Pera 

lytic enzymes. Biochemistry ng mga enzyme. Istraktura, katangian at pag-andar. Mga pag-andar ng mga enzyme sa cell

Faculty ng Agrikultura

Veterinary pharmacology

"Mga Enzyme"

Sergeeva L.S.

Pangkat SV-31

ENZYMES -biological catalysts, mga organikong sangkap ng likas na protina, na na-synthesize sa mga selula at maraming beses na nagpapabilis sa mga reaksyong nagaganap sa kanila, nang hindi sumasailalim sa mga pagbabagong kemikal. Ang mga enzyme ay tinatawag minsan na mga enzyme.

Ang lahat ng intracellular at extracellular metabolic na proseso ay isinasagawa sa katawan na may direktang pakikilahok ng mga enzyme. Para sa karamihan, ang mga enzyme ay kumplikadong mga sangkap na binubuo ng protina at prosthetic na mga bahagi (apoenzyme). Ang mga apoenzyme ay mga coenzymes (phosphorylated vitamins) at cofactor (BAS, macro-microelements)

Ang pag-aaral ng mga kemikal na katangian ng mga enzymes at ang mga reaksyon na kanilang catalyze ay isang espesyal, napakahalagang lugar ng biochemistry - enzymology.

Ang mga tampok na istruktura ng mga enzyme na kinakailangan para sa kanilang paggana ay madaling mawala. Kaya, kapag pinainit mayroong isang muling pagsasaayos ng chain ng protina, na sinamahan ng pagkawala ng aktibidad ng catalytic. Mahalaga rin alkaline o acidic na mga katangian ng solusyon. Karamihan sa mga enzyme ay pinakamahusay na gumagana sa mga solusyon , na ang pH ay malapit sa 7, kapag ang konsentrasyon ng H + at OH - ions ay humigit-kumulang pareho. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang istraktura ng mga molekula ng protina at, dahil dito, ang aktibidad ng mga enzyme ay malakas na nakasalalay sa konsentrasyon ng mga hydrogen ions sa daluyan.

mga coenzyme at substrate. Maraming malalaking molekular na timbang na enzyme ang nagpapakita ng catalytic na aktibidad sa pagkakaroon lamang ng mga partikular na mababang molekular na sangkap na tinatawag na coenzymes (o cofactor). Ang papel ng mga coenzymes ay ginagampanan ng karamihan sa mga bitamina at maraming mineral; kaya naman dapat silang kainin ng pagkain. Isang substance na na-convert sa ang pagkakaroon ng isang enzyme ay tinatawag na substrate. Ang mga enzyme ay may aktibong site kung saan ito nakakabit sa enzyme. aktibong sentro ay isang natatanging kumbinasyon ng mga residue ng amino acid na nagbibigay ng direktang pakikipag-ugnayan at pagtitiyak ng enzyme sa substrate. Ang bawat enzyme ay may isa o higit pang aktibong mga site kung saan nagbubuklod ang substrate. Ang mga sentrong ito ay lubos na tiyak; "kilalanin" lamang ang "kanilang" substrate o malapit na nauugnay na mga compound. Bilang karagdagan sa aktibong sentro, ang molekula ng enzyme ay may allosteric center. Kapag nakakonekta ang sentrong ito sa substrate, nagbabago ang conformation ng molekula ng enzyme, kabilang ang aktibong sentro, na nagiging sanhi ng pagtaas o pagbaba ng aktibidad ng catalytic. Ang substrate ay sumasali sa enzyme, na nagpapabilis sa pagkasira ng ilang kemikal na bono sa molekula nito at ang paglikha ng iba; ang resultang produkto ay hiwalay sa enzyme. Ang prosesong ito ay ipinakita bilang mga sumusunod:

Ang mekanismo ng pagkilos ng mga enzyme.Ang rate ng reaksyon ng enzymatic ay nakasalalay sa konsentrasyon ng substrate[S]at ang dami ng enzyme na naroroon. Tinutukoy ng mga halagang ito kung gaano karaming mga molekula ng enzyme ang ikokonekta sa substrate, at ang rate ng reaksyon na na-catalyze ng enzyme na ito ay nakasalalay sa nilalaman ng enzyme-substrate complex. Ang dependence ng rate (v) ng enzymatic transformation ng substrate sa konsentrasyon nito [S] ay inilarawan ng Michaelis-Menten equation:

kung saan ang K M ay ang Michaelis constant na nagpapakilala sa aktibidad ng enzyme, ang V ay ang pinakamataas na rate ng reaksyon sa isang ibinigay na kabuuang konsentrasyon ng enzyme. Ito ay sumusunod mula sa equation na ito na sa maliit na [S], ang rate ng reaksyon ay tumataas sa proporsyon sa konsentrasyon ng substrate. Gayunpaman, na may sapat na malaking pagtaas sa huli, ang proporsyonalidad na ito ay nawawala: ang rate ng reaksyon ay huminto sa pagdepende sa [S] - ang saturation ay nangyayari kapag ang lahat ng mga molekula ng enzyme ay inookupahan ng substrate.

Ang mga enzyme ay gumaganap ng maraming function sa katawan. Nag-catalyze sila ng iba't ibang reaksyon ng synthesis, kabilang ang pagbuo ng mga protina ng tissue, taba, at carbohydrates. Ang buong sistema ng enzyme ay ginagamit upang i-synthesize ang malawak na hanay ng mga kemikal na compound na matatagpuan sa mga kumplikadong organismo. Nangangailangan ito ng enerhiya, at sa lahat ng pagkakataon ay nagmumula ito sa mga phosphorylated compound tulad ng ATP.

Ang lahat ng mga enzyme na nabuo sa katawan ay inuri sa 6 na klase depende sa kung anong reaksyon ang kanilang catalyze: oxidoreductases, transferases, hydrolases, lyases, isomerases, ligases.

Mga enzyme at panunaw. Ang mga enzyme ay mahalagang kalahok sa proseso ng panunaw. Tanging ang mababang molekular na timbang na mga compound lamang ang maaaring dumaan sa dingding ng bituka at makapasok sa daluyan ng dugo, kaya ang mga bahagi ng pagkain ay dapat munang hatiin sa maliliit na molekula. Nangyayari ito sa panahon ng enzymatic hydrolysis (pagkasira) ng mga protina sa amino acids, starch sa sugars, fats sa fatty acids at glycerol. Ang hydrolysis ng mga protina ay na-catalyzed ng enzyme pepsin na nakapaloob sa tiyan. Ang isang bilang ng mga napaka-epektibong digestive enzymes ay itinago sa mga bituka ng pancreas. Ang mga ito ay trypsin at chymotrypsin, na nag-hydrolyze ng mga protina; lipase, na sumisira sa mga taba; amylase catalyzes ang pagkasira ng starch. Ang pepsin, trypsin at chymotrypsin ay itinago sa isang hindi aktibong anyo, sa anyo ng tinatawag na. zymogens (proenzymes), at nagiging aktibo lamang sa tiyan at bituka. Ipinapaliwanag nito kung bakit hindi sinisira ng mga enzyme na ito ang mga selula ng pancreas at tiyan. Ang mga dingding ng tiyan at bituka ay protektado mula sa digestive enzymes at isang layer ng mucus. Maraming mahahalagang digestive enzymes ang inilalabas ng mga selula sa maliit na bituka.

Karamihan sa mga enerhiya na nakaimbak sa mga pagkaing halaman, tulad ng damo o dayami, ay nakaimbak sa selulusa, na pinaghiwa-hiwalay ng enzyme cellulase. Sa katawan ng mga herbivores, ang enzyme na ito ay hindi na-synthesize, at ang mga ruminant, tulad ng mga baka at tupa, ay maaaring kumain ng pagkain na naglalaman ng selulusa lamang dahil ang cellulase ay ginawa ng mga microorganism na naninirahan sa unang seksyon ng tiyan - ang rumen.

Ang mga enzyme at ang kanilang mga paghahanda ay napakalawak na ginagamit sa beterinaryo na gamot hindi lamang bilang isang paraan ng pagpapabuti ng panunaw, kundi pati na rin bilang isang paraan ng pantulong at independiyenteng reseta para sa maraming mga sakit. Synthetically, nakuha ang proteolytic enzymes:

    pagpapabuti pantunaw(pepsin, chymotrypsin, abomin) sa mga sakit ng gastrointestinal tract

    pagmamay-ari fibrinolytic Ang mga katangian (fibrinolysin, streptolyase) ay ginagamit para sa trombosis at thrombophlebitis

    mga sangkap na nagpapababa lagkit ng hyaluronic acid(Lidase, Ronidase) ay ginagamit para sa mga contracture ng tendon, mga peklat pagkatapos ng paso, operasyon, at hematoma. Na may pinababang joint mobility pagkatapos ng pamamaga;

    lytic(antimicrobials)) lysosubtilin, lysozyme), lysing ang mga pader ng bacteria at nagiging sanhi ng kanilang pagkamatay

    Ang mga gamot na ginamit sa purulent-necrotic mga proseso (trypsin, collagenase) - iruksol, olasol.

    Paghahanda ng enzyme pinagmulan ng mikrobyo pangunahing idinagdag sa mga premix at feed ng hayop. Nakuha mula sa paglilinang ng mga mikrobyo at fungi. Sa ilalim ng kanilang impluwensya, ang pagkatunaw ng mga sustansya, lalo na ang mga pagkaing halaman, ay nagpapabuti; ang komposisyon ng bituka microflora ay normalized, dahil ang ilan sa kanila ay may isang antimicrobial na ari-arian; ang paglaki ng mga batang hayop ay isinaaktibo at ang ilang mga sakit ng gastrointestinal tract ay pinipigilan. Ayon sa antas ng paglilinis, ang mga bacterial enzyme ay nahahati sa purified (alcohol at salting out) at teknikal (tuyo). Ang mga enzyme ay nakukuha sa pamamagitan ng malalim o ibabaw na paglilinang. Mga paghahanda: Amylorosin at Pectavamorin mula sa fungus aspergillus; Protosubtilin bacterial protease, acid protease mula sa fungus aspergillus.

    Lytic enzymes ginagamit sa paggamot ng mga hayop na may mga nakakahawang sakit. Ang mga enzyme na ito ay nagli-lyse ng mga bahagi ng bacterial wall, na pangunahing binubuo ng (heteroisomo)peptidoglycan. Ang lysis ay isinasagawa gamit ang mga enzyme amylase, glycosidase, protease.

Sa gynecological practice, para sa paggamot ng mga pasyente na may follicular vestibulitis, endometritis, trichomoniasis, lysozyme. Sa nakakahawang patolohiya, kung saan ang etiological factor ay staphylococcus, ginagamit ang isang enzymatic na paghahanda. lysostatin, na may mycotic lesions ng birth canal (candidomycosis, aspergillosis) ay inireseta Kopran, Bolbit paghahanda ng mas mababang fungi. Sa paggamot ng purulent-necrotic na proseso, ginagamit ang mga proteolytic na paghahanda. Profenzym, Imozin.

Lysosubtilin- pulbos, natutunaw sa mga butil. Ang aktibidad ng litik ay sinusukat sa mga yunit. ginagamit sa paggamot ng endometritis sa mga baka. Natunaw sa distilled water at itinurok sa matris. Para sa pag-iwas sa pagtatae sa mga guya, idinagdag sila sa gatas, colostrum.

Lysozyme - Ang pulbos na natunaw sa tubig ay ibinibigay nang pasalita kasama ng pagkain at tubig. Ginagamit para sa pagpapataba ng mga broiler, na inireseta para sa kumplikadong therapy para sa bronchopneumonia, pagtatae, osteodystrophy.

Pepsinorm- paghahanda ng enzyme-bacterial. Gumagawa sila ng parehong solusyon at pulbos. Normalizes ang panunaw, inaalis ang dysbacteriosis, ay ginagamit upang gamutin ang mga sakit ng gastrointestinal tract ng mga batang hayop.

    Mga enzyme na ginagamit sa purulent-necrotic na proseso.

Trypsin - nakuha mula sa pancreatic gland ng mga baka. Sa anyo ng pulbos o solusyon. Ito ay isang endogenous proteolytic enzyme na pumuputol sa mga peptide bond sa mga protina. Ang application ay batay sa pag-aari ng paghahati ng mga necrotic tissue at fibrinous formations, pagnipis ng viscous exudate, mga clots ng dugo. Ito ay ginagamit intramuscularly sa paggamot at pag-iwas sa bronchopneumonia sa mga guya, sa anyo ng mga aerosol para sa mga sakit sa paghinga upang manipis ang exudate. Sa panlabas sa anyo ng mga patak, ang mga lotion ay ginagamit para sa mga paso, ulser, purulent lesyon, bedsores. Huwag mag-iniksyon sa isang ugat, dumudugo na mga cavity, malignant na mga bukol.

Chymotrypsin- nakuha mula sa pancreas ng mga baka, na ginagamit bilang trypsin.

collagenase- mula sa pancreas ng mga baka, ay may hitsura ng isang buhaghag na masa. Ito ay may proteolytic effect, nagdadala ng lysis ng collagen fibers, nagtataguyod ng pagkatunaw ng scabs at necrotic tissues. Inilapat nang topically para sa mga paso, frostbite, mga ulser upang mapabilis ang pagtanggi ng patay na tisyu

Pamahid na "Iruksol"

    Mga paghahanda ng enzyme na nagpapabuti sa panunaw .

Pepsin- pulbos na natutunaw sa tubig. Ang mga glandula ng tiyan ay gumagawa ng isang hindi aktibong anyo ng pepsin - pepsinogen, na na-convert sa tiyan sa ilalim ng pagkilos ng hydrochloric acid sa aktibong anyo ng pepsin. Ang mga tablet na acido-pepsin ay ginawa, na binubuo ng 1 bahagi ng pepsin at 4 na bahagi ng hydrochloric betaine sa tiyan, ang betaine ay hydrolyzed sa pagpapalabas ng hydrochloric acid at pinapagana ang pepsinogen. Ito ay inireseta para sa mga digestive disorder, achilia, hypo at anacid gastritis. Dyspepsia.

natural na gastric juice transparent na likido ng maasim na lasa, na may isang tiyak na amoy. Nakuha mula sa mga aso, mga kabayo na may haka-haka na pagpapakain ayon kay Pavlov. Inilapat sa loob na may hypofunction ng tiyan, akhiliya.

Abomin- naglalaman ng dami ng proteolytic enzymes, ay ginagamit para sa iba't ibang mga karamdaman ng mga proseso ng pagtunaw at pagpapababa ng antas ng kaasiman ng gastric juice (gastritis, gastroenteritis, enterocolitis)

Pancreatin (Mezim) - nakuha mula sa pancreatic gland ng mga baka. Gumagawa sila ng pulbos, tableta, natutunaw sa bituka. Ang pangunahing enzymes: trypsin, amylase, lipase, paghahati ng mga protina, carbohydrates, taba. Ginagamit ito para sa mga digestive disorder na sanhi ng hypofunction ng pancreas, na may achilia, talamak na pancreatitis, anacid gastritis, hypoacid enterocolitis. Ang mga ito ay ipinakilala sa feed at may tubig, isang alkaline na solusyon (soda) ay idinagdag. Kasabay nito, ang gastric juice ay hindi ginagamit, ang hydrochloric acid at pepsidil ay hindi ibinibigay.

Oraza- naglalaman ng proteolytic at amylolytic enzymes, pulbos. Hindi ito nawasak sa tiyan, pinapanatili ang catalytic na aktibidad nito sa bituka. Ito ay ginagamit para sa mga digestive disorder na nauugnay sa pinababang paggana ng mga glandula ng pagtunaw. Sa anacid at hypoacid gastritis, na may hepatocholecystitis, talamak at talamak na pancreatitis, gastric ulcer, colitis, na sinamahan ng paninigas ng dumi.

    Iba't ibang paghahanda ng enzyme

Lidaza - naglalaman ng hyaluronidase. Nakuha mula sa testes ng baka. Gumawa ng pulbos at lyophilized na masa. Ipasok ang s / c, / m at paglanghap sa anyo ng mga aerosol. Ang substrate para sa hyaluronidase ay hyaluronic acid, na isang mucopolysaccharide. Ito ay may mataas na lagkit at isang semento na tambalan sa connective tissue. Ang hyaluronidase ay nagdudulot ng pagkasira ng hyaluronic acid at binabawasan ang lagkit nito habang pinapataas ang tissue permeability at pinapadali ang sirkulasyon ng fluid sa intercellular space. Mag-apply sa contractures ng tendons, scars pagkatapos ng paso, operasyon, na may hematomas. Ipasok ang s / c na may novocaine o sa ilalim ng scar tissue.

Ronidase- ang mga indications para sa paggamit ay pareho + joint stiffness pagkatapos ng pamamaga.

Cytochrome C- mula sa kalamnan ng puso ng mga baka, solusyon, mga tablet, natutunaw sa bituka. Tumutukoy sa mga ahente ng antihypoxic, na ginagamit upang mapabuti ang intracellular respiration sa neonatal asphyxia, talamak na pneumonia, pagpalya ng puso, coronary heart disease at iba pang mga kondisyon na sinamahan ng isang paglabag sa mga proseso ng oxidative sa katawan, na may tumaas na mga load upang maiwasan ang pagkabigo sa paghinga ng tissue.

    Mga inhibitor ng enzyme. Maraming mga inhibitor ang nagbubuklod sa aktibong site ng enzyme, ang isa kung saan nakikipag-ugnayan ang substrate. Sa ganitong mga inhibitor, ang pinakamahalagang katangian ng istruktura ay malapit sa substrate, at kung ang substrate at ang inhibitor ay naroroon sa medium ng reaksyon, nakikipagkumpitensya sila para sa pagbubuklod sa enzyme; mas mataas ang konsentrasyon ng substrate, mas matagumpay itong nakikipagkumpitensya sa inhibitor. Ang mga inhibitor ng isa pang uri ay nag-uudyok ng mga pagbabago sa conformational sa molekula ng enzyme, na kinabibilangan ng mahahalagang pangkat ng kemikal na gumagana.

Pantripin- mula sa pancreatic gland ng baka, pulbos, natutunaw sa tubig. Mayroon itong polypeptide na istraktura, may antiproteolytic na aktibidad laban sa pancreatic enzymes (trypsin, chymotrypsin, kallikreia. Ang ipinakilala na pantrypin ay pumipigil sa catalytically active enzymes na nabuo sa talamak at talamak na pancreatitis at iba pang mga pathologies, kung saan ang mga enzyme na nasa gland mismo ay nakakakuha ng catalytic na aktibidad at natutunaw. ito ( mga tumor, pinsala, impeksyon sa neoplasma).

Ang mga enzyme ay isang espesyal na uri ng mga protina na itinalaga ng kalikasan ang papel ng mga catalyst para sa iba't ibang proseso ng kemikal.

Ang terminong ito ay patuloy na naririnig, gayunpaman, hindi lahat ay nauunawaan kung ano ang isang enzyme o enzyme, kung ano ang mga pag-andar ng sangkap na ito, at gayundin kung paano naiiba ang mga enzyme mula sa mga enzyme at kung sila ay naiiba. Malalaman natin ang lahat ng ito ngayon.

Kung wala ang mga sangkap na ito, ang tao o hayop ay hindi makakatunaw ng pagkain. At sa unang pagkakataon, ginamit ng sangkatauhan ang paggamit ng mga enzyme sa pang-araw-araw na buhay higit sa 5 libong taon na ang nakalilipas, nang natutunan ng ating mga ninuno na mag-imbak ng gatas sa "mga pinggan" mula sa tiyan ng mga hayop. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, sa ilalim ng impluwensya ng rennet, ito ay naging keso. At ito ay isa lamang halimbawa kung paano gumagana ang isang enzyme bilang isang katalista na nagpapabilis ng mga biological na proseso. Ngayon, ang mga enzyme ay kailangang-kailangan sa industriya, mahalaga sila para sa paggawa ng katad, tela, alkohol at kahit kongkreto. Ang mga kapaki-pakinabang na sangkap na ito ay naroroon din sa mga detergent at washing powder - nakakatulong sila sa pag-alis ng mga mantsa sa mababang temperatura.

Kasaysayan ng pagtuklas

Ang Enzyme sa Greek ay nangangahulugang "sourdough". At utang ng sangkatauhan ang pagkatuklas ng sangkap na ito sa Dutchman na si Jan Baptist Van Helmont, na nabuhay noong ika-16 na siglo. Sa isang pagkakataon siya ay naging lubhang interesado sa alcoholic fermentation at sa panahon ng pag-aaral ay natagpuan niya ang isang hindi kilalang sangkap na nagpapabilis sa prosesong ito. Tinawag ito ng Dutchman na fermentum, na ang ibig sabihin ay fermentation. Pagkatapos, halos tatlong siglo mamaya, ang Pranses na si Louis Pasteur, na nagmamasid din sa mga proseso ng pagbuburo, ay dumating sa konklusyon na ang mga enzyme ay walang iba kundi ang mga sangkap ng isang buhay na selula. At pagkaraan ng ilang oras, kinuha ng Aleman na si Eduard Buchner ang enzyme mula sa lebadura at natukoy na ang sangkap na ito ay hindi isang buhay na organismo. Ibinigay din niya sa kanya ang kanyang pangalan - "zimaza". Pagkalipas ng ilang taon, iminungkahi ng isa pang Aleman, si Willy Kuehne, na hatiin ang lahat ng mga catalyst ng protina sa dalawang grupo: mga enzyme at enzyme. Bukod dito, iminungkahi niyang tawagan ang pangalawang termino na "sourdough", ang mga aksyon na umaabot sa labas ng mga nabubuhay na organismo. At 1897 lamang ang nagtapos sa lahat ng mga hindi pagkakaunawaan sa siyensya: napagpasyahan na gamitin ang parehong mga termino (enzyme at enzyme) bilang ganap na kasingkahulugan.

Istraktura: isang kadena ng libu-libong mga amino acid

Ang lahat ng mga enzyme ay mga protina, ngunit hindi lahat ng mga protina ay mga enzyme. Tulad ng ibang mga protina, ang mga enzyme ay binubuo ng . At kawili-wili, ang paglikha ng bawat enzyme ay tumatagal mula sa isang daan hanggang isang milyong amino acids na parang mga perlas sa isang string. Ngunit ang thread na ito ay hindi kahit na - ito ay karaniwang baluktot ng daan-daang beses. Kaya, nilikha ang isang three-dimensional na istraktura na natatangi para sa bawat enzyme. Samantala, ang molekula ng enzyme ay isang medyo malaking pormasyon, at isang maliit na bahagi lamang ng istraktura nito, ang tinatawag na aktibong sentro, ay kasangkot sa mga reaksiyong biochemical.

Ang bawat amino acid ay konektado sa isang tiyak na uri ng kemikal na bono, at ang bawat enzyme ay may sariling natatanging pagkakasunud-sunod ng amino acid. Upang lumikha ng karamihan sa mga ito, mga 20 uri ang ginagamit. Kahit na ang mga maliliit na pagbabago sa pagkakasunud-sunod ng amino acid ay maaaring magbago nang malaki sa hitsura at pakiramdam ng isang enzyme.

Mga katangian ng biochemical

Kahit na ang isang malaking bilang ng mga reaksyon ay nangyayari sa kalikasan na may pakikilahok ng mga enzyme, lahat sila ay maaaring nahahati sa 6 na kategorya. Alinsunod dito, ang bawat isa sa anim na reaksyong ito ay nagpapatuloy sa ilalim ng impluwensya ng isang tiyak na uri ng enzyme.

Mga reaksyon na kinasasangkutan ng mga enzyme:

  1. Oksihenasyon at pagbabawas.

Ang mga enzyme na kasangkot sa mga reaksyong ito ay tinatawag na oxidoreductases. Bilang halimbawa, tandaan kung paano binago ng alcohol dehydrogenases ang mga pangunahing alkohol sa aldehyde.

  1. Reaksyon ng paglipat ng grupo.

Ang mga enzyme na responsable para sa mga reaksyong ito ay tinatawag na transferases. May kakayahan silang ilipat ang mga functional na grupo mula sa isang molekula patungo sa isa pa. Ito ay nangyayari, halimbawa, kapag ang alanine aminotransferases ay naglilipat ng mga alpha-amino group sa pagitan ng alanine at aspartate. Ang mga transferase ay naglilipat din ng mga grupo ng pospeyt sa pagitan ng ATP at iba pang mga compound, at lumikha ng mga ito mula sa mga nalalabi.

  1. Hydrolysis.

Ang mga hydrolases na kasangkot sa reaksyon ay nakakasira ng mga solong bono sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga elemento ng tubig.

  1. Gumawa o mag-alis ng double bond.

Ang ganitong uri ng reaksyon ay nangyayari sa isang non-hydrolytic na paraan na may partisipasyon ng lyase.

  1. Isomerization ng mga functional na grupo.

Sa maraming reaksiyong kemikal, nagbabago ang posisyon ng functional group sa loob ng molekula, ngunit ang molekula mismo ay binubuo ng parehong bilang at uri ng mga atomo tulad noong bago magsimula ang reaksyon. Sa madaling salita, ang substrate at produkto ng reaksyon ay mga isomer. Ang ganitong uri ng pagbabago ay posible sa ilalim ng impluwensya ng isomerase enzymes.

  1. Ang pagbuo ng isang solong bono na may pag-aalis ng elemento ng tubig.

Sinisira ng mga hydrolases ang mga bono sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga elemento ng tubig sa molekula. Isinasagawa ng lyases ang reverse reaction, inaalis ang may tubig na bahagi mula sa mga functional group. Kaya, ang isang simpleng koneksyon ay nilikha.

Paano sila gumagana sa katawan

Pinapabilis ng mga enzyme ang halos lahat ng mga reaksiyong kemikal na nangyayari sa mga selula. Mahalaga ang mga ito para sa mga tao, pinapadali ang panunaw at pinapabilis ang metabolismo.

Ang ilan sa mga sangkap na ito ay nakakatulong na masira ang mga molekula na masyadong malaki sa mas maliliit na "tipak" na maaaring matunaw ng katawan. Ang iba, sa kabaligtaran, ay nagbubuklod sa maliliit na molekula. Ngunit ang mga enzyme, ayon sa siyensiya, ay lubos na pumipili. Nangangahulugan ito na ang bawat isa sa mga sangkap na ito ay may kakayahang pabilisin lamang ang isang tiyak na reaksyon. Ang mga molekula kung saan gumagana ang mga enzyme ay tinatawag na mga substrate. Ang mga substrate, sa turn, ay bumubuo ng isang bono sa isang bahagi ng enzyme na tinatawag na aktibong site.

Mayroong dalawang mga prinsipyo na nagpapaliwanag ng mga detalye ng pakikipag-ugnayan ng mga enzyme at substrate. Sa tinatawag na "key-lock" na modelo, ang aktibong site ng enzyme ay sumasakop sa lugar ng isang mahigpit na tinukoy na pagsasaayos sa substrate. Ayon sa isa pang modelo, ang parehong mga kalahok sa reaksyon, ang aktibong site at ang substrate, ay nagbabago ng kanilang mga hugis upang kumonekta.

Anuman ang prinsipyo ng pakikipag-ugnayan, ang resulta ay palaging pareho - ang reaksyon sa ilalim ng impluwensya ng enzyme ay nagpapatuloy nang maraming beses nang mas mabilis. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan na ito, ang mga bagong molekula ay "ipinanganak", na pagkatapos ay hiwalay sa enzyme. At ang sangkap ng katalista ay patuloy na ginagawa ang trabaho nito, ngunit sa pakikilahok ng iba pang mga particle.

Hyper- at hypoactivity

May mga pagkakataon na ang mga enzyme ay gumaganap ng kanilang mga function na may maling intensity. Ang labis na aktibidad ay nagdudulot ng labis na pagbuo ng produkto ng reaksyon at kakulangan ng substrate. Ang resulta ay mahinang kalusugan at malubhang sakit. Ang sanhi ng enzyme hyperactivity ay maaaring alinman sa isang genetic disorder o isang labis na bitamina o ginagamit sa reaksyon.

Ang Enzyme hypoactivity ay maaaring maging sanhi ng kamatayan kapag, halimbawa, ang mga enzyme ay hindi nag-aalis ng mga lason mula sa katawan o ang ATP deficiency ay nangyayari. Ang sanhi ng kundisyong ito ay maaari ding mutated genes o, sa kabaligtaran, hypovitaminosis at kakulangan ng iba pang nutrients. Bilang karagdagan, ang mas mababang temperatura ng katawan ay nagpapabagal din sa paggana ng mga enzyme.

Catalyst at higit pa

Ngayon ay madalas mong marinig ang tungkol sa mga benepisyo ng mga enzyme. Ngunit ano ang mga sangkap na ito kung saan nakasalalay ang pagganap ng ating katawan?

Ang mga enzyme ay mga biyolohikal na molekula na ang siklo ng buhay ay hindi natutukoy ng mga hangganan ng kapanganakan at kamatayan. Nagtatrabaho lang sila sa katawan hanggang sa matunaw. Bilang isang patakaran, ito ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng iba pang mga enzyme.

Sa kurso ng isang biochemical reaksyon, hindi sila nagiging bahagi ng panghuling produkto. Kapag ang reaksyon ay kumpleto, ang enzyme ay umalis sa substrate. Pagkatapos nito, ang sangkap ay handa nang magsimulang magtrabaho muli, ngunit sa ibang molekula. At nagpapatuloy ito hangga't kailangan ng katawan.

Ang kakaiba ng mga enzyme ay ang bawat isa sa kanila ay gumaganap lamang ng isang nakatalagang function. Ang isang biological na reaksyon ay nangyayari lamang kapag ang enzyme ay nakahanap ng tamang substrate para dito. Ang pakikipag-ugnayan na ito ay maihahambing sa prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang susi at isang lock - tanging ang mga napiling elemento lamang ang maaaring gumana nang magkasama. Ang isa pang tampok: maaari silang gumana sa mababang temperatura at katamtamang pH, at bilang mga catalyst ay mas matatag sila kaysa sa anumang iba pang mga kemikal.

Ang mga enzyme bilang mga catalyst ay nagpapabilis ng mga metabolic process at iba pang reaksyon.

Bilang isang patakaran, ang mga prosesong ito ay binubuo ng ilang mga yugto, ang bawat isa ay nangangailangan ng gawain ng isang tiyak na enzyme. Kung wala ito, hindi makukumpleto ang pagbabago o acceleration cycle.

Marahil ang pinakakilala sa lahat ng mga function ng enzymes ay ang papel ng isang katalista. Nangangahulugan ito na pinagsasama-sama ng mga enzyme ang mga kemikal sa paraang mabawasan ang mga gastos sa enerhiya na kinakailangan upang makabuo ng isang produkto nang mas mabilis. Kung wala ang mga sangkap na ito, ang mga reaksiyong kemikal ay magpapatuloy nang daan-daang beses na mas mabagal. Ngunit ang mga kakayahan ng mga enzyme ay hindi nagtatapos doon. Ang lahat ng nabubuhay na organismo ay naglalaman ng enerhiya na kailangan nila upang magpatuloy sa pamumuhay. Ang Adenosine triphosphate, o ATP, ay isang uri ng naka-charge na baterya na nagbibigay ng enerhiya sa mga cell. Ngunit ang paggana ng ATP ay imposible nang walang mga enzyme. At ang pangunahing enzyme na gumagawa ng ATP ay synthase. Para sa bawat molekula ng glucose na na-convert sa enerhiya, ang synthase ay gumagawa ng mga 32-34 ATP molecule.

Bilang karagdagan, ang mga enzyme (lipase, amylase, protease) ay aktibong ginagamit sa gamot. Sa partikular, nagsisilbi sila bilang isang bahagi ng mga paghahanda ng enzymatic, tulad ng Festal, Mezim, Panzinorm, Pancreatin, na ginagamit upang gamutin ang hindi pagkatunaw ng pagkain. Ngunit ang ilang mga enzyme ay maaari ring makaapekto sa sistema ng sirkulasyon (matunaw ang mga clots ng dugo), mapabilis ang pagpapagaling ng purulent na mga sugat. At kahit na sa anti-cancer therapy, gumagamit din sila ng tulong ng mga enzyme.

Mga salik na tumutukoy sa aktibidad ng mga enzyme

Dahil ang enzyme ay nakapagpapabilis ng mga reaksyon nang maraming beses, ang aktibidad nito ay tinutukoy ng tinatawag na turnover number. Ang terminong ito ay tumutukoy sa bilang ng substrate molecules (reactive substances) na maaaring ibahin ng 1 enzyme molecule sa loob ng 1 minuto. Gayunpaman, mayroong ilang mga kadahilanan na tumutukoy sa bilis ng isang reaksyon:

  1. konsentrasyon ng substrate.

Ang pagtaas ng konsentrasyon ng substrate ay humahantong sa isang acceleration ng reaksyon. Ang mas maraming molekula ng aktibong sangkap, mas mabilis ang reaksyon, dahil mas maraming aktibong sentro ang nasasangkot. Gayunpaman, ang acceleration ay posible lamang hanggang ang lahat ng mga molekula ng enzyme ay kasangkot. Pagkatapos nito, kahit na ang pagtaas ng konsentrasyon ng substrate ay hindi mapabilis ang reaksyon.

  1. Temperatura.

Karaniwan, ang pagtaas ng temperatura ay humahantong sa isang acceleration ng mga reaksyon. Gumagana ang panuntunang ito para sa karamihan ng mga reaksyong enzymatic, ngunit hangga't ang temperatura ay hindi tumaas sa itaas 40 degrees Celsius. Pagkatapos ng markang ito, ang rate ng reaksyon, sa kabaligtaran, ay nagsisimulang bumaba nang husto. Kung ang temperatura ay bumaba sa ibaba ng isang kritikal na punto, ang rate ng mga reaksyon ng enzymatic ay tataas muli. Kung ang temperatura ay patuloy na tumaas, ang mga covalent bond ay nasira at ang catalytic na aktibidad ng enzyme ay mawawala magpakailanman.

  1. Kaasiman.

Ang rate ng mga reaksyon ng enzymatic ay apektado din ng halaga ng pH. Ang bawat enzyme ay may sariling pinakamainam na antas ng kaasiman, kung saan ang reaksyon ay nagpapatuloy nang higit na sapat. Ang pagbabago sa antas ng pH ay nakakaapekto sa aktibidad ng enzyme, at samakatuwid ang rate ng reaksyon. Kung ang pagbabago ay masyadong malaki, ang substrate ay nawawalan ng kakayahang magbigkis sa aktibong nucleus, at ang enzyme ay hindi na ma-catalyze ang reaksyon. Sa pagpapanumbalik ng kinakailangang antas ng pH, ang aktibidad ng enzyme ay naibalik din.

Ang mga enzyme na nasa katawan ng tao ay maaaring nahahati sa 2 grupo:

  • metabolic;
  • panunaw.

Ang metabolic "work" upang neutralisahin ang mga nakakalason na sangkap, at nag-aambag din sa paggawa ng enerhiya at protina. At, siyempre, pinabilis nila ang mga proseso ng biochemical sa katawan.

Kung ano ang pananagutan ng mga organ ng pagtunaw ay malinaw sa pangalan. Ngunit kahit dito gumagana ang prinsipyo ng selectivity: ang isang tiyak na uri ng enzyme ay nakakaapekto lamang sa isang uri ng pagkain. Samakatuwid, upang mapabuti ang panunaw, maaari kang gumamit ng isang maliit na lansihin. Kung ang katawan ay hindi natutunaw ng mabuti ang isang bagay mula sa pagkain, pagkatapos ay kinakailangan upang madagdagan ang diyeta na may isang produkto na naglalaman ng isang enzyme na maaaring masira ang mahirap na matunaw na pagkain.

Ang mga enzyme ng pagkain ay mga katalista na naghahati ng pagkain sa isang estado kung saan ang katawan ay nakakakuha ng mga kapaki-pakinabang na sangkap mula sa kanila. Ang mga digestive enzyme ay may iba't ibang uri. Sa katawan ng tao, ang iba't ibang uri ng enzyme ay matatagpuan sa iba't ibang bahagi ng digestive tract.

Oral cavity

Sa yugtong ito, kumikilos ang alpha-amylase sa pagkain. Pinaghihiwa-hiwalay nito ang mga carbohydrates, starch at glucose na matatagpuan sa patatas, prutas, gulay at iba pang pagkain.

Tiyan

Dito, pinaghihiwa-hiwalay ng pepsin ang mga protina sa mga peptide, at ang gelatinase ay sinisira ang gelatin at collagen na matatagpuan sa karne.

Pancreas

Sa yugtong ito, "trabaho":

  • trypsin - responsable para sa pagkasira ng mga protina;
  • alpha-chymotrypsin - tumutulong sa pagsipsip ng mga protina;
  • elastase - sirain ang ilang uri ng mga protina;
  • nucleases - tumulong sa pagbagsak ng mga nucleic acid;
  • steapsin - nagtataguyod ng pagsipsip ng mataba na pagkain;
  • amylase - responsable para sa pagsipsip ng mga starch;
  • lipase - sinisira ang mga taba (lipids) na matatagpuan sa mga produkto ng pagawaan ng gatas, mani, langis, at karne.

Maliit na bituka

Sa mga particle ng pagkain ay "nagmumuni-muni":

  • peptidases - masira ang mga peptide compound sa antas ng mga amino acid;
  • sucrase - tumutulong na sumipsip ng mga kumplikadong asukal at starch;
  • maltase - sinisira ang disaccharides sa estado ng monosaccharides (malt sugar);
  • lactase - sinisira ang lactose (glucose na matatagpuan sa mga produkto ng pagawaan ng gatas);
  • lipase - nagtataguyod ng pagsipsip ng triglyceride, fatty acid;
  • erepsin - nakakaapekto sa mga protina;
  • isomaltase - "gumagana" sa maltose at isomaltose.

Colon

Dito ginaganap ang mga pag-andar ng mga enzyme:

  • coli - responsable para sa panunaw;
  • lactobacilli - nakakaapekto sa lactose at ilang iba pang carbohydrates.

Bilang karagdagan sa mga enzyme na ito, mayroon ding:

  • diastase - natutunaw ang almirol ng gulay;
  • invertase - sinisira ang sucrose (table sugar);
  • glucoamylase - nagko-convert sa glucose;
  • alpha-galactosidase - nagtataguyod ng panunaw ng beans, buto, mga produktong toyo, mga ugat na gulay at madahong gulay;
  • bromelain - isang enzyme na nagmula sa, nagtataguyod ng pagkasira ng iba't ibang uri ng mga protina, ay epektibo sa iba't ibang antas ng kaasiman ng kapaligiran, at may mga anti-inflammatory properties;
  • Ang papain, isang enzyme na nakahiwalay sa hilaw na papaya, ay nagtataguyod ng pagkasira ng maliliit at malalaking protina, at epektibo sa malawak na hanay ng mga substrate at kaasiman.
  • cellulase - sinisira ang selulusa, mga hibla ng halaman (hindi matatagpuan sa katawan ng tao);
  • endoprotease - pinuputol ang mga bono ng peptide;
  • ox bile extract - isang enzyme ng pinagmulan ng hayop, pinasisigla ang motility ng bituka;
  • pancreatin - isang enzyme ng pinagmulan ng hayop, pinabilis ang panunaw ng mga protina;
  • pancrelipase - isang enzyme ng hayop na nagtataguyod ng pagsipsip

    Ang mga fermented na pagkain ay isang malapit na perpektong pinagmumulan ng mga kapaki-pakinabang na bakterya na kailangan para sa wastong pantunaw. At habang ang mga probiotics ng parmasya ay "gumagana" lamang sa itaas na sistema ng pagtunaw at madalas na hindi maabot ang mga bituka, ang epekto ng mga produktong enzymatic ay nadarama sa buong gastrointestinal tract.

    Halimbawa, ang mga aprikot ay naglalaman ng pinaghalong mga kapaki-pakinabang na enzyme, kabilang ang invertase, na responsable para sa pagkasira ng glucose at nagtataguyod ng mabilis na paglabas ng enerhiya.

    Ang isang likas na pinagmumulan ng lipase (nagtataguyod ng mas mabilis na pagtunaw ng mga lipid) ay maaaring magsilbi. Sa katawan, ang sangkap na ito ay ginawa ng pancreas. Ngunit upang gawing mas madali ang buhay para sa katawan na ito, maaari mong ituring ang iyong sarili, halimbawa, sa isang salad na may abukado - masarap at malusog.

    Bilang karagdagan sa pagiging marahil ang pinakatanyag na mapagkukunan, nagbibigay din ito ng amylase at maltase sa katawan. Ang amylase ay matatagpuan din sa tinapay at cereal. Ang Maltase ay tumutulong sa pagkasira ng maltose, ang tinatawag na malt sugar, na sagana sa beer at corn syrup.

    Ang isa pang kakaibang prutas - ang pinya ay naglalaman ng isang buong hanay ng mga enzyme, kabilang ang bromelain. At ito, ayon sa ilang pag-aaral, ay mayroon ding anti-cancer at anti-inflammatory properties.

    Extremophiles at industriya

    Ang mga extremophile ay mga sangkap na maaaring mabuhay sa matinding mga kondisyon.

    Ang mga buhay na organismo, pati na rin ang mga enzyme na nagbibigay-daan sa kanila upang gumana, ay natagpuan sa mga geyser kung saan ang temperatura ay malapit sa kumukulong punto, at malalim sa yelo, gayundin sa mga kondisyon ng matinding kaasinan (Death Valley sa USA). Bilang karagdagan, ang mga siyentipiko ay nakahanap ng mga enzyme kung saan ang antas ng pH, tulad ng nangyari, ay hindi rin isang pangunahing kinakailangan para sa epektibong trabaho. Pinag-aaralan ng mga mananaliksik ang mga extremophile enzyme na may partikular na interes bilang mga sangkap na maaaring malawakang magamit sa industriya. Bagaman kahit ngayon ang mga enzyme ay natagpuan na ang kanilang aplikasyon sa industriya bilang biologically at environment friendly na mga sangkap. Ang paggamit ng mga enzyme ay ginagamit sa industriya ng pagkain, kosmetolohiya, at paggawa ng mga kemikal sa sambahayan.

    Izvozchikova Nina Vladislavovna

    Espesyalidad: espesyalista sa nakakahawang sakit, gastroenterologist, pulmonologist.

    Pangkalahatang karanasan: 35 taon.

    Edukasyon:1975-1982, 1MMI, San-Gig, pinakamataas na kwalipikasyon, doktor ng mga nakakahawang sakit.

    Science degree: doktor ng pinakamataas na kategorya, kandidato ng medikal na agham.