentru existența complexelor substrat de enzimă au reușit să ajunga unde una dintre etapele ciclului catalitic al enzimei este legat la substrat printr - o legătură covalentă. Un exemplu este reacția de hidroliză de acetat de n-nitrofenil catalizată de chimotripsina. Când este amestecat cu eterul enzimei chimotripsina este acetilat la gruparea hidroxil a restului de serină reactiv. Această etapă este rapidă, dar atsetilhimotripsina hidroliza cu formarea chimotripsina acetat și liber este mult mai lent. De aceea atsetilhimotripsin se extinde, care este ușor de detectat în prezența n-nitrofenilacetatul.

Prezența substratului enzimatic în compoziția poate „prinde“ de complex instabil de transfer al UE într-o formă inactivă, de exemplu, prin tratamentul cu complexul enzimatic substrat de borohidrură de sodiu care are un efect puternic de reducere. Un astfel de complex în formă de derivat covalent stabil a fost detectată în aldolază enzimei. Sa constatat că substratul interacționează cu o grupă e-amino molecula de lizină.

Substratul reacționează cu enzima într-o anumită parte care se numește centrul activ al enzimei sau zona activă.

Sub centrul activ, sau miez, să înțeleagă că molecula de proteină enzimă porțiune care este conectat la substratul (și cofactori) și determină proprietățile enzimatice ale moleculei. Site-ul activ determină specificitatea și activitatea catalitică a enzimei și ar trebui să fie un anumit grad de dificultate structură adaptată pentru abordarea strânsă și interacționează cu o moleculă de substrat, sau părțile sale implicate în mod direct în reacție.

Printre grupările funcționale se disting incluse în porțiunea „catalitica activă“ a enzimei și porțiunea care formează oferind o afinitate specifică (legarea substratului la enzimă) - așa-numitul PIN-ul, sau „ancoră“ (sau adsorbția situsul activ al enzimei).

Mecanismul de acțiune al enzimelor explică teoria ecuației Michaelis-Menten. Conform acestei teorii, procesul se desfășoară în patru etape.

Mecanismul de acțiune al enzimelor: I Faza

Între substratul (C) și enzima (E) apare o conexiune - format complex enzimă-substrat UE, în care componentele sunt interconectate prin legături covalente, ionice, apă și alte legături.

Mecanismul de acțiune al enzimelor: etapa IІ

Substratul este expus la enzimă atașată este activată și devine disponibilă pentru reacțiile respective ale cataliză UE.

Mecanismul de acțiune al enzimelor: etapa IІI

UE sa angajat cataliza. Această teorie este susținută de studii experimentale.

In final, stadiul IV se caracterizează prin eliberarea moleculelor enzimatice E și F. Secvența de transformări ale produselor pot fi afișate ca reacție: E + S - EU EU - * - E + P.

Specificitatea acțiunii enzimei

Fiecare enzimă acționează pe un substrat sau un grup specific de substanțe, care sunt similare în structură. Specificitatea activității enzimatice datorită asemănării configurației site-ului activ și substrat. În timpul interacțiunii enzimă-substrat format complex.