Tiền bạc 

các enzym lytic. Hóa sinh của enzym. Cấu trúc, tính chất và chức năng. Chức năng của các enzym trong tế bào

Khoa Nông nghiệp

Dược lý thú y

"Enzyme"

Sergeeva L.S.

Nhóm SV-31

ENZYMES -chất xúc tác sinh học, các chất hữu cơ có bản chất protein, được tổng hợp trong tế bào và nhiều lần đẩy nhanh các phản ứng xảy ra trong tế bào, mà không trải qua biến đổi hóa học. Enzyme đôi khi được gọi là enzym.

Tất cả các quá trình trao đổi chất nội bào và ngoại bào đều được thực hiện trong cơ thể với sự tham gia trực tiếp của các enzim. Đối với hầu hết các phần, các enzym là các chất phức tạp bao gồm protein và các bộ phận giả (apoenzyme). Apoenzyme là coenzyme (vitamin được phosphoryl hóa) và đồng yếu tố (BAS, các nguyên tố vi lượng vĩ mô)

Nghiên cứu các tính chất hóa học của enzym và các phản ứng mà chúng xúc tác là một lĩnh vực đặc biệt, rất quan trọng của hóa sinh - enzym học.

Các đặc điểm cấu trúc của các enzym cần thiết cho hoạt động của chúng rất dễ bị mất. Cho nên, khi được làm nóng có sự sắp xếp lại chuỗi protein, kèm theo mất hoạt tính xúc tác. Cũng rất quan trọng tính chất kiềm hoặc axit của dung dịch. Hầu hết các enzym hoạt động tốt nhất trong các dung dịch , có độ pH gần bằng 7, khi nồng độ của ion H + và OH - xấp xỉ nhau. Điều này là do thực tế là cấu trúc của các phân tử protein và do đó, hoạt động của các enzym phụ thuộc mạnh mẽ vào nồng độ của các ion hydro trong môi trường.

coenzyme và chất nền. Nhiều enzym có khối lượng phân tử lớn chỉ thể hiện hoạt tính xúc tác khi có mặt các chất cụ thể có khối lượng phân tử thấp được gọi là coenzym (hoặc chất đồng yếu tố). Vai trò của coenzym được thực hiện bởi hầu hết các vitamin và nhiều khoáng chất; đó là lý do tại sao chúng phải được tiêu hóa cùng với thức ăn. Một chất được chuyển đổi thành sự hiện diện của một enzym được gọi là cơ chất. Enzyme có một vị trí hoạt động để nó gắn vào enzyme. trung tâm hoạt động là sự kết hợp độc đáo của các gốc axit amin cung cấp sự tương tác trực tiếp và tính đặc hiệu của enzym với cơ chất. Mỗi enzym có một hoặc nhiều vị trí hoạt động mà cơ chất liên kết. Các trung tâm này có tính đặc thù cao; "chỉ nhận ra" chất nền "của chúng" hoặc các hợp chất có liên quan chặt chẽ. Ngoài trung tâm hoạt động, phân tử enzyme có một trung tâm allosteric. Khi trung tâm này được kết nối với cơ chất, cấu trúc của phân tử enzym, bao gồm cả trung tâm hoạt động, sẽ thay đổi, làm tăng hoặc giảm hoạt tính xúc tác. Chất nền tham gia vào enzym, làm tăng tốc độ phá vỡ một số liên kết hóa học trong phân tử của nó và tạo ra các liên kết khác; sản phẩm tạo thành được tách ra khỏi enzyme. Quá trình này được trình bày như sau:

Cơ chế hoạt động của các enzym.Tốc độ của phản ứng enzym phụ thuộc vào nồng độ của cơ chất[S]và lượng enzyme hiện có. Các giá trị này xác định có bao nhiêu phân tử của enzym sẽ được kết nối với cơ chất và tốc độ của phản ứng được xúc tác bởi enzym này phụ thuộc vào hàm lượng của phức hợp enzym-cơ chất. Sự phụ thuộc của tốc độ (v) của sự biến đổi enzym của cơ chất vào nồng độ của nó [S] được mô tả bằng phương trình Michaelis-Menten:

trong đó K M là hằng số Michaelis đặc trưng cho hoạt động của enzim, V là tốc độ phản ứng cực đại ở một nồng độ tổng số nhất định của enzim. Từ phương trình này, ở [S] nhỏ, tốc độ phản ứng tăng tương ứng với nồng độ của cơ chất. Tuy nhiên, với sự gia tăng đủ lớn trong thời gian sau, tỷ lệ này sẽ biến mất: tốc độ phản ứng không còn phụ thuộc vào [S] - sự bão hòa xảy ra khi tất cả các phân tử enzim bị cơ chất chiếm giữ.

Enzyme thực hiện nhiều chức năng trong cơ thể. Chúng xúc tác một loạt các phản ứng tổng hợp, bao gồm sự hình thành các protein mô, chất béo và carbohydrate. Toàn bộ hệ thống enzyme được sử dụng để tổng hợp một loạt các hợp chất hóa học được tìm thấy trong các sinh vật phức tạp. Điều này đòi hỏi năng lượng, và trong mọi trường hợp, nó đến từ các hợp chất được phosphoryl hóa như ATP.

Tất cả các enzym được hình thành trong cơ thể được phân thành 6 lớp tùy thuộc vào phản ứng mà chúng xúc tác: oxidoreductase, transferase, hydrolase, lyases, isomerase, ligases.

Enzyme và tiêu hóa. Enzyme là thành phần thiết yếu tham gia vào quá trình tiêu hóa thức ăn. Chỉ những hợp chất có trọng lượng phân tử thấp mới có thể đi qua thành ruột và đi vào máu, vì vậy các thành phần thức ăn trước tiên phải được chia nhỏ thành các phân tử nhỏ. Điều này xảy ra trong quá trình thủy phân bằng enzym (phân hủy) protein thành axit amin, tinh bột thành đường, chất béo thành axit béo và glycerol. Quá trình thủy phân protein được xúc tác bởi enzym pepsin có trong dạ dày. Một số enzym tiêu hóa hiệu quả cao được tuyến tụy tiết vào ruột. Đây là trypsin và chymotrypsin, có tác dụng thủy phân protein; lipase, phân hủy chất béo; amylase xúc tác quá trình phân hủy tinh bột. Pepsin, trypsin và chymotrypsin được tiết ra ở dạng không hoạt động, dưới dạng cái gọi là. zymogens (proenzyme), và chỉ hoạt động trong dạ dày và ruột. Điều này giải thích tại sao các enzym này không phá hủy các tế bào của tuyến tụy và dạ dày. Các bức tường của dạ dày và ruột được bảo vệ khỏi các enzym tiêu hóa và một lớp chất nhầy. Một số enzym tiêu hóa quan trọng được tiết ra bởi các tế bào trong ruột non.

Hầu hết năng lượng dự trữ trong thức ăn thực vật, chẳng hạn như cỏ hoặc cỏ khô, được lưu trữ trong cellulose, được phân hủy bởi enzyme cellulase. Trong cơ thể động vật ăn cỏ, enzym này không được tổng hợp, và động vật nhai lại, chẳng hạn như gia súc và cừu, chỉ có thể ăn thức ăn có chứa xenluloza vì xenlulaza được tạo ra bởi vi sinh vật sống ở đoạn đầu tiên của dạ dày - dạ cỏ.

Enzyme và các chế phẩm của chúng được sử dụng rất rộng rãi trong thú y không chỉ như một phương tiện cải thiện tiêu hóa mà còn là một phương tiện bổ trợ và kê đơn độc lập cho nhiều bệnh. Tổng hợp, các enzym phân giải protein đã thu được:

    nâng cao tiêu hóa(pepsin, chymotrypsin, abomin) trong các bệnh về đường tiêu hóa

    sở hữu tiêu sợi huyếtđặc tính (fibrinolysin, streptolyase) được sử dụng cho bệnh huyết khối và viêm tắc tĩnh mạch

    chất làm giảm độ nhớt của axit hyaluronic(Lidase, Ronidase) được sử dụng cho chứng co rút gân, vết sẹo sau bỏng, phẫu thuật và tụ máu. Với việc giảm khả năng vận động của khớp sau khi bị viêm;

    trữ tình(chất chống vi khuẩn)) lysosubtilin, lysozyme), ly giải thành vi khuẩn và gây ra cái chết của chúng

    Các loại thuốc được sử dụng trong hoại tử mủ các quá trình (trypsin, collagenase) - iruksol, olasol.

    Chế phẩm enzim nguồn gốc vi sinh vật chủ yếu được bổ sung vào hỗn hợp trộn và thức ăn chăn nuôi. Thu được từ việc nuôi cấy vi sinh và nấm. Dưới ảnh hưởng của chúng, khả năng tiêu hóa các chất dinh dưỡng, đặc biệt là thức ăn thực vật, được cải thiện; thành phần của hệ vi sinh đường ruột được bình thường hóa, vì một số trong số chúng có đặc tính kháng khuẩn; Sự tăng trưởng của động vật non được kích hoạt và một số bệnh về đường tiêu hóa được ngăn ngừa. Theo mức độ tinh sạch, enzyme vi khuẩn được chia thành tinh khiết (rượu và muối ra) và kỹ thuật (làm khô). Enzyme thu được bằng cách nuôi cấy sâu hoặc bề mặt. Chuẩn bị: Amylorosin Và Pectavamorin từ nấm aspergillus; Protosubtilin protease vi khuẩn, axit protease từ nấm aspergillus.

    Men lytic được sử dụng trong điều trị động vật mắc bệnh truyền nhiễm. Các enzym này ngăn chặn các thành phần của thành vi khuẩn, chủ yếu bao gồm peptidoglycan (dị loại). Quá trình ly giải được thực hiện bằng cách sử dụng các enzym amylase, glycosidase, protease.

Trong thực hành phụ khoa, để điều trị bệnh nhân bị viêm túi tinh, viêm nội mạc tử cung, nhiễm trùng roi trichomonas, lysozyme. Trong bệnh lý truyền nhiễm, nơi yếu tố căn nguyên là tụ cầu, một chế phẩm enzym được sử dụng lysostatin, với các tổn thương mycotic của ống sinh (bệnh nấm candida, bệnh nấm aspergillosis) được quy định Kopran, Bolbit các chế phẩm của nấm hạ. Trong điều trị các quá trình hoại tử có mủ, các chế phẩm phân giải protein được sử dụng. Profenzym, Imozin.

Lysosubtilin- dạng bột, hòa tan ở dạng hạt. Hoạt động lytic được đo bằng đơn vị. được sử dụng trong điều trị viêm nội mạc tử cung ở bò. Hòa tan trong nước cất và tiêm vào tử cung. Để ngăn ngừa tiêu chảy ở bê, chúng được thêm vào sữa, sữa non.

Lysozyme - bột hòa tan trong nước được dùng bằng đường uống với thức ăn và nước. Được sử dụng để vỗ béo gà thịt, được kê toa cho các liệu pháp phức tạp cho bệnh viêm phế quản phổi, tiêu chảy, loạn dưỡng xương.

Pepsinorm- chế phẩm enzym-vi khuẩn. Chúng tạo ra cả dung dịch và bột. Bình thường hóa tiêu hóa, loại bỏ vi khuẩn gây rối loạn, được sử dụng để điều trị các bệnh về đường tiêu hóa của động vật non.

    Các enzym được sử dụng trong các quá trình hoại tử sinh mủ.

Trypsin - lấy từ tuyến tụy của gia súc. Ở dạng bột hoặc dung dịch. Nó là một enzym phân giải protein nội sinh có chức năng phân cắt các liên kết peptit trong protein. Ứng dụng này dựa trên đặc tính tách các mô hoại tử và hình thành xơ, làm loãng dịch tiết nhớt, cục máu đông. Nó được sử dụng tiêm bắp trong điều trị và phòng ngừa viêm phế quản phổi ở bê, dưới dạng khí dung cho các bệnh đường hô hấp để làm loãng dịch tiết. Bôi ngoài dưới dạng thuốc nhỏ, thuốc nước được sử dụng cho vết bỏng, vết loét, vết thương có mủ, vết loét. Không tiêm vào tĩnh mạch, các hốc chảy máu, các khối u ác tính.

Chymotrypsin- thu được từ tuyến tụy của gia súc, được sử dụng như trypsin.

collagenase- từ tuyến tụy của gia súc, có sự xuất hiện của một khối xốp. Nó có tác dụng phân giải protein, thực hiện ly giải các sợi collagen, thúc đẩy quá trình tan vảy và các mô hoại tử. Áp dụng tại chỗ cho vết bỏng, tê cóng, loét để đẩy nhanh quá trình đào thải mô chết

Thuốc mỡ "Iruksol"

    Các chế phẩm enzym cải thiện tiêu hóa .

Pepsin- bột hòa tan trong nước. Các tuyến của dạ dày tạo ra một dạng pepsin - pepsinogen không hoạt động, được chuyển hóa trong dạ dày dưới tác dụng của axit clohydric thành dạng pepsin có hoạt tính. Viên nén acido-pepsin được sản xuất, bao gồm 1 phần pepsin và 4 phần hydrochloric betaine trong dạ dày, betaine được thủy phân với sự giải phóng axit hydrochloric và kích hoạt pepsinogen. Nó được kê đơn cho các trường hợp rối loạn tiêu hóa, đau bụng, viêm dạ dày ruột và tương tự. Rối loạn tiêu hóa.

dịch vị tự nhiên chất lỏng trong suốt có vị chua, có mùi đặc trưng. Lấy từ chó, ngựa bằng cách cho ăn tưởng tượng theo Pavlov. Áp dụng bên trong với tình trạng giảm chức năng của dạ dày, akhiliya.

Abomin- chứa một lượng enzyme phân giải protein, được sử dụng cho các rối loạn khác nhau của quá trình tiêu hóa và làm giảm mức độ axit của dịch dạ dày (viêm dạ dày, dạ dày ruột, viêm ruột)

Pancreatin (Mezim) - lấy từ tuyến tụy của gia súc. Chúng sản xuất bột, viên nén, hòa tan trong ruột. Các enzym chính: trypsin, amylase, lipase, phân tách protein, carbohydrate, chất béo. Nó được sử dụng cho các rối loạn tiêu hóa do suy giảm chức năng của tuyến tụy, với chứng đau dạ dày, viêm tụy mãn tính, viêm dạ dày cấp, viêm ruột giảm axit. Chúng được đưa vào thức ăn và cùng với nước, dung dịch kiềm (soda) được bổ sung, đồng thời không sử dụng dịch dạ dày, không sử dụng axit clohydric và pepsidil.

Oraza- chứa các enzym phân giải protein và amylolytic, dạng bột. Nó không bị phá hủy trong dạ dày, vẫn giữ được hoạt tính xúc tác trong ruột. Nó được sử dụng cho các rối loạn tiêu hóa liên quan đến giảm chức năng của các tuyến tiêu hóa. Với bệnh viêm dạ dày do anacid và giảm acid, với viêm túi gan, viêm tụy cấp và mãn tính, loét dạ dày, viêm đại tràng, kèm theo táo bón.

    Các chế phẩm enzym khác nhau

Lidaza - chứa hyaluronidase. Lấy từ tinh hoàn của gia súc. Sản xuất bột và khối đông khô. Nhập s / c, / m và hít vào dưới dạng bình xịt. Chất nền cho hyaluronidase là axit hyaluronic, là một mucopolysaccharide. Nó có độ nhớt cao và là một hợp chất kết dính trong mô liên kết. Hyaluronidase gây ra sự phân hủy axit hyaluronic và làm giảm độ nhớt của nó, đồng thời tăng tính thấm của mô và tạo điều kiện thuận lợi cho sự lưu thông chất lỏng trong khoảng gian bào. Áp dụng với các trường hợp co rút gân, sẹo sau bỏng, mổ, tụ máu. Nhập s / c với novocain hoặc dưới mô sẹo.

Ronidase- chỉ định dùng giống nhau + cứng khớp sau viêm.

Cytochrome C- từ cơ tim của gia súc, dung dịch, viên nén, tan trong ruột. Đề cập đến các tác nhân chống oxy hóa, được sử dụng để cải thiện hô hấp nội bào ở trẻ sơ sinh ngạt, viêm phổi mãn tính, suy tim, bệnh tim mạch vành và các tình trạng khác kèm theo vi phạm các quá trình oxy hóa trong cơ thể, tăng tải để ngăn ngừa suy hô hấp mô.

    Chất ức chế enzym. Nhiều chất ức chế liên kết với vị trí hoạt động của enzym, vị trí mà cơ chất tương tác với nó. Trong các chất ức chế như vậy, các đặc điểm cấu trúc quan trọng nhất gần với các đặc điểm cấu trúc của cơ chất, và nếu cả cơ chất và chất ức chế có mặt trong môi trường phản ứng, chúng sẽ cạnh tranh để liên kết với enzym; nồng độ của chất nền càng cao thì nó càng cạnh tranh thành công với chất ức chế. Các chất ức chế thuộc loại khác gây ra những thay đổi cấu trúc trong phân tử enzyme, liên quan đến các nhóm hóa học quan trọng về mặt chức năng.

Pantripin- từ tuyến tụy của gia súc, dạng bột, hòa tan trong nước. Nó có cấu trúc polypeptide, có hoạt tính chống phân giải protein chống lại các enzym tuyến tụy (trypsin, chymotrypsin, kallikreia. Pantrypin được giới thiệu ức chế các enzym hoạt động xúc tác được hình thành trong viêm tụy cấp và mãn tính và các bệnh lý khác, trong đó các enzym đã có trong tuyến tự nhận hoạt động xúc tác và tiêu hóa nó (khối u, chấn thương, nhiễm trùng ung thư).

Enzyme là một loại protein đặc biệt mà thiên nhiên đã giao vai trò xúc tác cho các quá trình hóa học khác nhau.

Thuật ngữ này liên tục được nghe đến, tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu enzyme là gì, chất này thực hiện chức năng gì, và enzyme khác với enzyme như thế nào và liệu chúng có khác nhau không. Chúng tôi sẽ tìm ra tất cả những điều này ngay bây giờ.

Nếu không có những chất này, con người và động vật sẽ không thể tiêu hóa thức ăn. Và lần đầu tiên, loài người sử dụng enzyme trong cuộc sống hàng ngày cách đây hơn 5 nghìn năm, khi tổ tiên chúng ta biết cách trữ sữa trong các "món ăn" từ dạ dày của động vật. Trong điều kiện như vậy, dưới ảnh hưởng của rennet, nó đã biến thành pho mát. Và đây chỉ là một ví dụ về cách thức hoạt động của một loại enzyme như một chất xúc tác giúp tăng tốc các quá trình sinh học. Ngày nay, enzym không thể thiếu trong công nghiệp, chúng rất quan trọng để sản xuất da thuộc, dệt may, rượu và thậm chí cả bê tông. Những chất có lợi này cũng có trong chất tẩy rửa và bột giặt - chúng giúp loại bỏ vết bẩn ở nhiệt độ thấp.

Lịch sử khám phá

Enzyme trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là "bột chua". Và nhân loại có ơn người Hà Lan Jan Baptist Van Helmont, người sống ở thế kỷ 16, đã phát hiện ra chất này. Có một thời gian, ông rất quan tâm đến quá trình lên men rượu và trong quá trình nghiên cứu, ông đã tìm thấy một chất không xác định có thể đẩy nhanh quá trình này. Người Hà Lan gọi nó là fermentum, có nghĩa là lên men. Sau đó, gần ba thế kỷ, Louis Pasteur, người Pháp, cũng quan sát các quá trình lên men, đã đưa ra kết luận rằng các enzym không là gì khác ngoài các chất của một tế bào sống. Và sau một thời gian, Eduard Buchner người Đức đã chiết xuất được enzym từ nấm men và xác định rằng chất này không phải là một cơ thể sống. Anh ấy cũng đặt cho anh ấy tên của mình - "zimaza". Vài năm sau, một người Đức khác, Willy Kuehne, đề xuất chia tất cả các chất xúc tác protein thành hai nhóm: enzym và enzym. Hơn nữa, ông đề xuất gọi thuật ngữ thứ hai là “bột chua”, các hành động mở rộng ra bên ngoài các cơ thể sống. Và chỉ năm 1897 đã chấm dứt mọi tranh chấp khoa học: người ta quyết định sử dụng cả hai thuật ngữ (enzyme và enzyme) làm từ đồng nghĩa tuyệt đối.

Cấu trúc: một chuỗi hàng nghìn axit amin

Tất cả các enzym đều là protein, nhưng không phải tất cả các protein đều là enzym. Giống như các protein khác, các enzym được tạo thành. Và điều thú vị là, việc tạo ra mỗi loại enzyme cần từ một trăm đến một triệu axit amin được xâu chuỗi lại như những viên ngọc trai trên một sợi dây. Nhưng sợi chỉ này không đều - nó thường bị uốn cong hàng trăm lần. Do đó, một cấu trúc ba chiều duy nhất cho mỗi enzym được tạo ra. Trong khi đó, phân tử enzyme là một cấu trúc tương đối lớn, và chỉ một phần nhỏ trong cấu trúc của nó, được gọi là trung tâm hoạt động, tham gia vào các phản ứng sinh hóa.

Mỗi axit amin được kết nối với một loại liên kết hóa học cụ thể và mỗi enzym có trình tự axit amin riêng biệt. Để tạo ra hầu hết chúng, khoảng 20 loại được sử dụng. Ngay cả những thay đổi nhỏ trong trình tự axit amin cũng có thể thay đổi đáng kể giao diện của một loại enzyme.

Đặc tính sinh hóa

Mặc dù một số lượng lớn các phản ứng xảy ra trong tự nhiên với sự tham gia của các enzym, chúng đều có thể được chia thành 6 loại. Theo đó, mỗi phản ứng trong số sáu phản ứng này diễn ra dưới tác động của một loại enzym nhất định.

Các phản ứng liên quan đến enzym:

  1. Sự oxi hóa và sự khử.

Các enzym tham gia vào các phản ứng này được gọi là các enzym oxy hóa. Ví dụ, hãy nhớ cách rượu dehydrogenase chuyển đổi rượu chính thành aldehyde.

  1. Phản ứng chuyển nhóm.

Các enzym chịu trách nhiệm cho những phản ứng này được gọi là transferase. Chúng có khả năng di chuyển các nhóm chức từ phân tử này sang phân tử khác. Điều này xảy ra, ví dụ, khi các alanin aminotransferase di chuyển các nhóm alpha-amino giữa alanin và aspartat. Các transferase cũng di chuyển các nhóm photphat giữa ATP và các hợp chất khác, và tạo ra chúng từ các chất cặn bã.

  1. Sự thủy phân.

Các hydrolaza tham gia phản ứng có thể phá vỡ các liên kết đơn bằng cách thêm các nguyên tố của nước.

  1. Tạo hoặc loại bỏ một liên kết đôi.

Đây là loại phản ứng xảy ra theo cách không thủy phân với sự tham gia của lyase.

  1. Đồng phân hóa các nhóm chức.

Trong nhiều phản ứng hóa học, vị trí của nhóm chức thay đổi trong phân tử, nhưng bản thân phân tử được tạo thành từ cùng số lượng và loại nguyên tử như trước khi phản ứng bắt đầu. Nói cách khác, cơ chất và sản phẩm của phản ứng là đồng phân. Loại biến đổi này có thể xảy ra dưới ảnh hưởng của enzym isomerase.

  1. Sự hình thành của một liên kết đơn với sự loại bỏ nước nguyên tố.

Các hydrolase phá vỡ liên kết bằng cách thêm các nguyên tố nước vào phân tử. Lyases thực hiện phản ứng ngược lại, loại bỏ phần nước khỏi các nhóm chức. Do đó, một kết nối đơn giản được tạo ra.

Cách chúng hoạt động trong cơ thể

Enzyme tăng tốc độ hầu hết các phản ứng hóa học xảy ra trong tế bào. Chúng rất quan trọng đối với con người, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiêu hóa và tăng tốc độ trao đổi chất.

Một số chất này giúp phá vỡ các phân tử quá lớn thành các "khối" nhỏ hơn mà cơ thể có thể tiêu hóa được. Những người khác, ngược lại, liên kết các phân tử nhỏ. Nhưng về mặt khoa học, các enzym có tính chọn lọc cao. Điều này có nghĩa là mỗi chất này chỉ có khả năng tăng tốc cho một phản ứng nhất định. Các phân tử mà enzym làm việc với được gọi là chất nền. Đến lượt mình, các chất nền lại hình thành liên kết với một phần của enzym được gọi là vị trí hoạt động.

Có hai nguyên tắc giải thích chi tiết cụ thể của sự tương tác của enzym và cơ chất. Trong cái gọi là mô hình "khóa chìa khóa", vị trí hoạt động của enzyme chiếm vị trí của một cấu hình xác định nghiêm ngặt trong chất nền. Theo một mô hình khác, cả những người tham gia phản ứng, vị trí hoạt động và chất nền, đều thay đổi hình dạng của chúng để kết nối với nhau.

Dù tương tác theo nguyên tắc nào, kết quả luôn giống nhau - phản ứng dưới tác động của enzym diễn ra nhanh hơn nhiều lần. Kết quả của sự tương tác này, các phân tử mới được “sinh ra”, sau đó được tách ra khỏi enzyme. Và chất xúc tác tiếp tục làm công việc của nó, nhưng có sự tham gia của các phần tử khác.

Tăng và giảm hoạt tính

Có những lúc các enzym thực hiện các chức năng của chúng với cường độ sai. Hoạt động quá mức gây ra quá trình hình thành sản phẩm phản ứng và thiếu hụt cơ chất. Kết quả là sức khỏe kém và bệnh tật nghiêm trọng. Nguyên nhân của chứng tăng tiết enzym có thể là do rối loạn di truyền hoặc do thừa vitamin hoặc sử dụng theo phản ứng.

Tình trạng giảm hoạt tính của enzym thậm chí có thể gây tử vong khi, ví dụ, các enzym không loại bỏ được chất độc ra khỏi cơ thể hoặc xảy ra tình trạng thiếu hụt ATP. Nguyên nhân của tình trạng này cũng có thể là do gen đột biến hoặc ngược lại, thiếu hụt vitamin và sự thiếu hụt các chất dinh dưỡng khác. Ngoài ra, nhiệt độ cơ thể thấp hơn cũng làm chậm hoạt động của các enzym.

Chất xúc tác và hơn thế nữa

Ngày nay bạn thường có thể nghe nói về lợi ích của các enzym. Nhưng những chất này là gì mà hiệu suất của cơ thể chúng ta phụ thuộc vào?

Enzyme là những phân tử sinh học mà vòng đời của nó không được xác định bởi ranh giới của sinh và tử. Chúng chỉ hoạt động trong cơ thể cho đến khi chúng tan ra. Theo quy luật, điều này xảy ra dưới ảnh hưởng của các enzym khác.

Trong quá trình của một phản ứng sinh hóa, chúng không trở thành một phần của sản phẩm cuối cùng. Khi phản ứng hoàn tất, enzim rời khỏi cơ chất. Sau đó, chất này đã sẵn sàng để bắt đầu hoạt động trở lại, nhưng trên một phân tử khác. Và vì vậy nó tiếp tục miễn là cơ thể cần.

Điểm độc đáo của các enzym là mỗi enzym chỉ thực hiện một chức năng được giao. Phản ứng sinh học chỉ xảy ra khi enzym tìm thấy cơ chất thích hợp cho nó. Sự tương tác này có thể được so sánh với nguyên tắc hoạt động của chìa khóa và ổ khóa - chỉ những phần tử được chọn chính xác mới có thể hoạt động cùng nhau. Một tính năng khác: chúng có thể hoạt động ở nhiệt độ thấp và độ pH vừa phải, và là chất xúc tác, chúng ổn định hơn bất kỳ hóa chất nào khác.

Enzyme làm chất xúc tác tăng tốc quá trình trao đổi chất và các phản ứng khác.

Theo quy luật, các quá trình này bao gồm một số giai đoạn nhất định, mỗi giai đoạn đều cần đến sự hoạt động của một loại enzyme nhất định. Nếu không có điều này, chu trình biến đổi hoặc gia tốc không thể hoàn thành.

Có lẽ được biết đến nhiều nhất trong số tất cả các chức năng của enzym là vai trò của chất xúc tác. Điều này có nghĩa là các enzym kết hợp các hóa chất theo cách để giảm chi phí năng lượng cần thiết để tạo thành một sản phẩm nhanh chóng hơn. Nếu không có những chất này, các phản ứng hóa học sẽ diễn ra chậm hơn hàng trăm lần. Nhưng khả năng của các enzym không kết thúc ở đó. Tất cả các sinh vật sống đều chứa năng lượng mà chúng cần để tiếp tục sống. Adenosine triphosphate, hay ATP, là một loại pin tích điện cung cấp năng lượng cho các tế bào. Nhưng hoạt động của ATP là không thể nếu không có enzym. Và enzyme chính tạo ra ATP là synthase. Đối với mỗi phân tử glucose được chuyển hóa thành năng lượng, synthase tạo ra khoảng 32-34 phân tử ATP.

Ngoài ra, các enzym (lipase, amylase, protease) được sử dụng tích cực trong y học. Đặc biệt, chúng đóng vai trò như một thành phần của các chế phẩm enzym, chẳng hạn như Festal, Mezim, Panzinorm, Pancreatin, được sử dụng để điều trị chứng khó tiêu. Nhưng một số enzym cũng có thể ảnh hưởng đến hệ tuần hoàn (làm tan cục máu đông), đẩy nhanh quá trình chữa lành vết thương có mủ. Và ngay cả trong liệu pháp chống ung thư, họ cũng nhờ đến sự trợ giúp của các enzym.

Các yếu tố quyết định hoạt động của các enzym

Vì enzym có thể tăng tốc độ phản ứng nhiều lần, nên hoạt tính của nó được xác định bởi cái gọi là số vòng quay. Thuật ngữ này dùng để chỉ số lượng phân tử cơ chất (chất phản ứng) mà 1 phân tử enzym có thể biến đổi trong 1 phút. Tuy nhiên, có một số yếu tố quyết định tốc độ của phản ứng:

  1. nồng độ cơ chất.

Tăng nồng độ cơ chất dẫn đến tăng tốc phản ứng. Càng nhiều phân tử của chất hoạt động, phản ứng tiến hành càng nhanh, vì có nhiều trung tâm hoạt động hơn. Tuy nhiên, chỉ có thể tăng tốc cho đến khi tất cả các phân tử enzyme tham gia. Sau đó, thậm chí tăng nồng độ của cơ chất sẽ không làm tăng tốc độ phản ứng.

  1. Nhiệt độ.

Thông thường, sự gia tăng nhiệt độ dẫn đến sự gia tốc của các phản ứng. Quy tắc này hoạt động đối với hầu hết các phản ứng enzym, nhưng chỉ miễn là nhiệt độ không tăng quá 40 độ C. Ngược lại, sau mốc này, tốc độ phản ứng bắt đầu giảm mạnh. Nếu nhiệt độ giảm xuống dưới điểm tới hạn, tốc độ phản ứng enzym sẽ tăng trở lại. Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ, các liên kết cộng hóa trị bị phá vỡ và hoạt tính xúc tác của enzim bị mất vĩnh viễn.

  1. Tính axit.

Tốc độ của các phản ứng enzym cũng bị ảnh hưởng bởi giá trị pH. Mỗi enzym có mức độ axit tối ưu của riêng mình, tại đó phản ứng diễn ra một cách thích hợp nhất. Thay đổi mức độ pH ảnh hưởng đến hoạt động của enzym và do đó tốc độ của phản ứng. Nếu sự thay đổi quá lớn, cơ chất sẽ mất khả năng liên kết với nhân hoạt động, và enzyme không còn khả năng xúc tác phản ứng. Với việc khôi phục mức độ pH cần thiết, hoạt động của enzym cũng được phục hồi.

Các enzym có trong cơ thể con người có thể được chia thành 2 nhóm:

  • sự trao đổi chất;
  • tiêu hóa.

Trao đổi chất “làm việc” để trung hòa các chất độc hại, đồng thời cũng góp phần sản xuất năng lượng và protein. Và, tất nhiên, chúng đẩy nhanh quá trình sinh hóa trong cơ thể.

Những gì các cơ quan tiêu hóa chịu trách nhiệm là rõ ràng từ tên. Nhưng ngay cả ở đây, nguyên tắc chọn lọc cũng hoạt động: một loại enzym nhất định chỉ ảnh hưởng đến một loại thực phẩm. Do đó, để cải thiện tiêu hóa, bạn có thể dùng đến một mẹo nhỏ. Nếu cơ thể không tiêu hóa tốt thứ gì đó từ thức ăn, thì cần bổ sung vào chế độ ăn một sản phẩm có chứa enzym có thể phân hủy thức ăn khó tiêu hóa.

Enzyme thực phẩm là chất xúc tác giúp phân hủy thực phẩm đến trạng thái mà cơ thể có thể hấp thụ các chất hữu ích từ chúng. Enzyme tiêu hóa có nhiều loại. Trong cơ thể con người, các loại enzym khác nhau được tìm thấy ở các bộ phận khác nhau của đường tiêu hóa.

Khoang miệng

Ở giai đoạn này, alpha-amylase hoạt động trên thực phẩm. Nó phá vỡ carbohydrate, tinh bột và glucose có trong khoai tây, trái cây, rau và các loại thực phẩm khác.

Cái bụng

Tại đây, pepsin phân hủy protein thành peptit và gelatinase phân hủy gelatin và collagen có trong thịt.

Tuyến tụy

Ở giai đoạn này, "làm việc":

  • trypsin - chịu trách nhiệm cho sự phân hủy protein;
  • alpha-chymotrypsin - giúp hấp thụ protein;
  • elastase - phá vỡ một số loại protein;
  • nucleases - giúp phá vỡ các axit nucleic;
  • steapsin - thúc đẩy sự hấp thụ thức ăn béo;
  • amylase - chịu trách nhiệm cho việc hấp thụ tinh bột;
  • lipase - phân hủy chất béo (lipid) có trong các sản phẩm từ sữa, các loại hạt, dầu và thịt.

Ruột non

Trên các hạt thức ăn "gợi ý":

  • peptidases - phá vỡ các hợp chất peptide thành cấp độ axit amin;
  • sucrase - giúp hấp thụ đường phức hợp và tinh bột;
  • maltase - phá vỡ các disaccharid thành monosaccharid (đường mạch nha);
  • lactase - phân hủy lactose (glucose có trong các sản phẩm từ sữa);
  • lipase - thúc đẩy sự hấp thụ chất béo trung tính, axit béo;
  • erypsin - ảnh hưởng đến protein;
  • isomaltase - "hoạt động" với maltose và isomaltose.

Đại tràng

Ở đây các chức năng của các enzym được thực hiện:

  • coli - chịu trách nhiệm tiêu hóa;
  • lactobacilli - ảnh hưởng đến lactose và một số carbohydrate khác.

Ngoài các enzym này, còn có:

  • diastase - tiêu hóa tinh bột thực vật;
  • invertase - phân hủy sucrose (đường ăn);
  • glucoamylase - chuyển đổi thành glucose;
  • alpha-galactosidase - thúc đẩy quá trình tiêu hóa đậu, hạt, các sản phẩm từ đậu nành, rau ăn củ và rau ăn lá;
  • bromelain - một loại enzyme có nguồn gốc, thúc đẩy sự phân hủy các loại protein khác nhau, có hiệu quả ở các mức độ axit khác nhau của môi trường và có đặc tính chống viêm;
  • papain, một loại enzyme được phân lập từ đu đủ sống, thúc đẩy sự phân hủy các protein lớn và nhỏ, và có hiệu quả trên nhiều loại chất nền và độ chua.
  • cellulase - phân hủy cellulose, sợi thực vật (không có trong cơ thể người);
  • endoprotease - phân cắt các liên kết peptit;
  • chiết xuất mật bò - một loại enzym có nguồn gốc động vật, kích thích nhu động ruột;
  • pancreatin - một loại enzyme có nguồn gốc động vật, làm tăng tốc độ tiêu hóa protein;
  • pancrelipase - một loại enzyme động vật giúp thúc đẩy sự hấp thu

    Thực phẩm lên men là nguồn vi khuẩn có lợi gần như hoàn hảo cần thiết để tiêu hóa tốt. Và trong khi các chế phẩm sinh học dược "hoạt động" chỉ ở hệ tiêu hóa trên và thường không đến ruột, tác dụng của các sản phẩm enzym được cảm nhận trên khắp đường tiêu hóa.

    Ví dụ, mơ chứa một hỗn hợp các enzym có lợi, bao gồm invertase, chịu trách nhiệm phân hủy glucose và thúc đẩy giải phóng năng lượng nhanh chóng.

    Một nguồn lipase tự nhiên (thúc đẩy quá trình tiêu hóa lipid nhanh hơn) có thể phục vụ. Trong cơ thể, chất này được sản xuất bởi tuyến tụy. Nhưng để giúp cuộc sống của cơ thể này trở nên dễ dàng hơn, bạn có thể tự thưởng cho mình một món salad với quả bơ - một món ngon và tốt cho sức khỏe.

    Ngoài việc có lẽ là nguồn nổi tiếng nhất, nó còn cung cấp amylase và maltase cho cơ thể. Amylase cũng được tìm thấy trong bánh mì và ngũ cốc. Maltase hỗ trợ sự phân hủy của maltose, được gọi là đường mạch nha, có nhiều trong bia và xi-rô ngô.

    Một loại trái cây kỳ lạ khác - dứa chứa nhiều loại enzyme, bao gồm cả bromelain. Và nó, theo một số nghiên cứu, cũng có đặc tính chống ung thư và chống viêm.

    Những kẻ cực đoan và ngành công nghiệp

    Chất cực cứng là những chất có thể tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt.

    Các sinh vật sống, cũng như các enzym cho phép chúng hoạt động, đã được tìm thấy trong các mạch nước phun nơi có nhiệt độ gần điểm sôi và sâu trong băng, cũng như trong điều kiện có độ mặn cực cao (Thung lũng Chết ở Hoa Kỳ). Ngoài ra, các nhà khoa học đã tìm thấy các enzym mà mức độ pH, như hóa ra, cũng không phải là yêu cầu cơ bản để làm việc hiệu quả. Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu đặc biệt quan tâm đến các enzym cực khô như các chất có thể được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Mặc dù ngay cả ngày nay, enzym đã được ứng dụng trong ngành công nghiệp như các chất thân thiện với môi trường và sinh học. Việc sử dụng các enzym được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, thẩm mỹ và sản xuất hóa chất gia dụng.

    Izvozchikova Nina Vladislavovna

    Chuyên môn: chuyên gia bệnh truyền nhiễm, bác sĩ tiêu hóa, bác sĩ chuyên khoa phổi.

    Kinh nghiệm chung: 35 năm .

    Giáo dục:1975-1982, 1MMI, San-Gig, bằng cấp cao nhất, bác sĩ bệnh truyền nhiễm.

    Bằng cấp khoa học: bác sĩ của loại cao nhất, ứng cử viên của khoa học y tế.