Mecanism de acțiune al enzimelor

Enzime (enzime) - este mare moleculară compuși organici proteine ​​naturale care îndeplinesc în rolul organismului catalizatori biologici.

Mecanism de acțiune al enzimelor

Explicarea mecanismelor care stau la baza cataliticului acțiunea enzimelor, este una dintre sarcinile fundamentale și probleme urgente nu numai de enzimologie, ci și de biochimie moleculară și biologie moderne.

Cu mult înainte ca enzimele pure să devină disponibile și natura lor să fie clarificată, convingerea sa format că legătura enzimei cu substratul este crucială pentru procesul enzimatic. Încercările de a detecta un compus complex al enzimei cu substratul pentru o lungă perioadă de timp nu au dus la succes, deoarece un astfel de complex este labil, se descompune foarte rapid. Utilizarea metodei de spectroscopie a făcut posibilă identificarea complecșilor enzimă-substrat pentru catalază, peroxidază, alcool dehidrogenază, enzime dependente de flavin.

Metoda de analiză a difracției cu raze X a făcut posibilă obținerea multor date importante privind structura și mecanismele catalitice ale acțiunii enzimelor. Această metodă a fost utilizată pentru a stabili legătura analogilor substratului cu enzimele lizozimă și chymotripsină.

Unele dovezi directe pentru existența complexelor enzimă-substrat au fost obținute pentru cazurile în care într-o etapă a ciclului catalitic enzima este legată la substrat printr-o legătură covalentă. Ca un exemplu, reacția de hidroliză n-nitrofenilacetat, catalizat de chymotrypsin. Atunci când enzima este amestecată cu acest eter, chymotripsina este acetilate la gruparea hidroxil a reziduului serin reactiv. Această etapă are loc rapid, totuși hidroliza acetilchimotropinei cu formarea acetatului și a chymotripsinei libere este mult mai lentă. Prin urmare, în prezența acetatului n-nitrofenilic, se acumulează acetilchimotîpsina, care este ușor de detectat.

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 complex similar sub forma unui derivat covalent stabil a fost găsit în enzima aldolază. Sa constatat că gruparea e-amino a lizinei interacționează cu molecula substratului.

Substratul interacționează cu enzima într-o anumită parte, care se numește centrul activ sau zona activă a enzimei.

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 lui Michaelis-Menten. Conform acestei teorii, procesul are loc în patru etape.

Mecanismul de acțiune al enzimelor: Etapa I

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 I

Substratul sub acțiunea enzimei atașate este activat și devine disponibil pentru reacțiile de cataliză corespunzătoare din UE.

Mecanism de acțiune al enzimelor: stadiul IІI

Se realizează cataliza UE. Această teorie este confirmată de studii experimentale.

În cele din urmă, etapa IV se caracterizează prin eliberarea moleculei enzimei E și a produselor reacției P. Secvența transformărilor poate fi exprimată ca: E + C - EC - EC * - E + P.

Specificitatea acțiunii enzimelor

Fiecare enzimă acționează asupra unui substrat sau unui grup de substanțe care sunt similare în structură. Specificitatea acțiunii enzimelor se explică prin similitudinea configurației centrului activ și a substratului. În procesul de interacțiune, se formează un complex enzimă-substrat.