אנזימים: מאפיינים, מבנה ודרך עבודה שלמה

איך אנזימים עובדים

הדרך בה אנזימים עובדים היא להוריד את אנרגית ההפעלה הדרושה כדי להתחיל בתגובה. זה נעשה כדי להקטין את הזמן שלוקח לתגובות בגוף.

בעת עיכול מזון ישנם חומרים ביו-מולקולריים בצורת חלבונים המסייעים בשינוי צורת מולקולות חומר המזון לחומרים שהגוף זקוק להם.

לדוגמא, סוכר הופך לאנרגיה שימושית לגוף. ביומולקולות אלה נקראות אנזימים.

אנזימים מסייעים לתהליכים מטבוליים. לפיכך, הוא חשוב מאוד לגוף האדם.

הגדרה ותפקוד של אנזימים

אנזימים הם ביומולקולות בצורת חלבונים המתפקדים כזרזים (תרכובות המזרזים את תהליך התגובה מבלי להגיב לחלוטין) בתגובה כימית אורגנית.

המולקולה הראשונית בתהליך האנזימטי, המכונה מצע, תואץ למולקולה אחרת הנקראת מוצר.

לאנזימים באופן כללי יש את הפונקציות הבאות:

  • להאיץ או להאט תגובה כימית.

  • ויסות מספר תגובות שונות באותו זמן האנזים מסונתז בצורה של מועמד לא אנזים, ואז מופעל בסביבה בתנאים הנכונים.

  • אופי האנזים שאינו מגיב עם המצע הוא המועיל ביותר בתגובה כימית מואצת בגוף האורגניזם.

מאפייני אנזימים

להלן הסבר על תכונות האנזים שעלינו לדעת:

1. ביו-קטליסט.

זהו זרז, כלומר אנזימים הם תרכובות קטליטיות המזרזות תגובה כימית מבלי להגיב. בעוד שאנזימים מגיעים מאורגניזמים, הם מכונים גם ביו-קטליסטים.

2. ניתן לחימום

אנזימים מושפעים מאוד מהטמפרטורה. לאנזימים יש את הטמפרטורה האופטימלית לביצוע תפקידם.

בדרך כלל בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. אם בטמפרטורות קיצוניות זה עלול לפגוע בעבודת האנזים. אנזימים לא פעילים נמצאים בטמפרטורות הנמוכות מ- 10 מעלות צלזיוס, ואילו הם יעברו דנטורציה בטמפרטורות מעל 60 מעלות צלזיוס.

ישנם כמה יוצאים מן הכלל, כגון קבוצת החיידקים הקדומים באזורים קיצוניים מאוד, כגון קבוצת המתנוגן, יש להם אנזימים הפועלים בטמפרטורות של 80 ºC.

3. היו ספציפיים

אנזימים נקשרים למצעים המסוגלים להיקשר לצד הפעיל של האנזים.

המאפיינים הספציפיים של האנזים משמשים בסיס לשם. שמו של אנזים זה נלקח בדרך כלל מסוג המצע הקשור או מסוג התגובה המתרחשת.

למשל עמילאז, אנזים הממלא תפקיד בפירוק עמילן שהוא פוליסכריד (סוכר מורכב) לסוכרים פשוטים יותר.

קרא גם: פרסום: הגדרה, מאפיינים, יעדים, סוגים ודוגמאות

4. מושפע מ- pH

אנזים זה פועל באווירה ניטרלית (6,5 - 7). אבל כמה אנזימים הם אופטימליים ב- pH חומצי כמו פפסינוגן, או ב- pH בסיסי כמו טריפסין.

5. לעבוד קדימה ואחורה

אנזימים המפרקים את תרכובת A ל- B, כמו גם אנזימים עוזרים לתגובה, יוצרים תרכובת B מתרכובת A.

6. לא קובע את כיוון התגובה

אנזימבוקאן קובע לאן תגיב התגובה. התרכובת הנדרשת יותר היא הנקודה בכיוון של תגובה כימית. לדוגמא, בגוף חסר גלוקוז, הוא יוכל לפרק סוכר רזרבי (גליקוגן) ולהיפך.

7. יש צורך בכמות קטנה בלבד

הכמות המשמשת כזרז לא צריכה להיות הרבה. מולקולת אנזים אחת יכולה לעבוד פעמים רבות, כל עוד המולקולה אינה ניזוקה.

8. האם הוא קולואיד

מכיוון שאנזימים מורכבים מרכיבי חלבון, תכונות האנזים מסווגות כקולואידים. לאנזימים יש משטחים גדולים מאוד בין חלקיקים כך שגם תחום הפעילות שלהם גדול.

9. אנזימים מסוגלים להוריד את אנרגית ההפעלה

אנרגיית ההפעלה של תגובה היא כמות האנרגיה בקלוריות הנדרשת להובלת כל המולקולות בשומה אחת של התרכובת בטמפרטורה מסוימת לרמת המעבר בשיא מגבלת האנרגיה.

אם מוסיפים תגובה כימית עם זרז, כלומר אנזים, ניתן להוריד את אנרגית ההפעלה והתגובה תפעל מהר יותר.

מבנה אנזים

אנזימים מורכבים תלת מימדיים. לאנזימים צורה מיוחדת לקשירה למצעים. הצורה השלמה של אנזימים נקראת הלואנזימים. אנזימים מורכבים משלושה מרכיבים עיקריים

1. מרכיבי חלבון עיקריים.

חלק החלבון של האנזים נקרא אפואנזים. אפואנזימים או מונחים אחרים אפופרוטאינים.

2. אשכולות תותבות

רכיב אנזים זה אינו חלבון המורכב משני סוגים, כלומר קואנזימים וקופקטורים. קואנזימים או קופקטורים הקשורים היטב מאוד קשורים אפילו בקשרים קוולנטיים עם אנזימים.

קואנזימים

קואנזימים נקראים לעתים קרובות מצעים קוסובסטיים או מצעים שניים. לקואנזימים משקל מולקולרי נמוך. קואנזימים יציבים לחימום. קואנזימים קשורים לאנזימים באופן לא קוולנטי. קואנזימים מתפקדים להובלת מולקולות או יונים קטנים (במיוחד H +) מאנזים אחד למשנהו, למשל: NAD. אנזימים מסוימים שפעילותם זקוקה לקואנזימים חייבים אפילו להיות נוכחים. קואנזימים הם בדרך כלל בצורה של ויטמינים מקבוצת B שעברו שינויים מבניים. כמה דוגמאות לקואנזימים: פיראמפוספט תיאמין, דינוקלאט אדנין פלביני, דינוקלאוטודה אדנין אדנין, פוספט פירידוקסל וקואנזים A.

קרא גם: אינדוקציה מתמטית: מושגים חומריים, שאלות לדוגמא ודיון

גורמים

קופקטורים מתפקדים כדי לשנות את מבנה האזור הפעיל ו / או דרושים למצע כדי להיקשר לאזור הפעיל. דוגמאות לגורמים משותפים: שיכולים להיות מולקולות קטנות או יונים: Fe ++, Cu ++, Zn ++ , Mg ++, Mn, K, Ni, Mo ו- Se.

3. צד אקטיבי של אנזים (אתר פעיל)

צד זה הוא החלק של האנזים הנקשר למצע, אזור זה הוא מאוד ספציפי מכיוון שרק המצע המתאים יכול להיצמד או להיקשר לצד זה. אנזימים הם חלבונים בעלי מבנה כדור. מבנה האנזים המתפתל גורם לאזור המכונה האזור הפעיל להתקיים.

איך האנזימים עובדים

אופן הפעולה של אנזימים בהאצת התגובות הכימיות הוא על ידי אינטראקציה עם המצע, ולאחר מכן המרה תומר לתוצר. אם נוצר מוצר, האנזים יוכל להימלט מהמצע.

הסיבה לכך היא שאנזימים לא יכולים להגיב עם המצע. ישנן שתי תיאוריות המתארות כיצד פועלים אנזימים, כלומר תיאוריית הנעילה ותורת האינדוקציה.

תורת המנעולים

מייסד תיאוריה זו היה אמיל פישר בשנת 1894. אנזימים לא ייקשרו למצע בעל צורה (ספציפית) זהה לאתר הפעיל של האנזים. כלומר, רק מצעים בעלי צורה ספציפית יכולים להתייחס לאנזים.

איך אנזימים עובדים

אנזימים מודגמים כמפתחות ומצע כמנעולים. מכיוון שהמנעול והמפתח יתאים לאותה התאמה צדדית כדי להיות מסוגל לפתוח או להיפך.

חולשתה של תיאוריה זו היא בכך שהיא אינה מסוגלת להסביר את יציבות האנזים בנקודת המיתוג של תגובת האנזים. התיאוריה השנייה היא תורת האינדוקציה

תורת ההשראה

דניאל קושלנד בשנת 1958 היה זה שהשתמש בתיאוריה זו, לאנזימים יש צד פעיל גמיש. רק המצע שיש בו אותן נקודות קשירה ספציפיות יגרום לצד האקטיבי של האנזים כך שהוא יתאים (נוצר כמו מצע).

איך אנזימים עובדים

תורת האינדוקציה של האינדוקציה היא שיכולה לענות על חסרונותיה של תורת המנעולים והמפתחות. לכן, תיאוריה זו מוכרת ביותר על ידי החוקרים כדי להיות מסוגלים להסביר כיצד פועלים אנזימים.

זהו הסבר על טיבם, מבנם ופעולתם של אנזימים. אני מקווה שזה יכול להוסיף תובנה לכולנו.

הודעות האחרונות