生物化学酶。 结构，性能及功能

每一个生命的有机体的细胞，数以百万计的化学反应的发生。 他们每个人都非常重要，所以要保持生物过程的速度在较高的水平是非常重要的。 几乎每一个反应是通过它的酶催化。 什么是酵素？ 什么是他们关在笼子里的角色？

酶。 定义

术语“酶”是从拉丁文衍生发酵 - 酵。 “在跨越式发展。” - 它们也被称为从希腊酶恩ZYME

酶 - 生物活性物质，因此在细胞中发生的任何反应中，不能没有它们。 这些化合物作为催化剂。 因此，任何酶具有两个主要性能：

1）酶加速生物化学反应，但它不被消耗。

2）的平衡常数的值不改变，但仅此加速值的实现。

酶加快数以千计生化反应，在某些情况下，一万次。 这意味着，在不存在酶系统的所有细胞内过程实际上已经停止，并且细胞本身死亡。 因此，酶作为活性成分的作用是很高的。

多种酶使得能够多样化调节细胞代谢。 在采取的酶的一部分许多不同类反应的任何级联。 生物催化剂 具有通过分子的特定构象的高选择性。 T.为了在大多数情况下酶在自然界的蛋白质，它们在三级或四级结构。 究其原因又是分子的特异性。

酶在细胞中的功能

酶的主要任务 - 加速度对应反应。 任何级联过程中，由于过氧化氢和结束糖酵解的分解，需要的生物催化剂的存在下进行。

酶的适当操作来实现高特异性的特异性底物。 这意味着催化剂只能加速某些反应，并没有更多的，甚至是非常相似的。 通过酶的专一程度，以下组：

1）具有绝对的特异性的酶当仅由一个单一的反应催化。 例如，胶原酶消化胶原蛋白，和麦芽糖酶切割麦芽糖。

2）相对特异性的酶。 这包括可以催化某一类的反应，例如，水解裂解的物质。

生物催化剂的工作开始与它的活性位点的在基板上的连接。 与此同时谈论类似于锁和钥匙的互补互动。 这指的是一个完整的匹配与基板形成有源中心，这使得有可能以加速反应。

下一个步骤包括在反应过程中。 其通过酶复合物的作用速度变快。 最后，我们得到的酶，它与反应产物有关。

最后阶段 - 以从酶中，活性位点，之后再次变为空闲另一操作除去反应产物。

示意性地，在每一个阶段，酶的工作可被写为：

1）S + E - > SE

2）SE - > SP

3）SP - > S + P，其中S - 是基板，E - 酶，和P - 产物。

酶的分类

在人体中，你可以找到大量的酶。 他们的职能和工作的所有知识进行系统化，并因此有一个共同的分类，通过它可以很容易地确定什么是特定的催化剂。 这里有六个基本类别的酶，以及分组的一些例子。

1. 氧化还原酶。

这个类的酶催化氧化还原反应。 总回收量17子组。 氧化还原酶通常非蛋白质部分提供维生素或血红素。

其中氧化还原酶是经常发现下列子组：

一）脱氢酶。 生物化学脱氢酶酶裂解氢原子并将其转移到另一衬底。 这个小组是最常见的呼吸作用，光合作用的反应。 作为脱氢酶的一部分是在辅酶NAD / NADH或黄素蛋白FAD / FMN的形式必然存在。 经常有金属离子。 实例包括酶，如tsitohromreduktazy，丙酮酸脱氢酶，异柠檬酸脱氢酶，以及许多肝酶（乳酸脱氢酶，谷氨酸脱氢酶，等等。D.）。

B）氧化酶。 许多酶催化将氧与氢，由此反应产物可以是水或过氧化氢（H ₂ O，H ₂ O _2）。 的酶的例子细胞色素氧化酶，酪氨酸酶。

c）中的过氧化物酶和过氧化氢-催化分解H ₂ O ₂成水和氧的酶。

克）加氧。 这些生物催化剂加速氧气附着到基底上。 Dofamingidroksilaza - 的这样的酶的一个例子。

2.转移酶。

该组的靶酶是从供体物质与接受者的物质自由基的传递。

一）甲基。 DNA甲基-控制的过程中的关键酶 的DNA复制。 甲基化核苷酸扮演的核酸工作的监管有着重大的作用。

B）酰基转移酶。 该亚组的酶选自一个分子转移到另一个酰基。 实例酰基转移酶：卵磷脂 - 胆固醇酰基转移酶（携带官能团与对胆固醇脂肪酸），lizofosfatidilholinatsiltransferaza（酰基转移到溶血磷脂酰胆碱）。

三）转氨酶 - 中所涉及的氨基酸的转化的酶。 酶丙氨酸转氨酶，其通过转移的氨基催化从丙酮酸和谷氨酸的丙氨酸的合成的例子。

克）磷酸。 酶催化此外该亚组的磷酸基团的。 另一名磷酸激酶，是比较常见的。 实例包括酶，如己糖激酶和天冬氨酸，其被附接至磷酸己糖残基（主要是葡萄糖），和 天冬氨酸 分别。

3.水解酶 - 一类催化的键断裂分子中的酶，随后加入水。 属于该组的物质 - 主要的消化酶。

一个）酯酶 - 断裂酯键。 示例 - 脂肪酶是分解脂肪。

B）糖苷酶。 这一系列的生物化学酶在于聚合物（寡糖和多糖）的糖苷键的破坏。 例如：淀粉酶，蔗糖酶，麦芽糖酶。

c）中肽酶 - 催化蛋白质分解成氨基酸的酶。 肽基肽酶有关，如胃蛋白酶，胰蛋白酶，糜蛋白酶，karboiksipeptidaza。

克）酰胺酶 - 裂解的酰胺键。 实例：..精氨酸酶，脲酶，谷氨酰胺酶等等。许多酰胺酶的酶被发现在 鸟氨酸循环。

4.裂解酶 - 酶相似的水解酶的功能，然而，在债券中未消耗的水分子的裂解。 这个类的酶总是具有非蛋白质部分的一部分，例如，维生素B1和B6的形式。

一个）脱羧酶。 这些酶作用于C-C键。 实例是谷氨酸脱羧酶或丙酮酸脱羧酶。

B）水合酶和脱水酶 - 催化的C-O键的切割酶。

c）在脒 - 裂合酶 - 破坏C-N键。 例如：argininsuktsinatliaza。

克）R-O裂合酶。 这样的酶通常由基片材料切割的磷酸基团。 实例：腺苷酸环化酶。

基于其结构的酶的生物化学

每种酶的能力是由个人，只有他固有结构决定的。 任何酶 - 主要是蛋白质，其结构和折叠的程度在决定其功能至关重要的作用。

每种生物催化剂的特征在于，通过将活性中心，这反过来，被分成若干不同的功能区的存在：

1）催化中心 - 蛋白，其中所述酶加入该衬底的特殊区域。 取决于蛋白质分子催化中心的构象可以采取各种形式，这应该对应于基板，以及一个锁和钥匙。 这种复杂的结构解释了为什么酶蛋白是在叔胺或季状态。

2）吸附中心 - 作为一个“支架”。 这里，首先通信的需要的酶分子和底物分子之间发生。 然而，形成的吸附中心，非常弱，并且连接从而催化反应是在这个阶段可逆的。

3）变构中心可以位于活性中心，以及跨所述酶的整个表面。 它们的功能 - 酶的调节。 调节需要通过分子抑制剂和活化剂的分子的地方。

活化剂的蛋白质结合到酶分子，加快其操作。 抑制剂，与此相反，抑制催化活性，并且这可以以两种方式发生：或者该分子结合于酶（竞争性抑制）的活性中心的变构中心区域或它附着于蛋白质（非竞争性抑制）的另一区域。 竞争抑制被认为是更有效的。 用于衬底从而封闭空间后结合于酶，而这个过程是唯一可能的抑制剂分子的实际上完全一致的情况下，形成活性中心。

酶通常不包括氨基酸，而且其它有机和无机物质。 因此，分离的脱辅基酶 - 蛋白质部分辅酶 - 有机部分和辅因子 - 无机部分。 辅酶可以表示ulgevodami，脂肪，核酸，维生素。 进而，辅因子 - 通常是支撑金属离子。 酶活性是由它的结构决定的：包括在组合物的其它物质，改变催化性能。 各种类型的酶 - 是所有这些因素形成复合物的组合的结果。

酶的工作条例

酶作为生物活性物质并不总是必要的身体。 酶的生物化学是它们可能在过度损害催化活细胞的情况下。 为了防止有害的影响对机体酶必要以某种方式调节自己的工作。

T.为了。酶是蛋白在性质上，它们容易在高温下破坏。 变性过程是可逆的，但它可能显著影响的物质。

pH值也起着重要的调节作用。 最大酶活性在中性pH（7,0-7,2）一般观察。 还具有只工作在酸性条件下或仅在碱性酶。 因此，在细胞溶酶体维持低pH值，在该水解酶的最大活性。 在细胞质中，那里的环境更接近中性意外接触的情况下，他们的活动将减少。 从“samopoedaniya”这种保护是基于水解酶的功能。

值得一提的关于辅酶和辅基的酶的组成成分的重要性。 维生素或金属离子存在显著影响一些特定的酶的功能。

酶的命名

身体的所有的酶根据它们属于任何类，以及与它们发生反应在衬底调用。 有时候， 在系统命名 中使用不是一个而是两个标题中的底物。

某些酶的名称的例子：

1. 肝酶：乳酸degidrogen氮杂谷氨酸氮杂degidrogen。
2. 酶的全系统名称：乳酸+ NAD氮杂-oksidoredukt。

保存和俗名，这不符合命名规则。 例子是消化酶：胰蛋白酶，糜蛋白酶，胃蛋白酶。

酶的合成的过程

酶的功能，即使在基因水平来确定。 由于分子是由大 - 蛋白，它的合成是完全一样的转录和翻译的过程。

发生合成的酶如下。 最初，DNA阅读有关所需酶形成的mRNA的信息。 信使RNA编码所有的氨基酸的酶的一部分。 也可能会出现的酶的调节在DNA水平，如果该反应的产物催化的足够的基因转录停止，相反，如果在该产品的需要，它激活转录过程。

一旦基因被发布在细胞质中，下一个阶段 - 广播。 在核糖体上 的内质网 合成的由通过肽键连接的氨基酸链伯。 然而，在一级结构的蛋白质分子还不能执行它的酶功能。

酶活性依赖于蛋白质结构。 相同EPS蛋白发生扭转，由此形成第一次级然后三级结构。 一些酶的合成停止在这个阶段，但是，以提高催化剂的活性，经常需要附着和辅因子辅酶。

在内质网中的某些区域自带连接酶的有机成分：糖，核酸，脂肪和维生素。 一些酶离不开辅酶的存在工作。

辅助因子起着形成的关键作用 的蛋白质的四级结构。 一些酶的功能是可用的蛋白结构域组织，只有当。 因此，这是对它们的存在的四级结构，其中多个蛋白质小球之间的连接链路是金属离子非常重要的。

酶的多种形式

有情况下，当有必要使催化相同的反应，但彼此在某些方面不同的几种酶的存在。 例如，酶可以在20度的工作，但在0度，他将无法履行其职能。 如何才能在这样的情况下，在低温下的活体吗？

这个问题很容易由催化相同反应的几种酶的存在解决了，但是在不同的工作条件。 有两种类型的酶的多种形式：

1. 同工酶。 这种蛋白质由不同基因编码的，它们由不同的氨基酸，但催化相同的反应。
2. 真正的多种形式。 这些蛋白质是由相同的基因转录，但发生在核糖体修饰的肽。 在输出端产生几种形式相同的酶。

其结果是，形成在基因水平的第一类型的多个形式，当第二 - 在翻译后。

含义酶

在医学上使用的酶归结为新药的问题，其结果是物质已经在正确的数量的一部分。 科学家们还没有找到一种方法来刺激体内缺少酶的合成，但现在广泛分布的药物，可以弥补自己的缺点的持续时间。

细胞中不同的酶催化与保持重要活性相关的大量反应。 其中一个是核酸酶组的代表：核酸内切酶和核酸外切酶。 他们的工作是保持细胞中恒定水平的核酸，去除损伤的DNA和RNA。

不要忘记凝血现象。 作为有效的保护措施，该过程由许多酶控制。 主要的是凝血酶，其将无活性蛋白质纤维蛋白原转移到活性纤维蛋白。 它的线程创建一种堵塞血管损伤部位的网络，从而防止血液过多。

酶用于酿酒，酿造，获得许多发酵乳制品。 酵母可以用于从葡萄糖中生产酒精，但是，它们的提取物对于该过程的成功过程是足够的。

有趣的事实，你不知道的

- 身体的所有酶都有巨大的数量 - 从5000到1,000,000 Da。 这是由于分子中存在蛋白质。 为比较：葡萄糖的分子量为180 Da，二氧化碳含量仅为44 Da。

- 到目前为止，已经发现已经在各种生物体的细胞中发现了超过2,000种酶。 然而，大多数这些物质尚未完全了解。

- 酶的活性用于获得有效的洗涤剂粉末。 在这里，酶与身体发挥相同的作用：它们会破坏有机物质，这种物质有助于防止污渍。 建议在不超过50度的温度下使用类似的洗涤剂，否则可能会发生变性过程。

据统计，世界上有20％的人缺乏任何酶。

- 他们长时间地了解酶的性质，但是只有1897年才意识到，将糖发酵成酒精，您不能使用酵母本身，而是使用其细胞提取物。