Przeczytaj
EnzymyEnzymy to makrocząsteczki biologiczne pełniące funkcję katalizatorówkatalizatorów, czyli czynników chemicznych przyspieszających przebieg reakcji chemicznych, podczas których same nie ulegają zużyciu. Zdecydowaną większość enzymów stanowią białkabiałka, ale istnieją również cząsteczki RNA wykazujące właściwości katalityczne. Enzymy występują we wszystkich komórkach organizmów żywych oraz wirusach.
Budowa enzymów
Pod względem chemicznym enzymy to przede wszystkim białkabiałka zbudowane z co najmniej kilkudziesięciu aminokwasów. Nieliczne biokatalizatorybiokatalizatory są białkami prostymi, czyli takimi, które zawierają wyłącznie aminokwasy – należy do nich np. pepsyna, która jest produkowana przez ścianę żołądka i wydzielana do światła narządu, gdzie uczestniczy w trawieniu białek. Większość enzymów to białka złożone (holoenzymy), które składają się z części białkowej (apoenzymu) i części niebiałkowej (kofaktoru). Kofaktory, które łączą się nietrwale z apoenzymem to tzw. koenzymy. Należą do nich np. witaminy lub pochodne nukleotydów. Kofaktorami łączącymi się trwale z apoenzymem za pomocą wiązań kowalencyjnych są jony metali (np. ZnIndeks górny 2+2+, MgIndeks górny 2+2+) lub drobne cząsteczki organiczne tzw. grupy prostetyczne – np. pochodne witamin. Niezależnie od sposobu połączenia się kofaktora z apoenzymem jest on elementem niezbędnym, nadającym części białkowej aktywność enzymatyczną.
Wszystkie enzymy łączy jedna cecha budowy – obecność tzw. centrum aktywnegocentrum aktywnego, przez które białko enzymatyczne łączy się z substratemsubstratem reakcji chemicznej. Centrum aktywne enzymu tworzone jest przez kilka grup funkcyjnych aminokwasów. Łączą się one z substratem za pomocą nietrwałych, słabych wiązań (wodorowych, jonowych, oddziaływań hydrofobowych i sił van der Waalsa).
Działanie enzymów
Budowa enzymów ma kluczowe znaczenie dla pełnionych przez nie funkcji katalitycznych. W układach biologicznych enzym łączy się z substratem przez centrum aktywne, tworząc kompleks enzym–substrat. Powstanie takiego połączenia determinuje zmianę kształtu enzymu, co wytwarza odpowiednie warunki do zajścia reakcji. Pojawiają się napięcia w odpowiednich wiązaniach cząsteczki substratu, w wyniku czego dochodzi do ich zerwania, lub następuje zbliżenie i odpowiednie ustawienie substratów, które ze sobą reagują. Zerwanie jednych wiązań i utworzenie nowych skutkuje powstaniem kompleksu enzym–produktprodukt. Nowy związek chemiczny ma mniejsze powinowactwo do enzymu, dlatego kompleks enzym–produkt rozpada się i dochodzi do zwolnienia centrum aktywnego. Enzym jest gotowy do przeprowadzenia kolejnej reakcji chemicznej.
Działanie enzymu opiera się więc na przyłączaniu odpowiedniego substratu do centrum aktywnego, które zbudowane jest z konkretnej sekwencji aminokwasów.
Bardziej szczegółowe informacje na temat mechanizmu działania enzymów znajdziesz tutaj.
Klasyfikacja enzymów
W związku z ogromną różnorodnością enzymów zaistniała potrzeba ich generalnej klasyfikacji. Dokonała tego w roku 1984 Komisja Enzymatyczna, która opracowała system porządkowania enzymów ze względu na rodzaj katalizowanej reakcji chemicznej. Każdy enzym można zapisać w postaci ciągu czterech liczb oddzielonych kropką i poprzedzonych literami EC (od angielskiej nazwy tej komisji: Enzymatic Comission). Pierwsza, a zarazem najważniejsza liczba odpowiada klasie enzymu, a kolejne podklasom.
Klasy enzymów
Słownik
związki organiczne o charakterze polimerów, zbudowane z aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi i tworzącymi I‑rzędową strukturę przestrzenną; struktury przestrzenne wyższych rzędów stabilizowane są wiązaniami wodorowymi, jonowymi i mostkami disiarczkowymi; synteza białek przebiega w błonach siateczki śródplazmatycznej; białka pełnią w organizmach różnorodne funkcje: strukturalne, enzymatyczne, regulacyjne, transportowe
substancja, która katalizuje reakcje chemiczne zachodzące w organizmach żywych
część enzymu bezpośrednio zaangażowana w przebieg reakcji chemicznej; zawiera grupy funkcyjne kilku aminokwasów łączące się z substratem lub substratami za pomocą słabych wiązań niekowalencyjnych
biokatalizator; zazwyczaj białko, rzadziej cząsteczka RNA lub DNA; zdolny do obniżenia energii aktywacji i przyspieszenia przebiegu reakcji chemicznej
substancja chemiczna powstała w wyniku reakcji chemicznej
substancja chemiczna ulegająca przekształceniu w czasie reakcji chemicznej