Ensüümid: kuidas nad töötavad ja mida teevad
Ensüümid aitavad kiirendada keemilisi reaktsioone inimkehas. Nad seonduvad molekulidega ja muudavad neid spetsiifiliselt. Need on tuhandete muude rollide hulgas hädavajalikud hingamiseks, toidu seedimiseks, lihaste ja närvide funktsioneerimiseks.
Selles artiklis selgitame, mis on ensüüm, kuidas see toimib, ja toome mõned levinumad näited ensüümidest inimkehas.
Põhitõed
Ensüümid on ehitatud keerukateks vormideks volditud valkudest; neid on kogu kehas.
Keemilised reaktsioonid, mis hoiavad meid elus - meie ainevahetus - toetuvad ensüümide tehtavale tööle.
Ensüümid kiirendavad (katalüüsivad) keemilisi reaktsioone; mõnel juhul võivad ensüümid keemilise reaktsiooni tekitada miljoneid kordi kiiremini, kui see oleks ilma selleta olnud.
Substraat seondub ensüümi aktiivse saidiga ja muundub toodeteks. Kui tooted aktiivsest kohast lahkuvad, on ensüüm valmis uue substraadi külge kinnituma ja protsessi korrama.
Mida teevad ensüümid?
Seedesüsteem - ensüümid aitavad kehal lagundada suuremad komplekssed molekulid väiksemateks molekulideks, näiteks glükoosiks, et keha saaks neid kütusena kasutada.
DNA replikatsioon - iga teie keha rakk sisaldab DNA-d. Iga kord, kui rakk jaguneb, tuleb see DNA kopeerida. Ensüümid aitavad selles protsessis lahti DNA rullide lahti keeramise ja teabe kopeerimise.
Maksaensüümid - maks lagundab kehas toksiine. Selleks kasutab see mitmeid ensüüme.
Kuidas ensüümid töötavad
Luku ja võtme mudel esitati esmakordselt aastal 1894. Selles mudelis on ensüümi aktiivne sait kindla kujuga ja sellesse mahub ainult põhimik, näiteks lukk ja võti.
Seda mudelit on nüüd uuendatud ja seda nimetatakse indutseeritud sobivuse mudeliks.
Selles mudelis muudab aktiivne koht substraadiga suhtlemisel kuju. Kui substraat on täielikult lukustatud ja täpses asendis, võib katalüüs alata.
Ideaalsed tingimused
Ensüümid võivad töötada ainult teatud tingimustel. Enamik inimkeha ensüüme töötab kõige paremini umbes 37 ° C juures - kehatemperatuuril. Madalamatel temperatuuridel töötavad need endiselt, kuid palju aeglasemalt.
Samamoodi saavad ensüümid toimida ainult teatud pH-vahemikus (happeline / aluseline). Nende eelistus sõltub sellest, kus neid kehas leidub. Näiteks ensüümid soolestikus toimivad kõige paremini 7,5 pH juures, mao ensüümid aga kõige paremini pH 2 korral, kuna magu on palju happelisem.
Kui temperatuur on liiga kõrge või kui keskkond on liiga happeline või aluseline, muudab ensüüm kuju; see muudab aktiivse saidi kuju nii, et substraadid ei saaks sellega seonduda - ensüüm on denatureerunud.
Kofaktorid
Mõni ensüüm ei saa toimida enne, kui neile on kinnitatud spetsiifiline mittevalguline molekul. Neid nimetatakse kofaktoriteks. Näiteks saab karboanhüdraas, ensüüm, mis aitab säilitada keha pH-d, toimida ainult siis, kui see on kinnitatud tsingiiooniga.
Pärssimine
Keha süsteemide korrektse töö tagamiseks tuleb mõnikord ensüüme aeglustada. Näiteks kui ensüüm toodab liiga palju toodet, peab leidma viisi, kuidas tootmist vähendada või peatada.
Ensüümide aktiivsust saab pärssida mitmel viisil:
Konkureerivad inhibiitorid - molekul blokeerib aktiivse koha, nii et substraat peab ensüümile kinnitumiseks konkureerima inhibiitoriga.
Mittekonkureerivad inhibiitorid - molekul seondub ensüümiga mujal kui aktiivses kohas ja vähendab selle tõhusust.
Mittekonkurentsivõimelised inhibiitorid - inhibiitor seondub ensüümi ja substraadiga pärast nende seondumist üksteisega. Produktid väljuvad aktiivsest kohast kergemini ja reaktsioon aeglustub.
Pöördumatud inhibiitorid - pöördumatud inhibiitorid seonduvad ensüümiga ja inaktiveerivad selle püsivalt.
Spetsiifiliste ensüümide näited
Inimese kehas on tuhandeid ensüüme, siin on vaid mõned näited:
- Lipaasid - ensüümide rühm, mis aitab soolestikus rasvu seedida.
- Amülaas - aitab muuta tärklised suhkruteks. Amülaasi leidub süljes.
- Maltaas - leidub ka süljes; lõhustab suhkrumaltoosi glükoosiks. Maltoosi leidub sellistes toiduainetes nagu kartul, pasta ja õlu.
- Trüpsiin - leidub peensooles, lagundab valgud aminohapeteks.
- Laktaas - leidub ka peensooles, lõhustab laktoosi, piimas sisalduva suhkru glükoosiks ja galaktoosiks.
- Atsetüülkoliinesteraas - lagundab närvide ja lihaste neurotransmitterit atsetüülkoliini.
- Helicase - harutab lahti DNA-d.
- DNA polümeraas - sünteesib DNA deoksüribonukleotiididest.
Lühidalt
Ensüümidel on inimkeha igapäevases töös tohutu osa. Ühenditega seondudes ja neid muutes on need elutähtsad seedesüsteemi, närvisüsteemi, lihaste ja palju-palju muu nõuetekohaseks toimimiseks.
