Περιεχόμενο
- Τι είναι ένας καταλύτης;
- Ένζυμο: Ορισμός και ανακάλυψη
- Ένζυμα Βασικά
- Ενζυμική δραστηριότητα
- Καλά γνωστά ένζυμα
- Ονοματολογία ενζύμων
- Ενζυμικές τάξεις
Τα ένζυμα είναι μόρια, συγκεκριμένα πρωτεΐνες, που συμβάλλουν στην επιτάχυνση των βιοχημικών αντιδράσεων μέσω αλληλεπίδρασης με τα συστατικά (αντιδραστήρια και προϊόντα) χωρίς να αλλάζουν μόνιμα. Αυτή η διαδικασία διευκόλυνσης είναι γνωστή ως κατάλυση, και αντίστοιχα, τα ίδια τα ένζυμα ταυτοποιούνται ως καταλύτες.
Τα ένζυμα, όπως και πολλοί παίκτες στον κόσμο της μικροβιολογίας, μπορούν να έχουν μακρά και δυσκίνητα ονόματα, σχεδόν όλα τα οποία τελειώνουν σε "-ase". Αλλά αν είστε εξοικειωμένοι με το επίσημο σύστημα στο οποίο ονομάζονται ένζυμα, μπορείτε να αποκαλύψετε πολλά μυστήρια σχετικά με μια δεδομένη λειτουργία ενζύμων χωρίς να γνωρίζετε με ακρίβεια ποια είναι η αντίδραση που καταλύει το ένζυμο.
Τι είναι ένας καταλύτης;
Συμπληρωματικά, ένας καταλύτης είναι οποιαδήποτε οντότητα που βελτιώνει τη ροή, την αποτελεσματικότητα ή την αποτελεσματικότητα μιας δεδομένης προσπάθειας. Εάν είστε προπονητής καλαθοσφαίρισης και γνωρίζετε ότι η τοποθέτηση ενός συγκεκριμένου δημοφιλή παίκτη στο παιχνίδι θα πυροβολήσει το πλήθος και την ομάδα γενικότερα, τότε θα αξιοποιείτε την παρουσία ενός καταλύτη.
Οι ανθρώπινοι καταλύτες κάνουν τα πράγματα να συμβαίνουν και τείνουν να κάνουν τους ανθρώπους γύρω τους να φαίνονται όσο το δυνατόν πιο ικανοί. Με τον ίδιο τρόπο, οι βιολογικοί καταλύτες μπορούν να κάνουν κάποιες βιοχημικές διεργασίες να εμφανίζονται σχεδόν αυτόματες, όταν στην πραγματικότητα αυτές οι διεργασίες θα σκοντάψουν και θα σκαρφαλώσουν προς το τέλος ενός συμπεράσματος που δεν είναι εξασφαλισμένο απουσία του ενζύμου.
Οι καταλύτες συχνά δεν εγγράφονται στον τύπο για τη χημική αντίδραση στην οποία συμμετέχει, διότι εξ ορισμού ένας καταλύτης παραμένει αμετάβλητος από την αρχική του μορφή στο τέλος της αντίδρασης.
Ένζυμο: Ορισμός και ανακάλυψη
Στα τέλη της δεκαετίας του 1870, διαπιστώθηκε ότι κάτι στη μαγιά θα μπορούσε να προκαλέσει τη μετατροπή των πηγών ζάχαρης σε αλκοολούχα ποτά πολύ ταχύτερα απ 'ότι μπορεί να συμβεί αυθόρμητα και ότι η ίδια αρχή ζύμωση που εφαρμόζεται στην παλαίωση του τυριού.
Παραμένοντας μόνη υπό τις κατάλληλες συνθήκες, μερικά είδη σαπίζουν φρούτων μπορούν τελικά να οδηγήσουν στον σχηματισμό αιθυλικής αλκοόλης. Η προσθήκη της ζύμης, ωστόσο, όχι μόνο επιταχύνει τη ζύμωση, αλλά και εισάγει τόσο την προβλεψιμότητα όσο και ένα μέτρο ελέγχου σε ολόκληρη τη χημική αντίδραση.
Το "ένζυμο" είναι από την ελληνική ως "με ζύμη". Όπως χρησιμοποιείται σήμερα, αναφέρεται βιολογικός καταλύτες εντός οργανισμών ή ουσίες που παράγονται τόσο από και προς όφελος ενός ζώντος συστήματος.
Ένζυμα Βασικά
Η κύρια λειτουργία όλων των ενζύμων είναι να καταλύουν τις μεταβολικές διεργασίες που συμβαίνουν μέσα σε ένα κύτταρο. Ένας πιο επίσημος ορισμός ενζύμου διευκρινίζει ότι το ένζυμο δεν πρέπει να δρα μόνο στις αντιδράσεις μέσα σε ένα ζωντανό κύτταρο, αλλά έχει δημιουργηθεί από έναν οργανισμό - τον ίδιο ή διαφορετικό - επίσης.
Τα μεμονωμένα ένζυμα μπορούν να περιγραφούν με βάση τους εξειδίκευση. Αυτό είναι ένα μέτρο του πόσο αποκλειστική είναι μια σχέση ενζύμων με την υπόστρωμα ή υποστρώματα. Τα υποστρώματα είναι τα μόρια στα οποία δεσμεύονται τα ένζυμα, συνήθως τα αντιδραστήρια. Όταν ένα ένζυμο συνδέεται μόνο με ένα υπόστρωμα σε μία αντίδραση, αυτό συνεπάγεται απόλυτος εξειδίκευση. Όταν μπορεί να δεσμευτεί σε διάφορα διαφορετικά αλλά χημικά παρόμοια υποστρώματα, το ένζυμο έχει ομάδα εξειδίκευση.
Ενζυμική δραστηριότητα
Το πόσο καλά λειτουργούν τα ένζυμα - δηλαδή πόσο είναι σε θέση να επηρεάσουν τις αντιδράσεις που στοχεύουν σε σύγκριση με τις ουδέτερες συνθήκες - εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Αυτές περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία και την οξύτητα, οι οποίες επηρεάζουν τη σταθερότητα όλων των πρωτεϊνών, όχι μόνο των ενζύμων.
Όπως θα περιμένατε, η αύξηση της ποσότητας του υποστρώματος μπορεί να αυξήσει τον ρυθμό της αντίδρασης, εφόσον το ένζυμο δεν είναι "κορεσμένο" ήδη. αντίθετα, η προσθήκη ενζύμων μπορεί να επιταχύνει μια αντίδραση σε ένα δεδομένο επίπεδο υποστρώματος και μπορεί να επιτρέψει την προσθήκη περισσότερου υποστρώματος χωρίς να φτάσει σε μια οροφή παραγωγής.
Ο ρυθμός εξαφάνισης υποστρώματος (και εμφάνιση αντιδραστηρίου) σε αντιδράσεις στις οποίες εμπλέκονται ένζυμα δεν είναι γραμμική, αλλά μάλλον τείνει να επιβραδύνεται καθώς η αντίδραση πλησιάζει την ολοκλήρωσή της. Αυτό αντιπροσωπεύεται σε ένα γράφημα της συγκέντρωσης συναρτήσει του χρόνου από μια προς τα κάτω κλίση που γίνεται πιο σταδιακή με το πέρασμα του χρόνου.
Καλά γνωστά ένζυμα
Σχεδόν οποιοσδήποτε κατάλογος ενζύμων που χαρακτηρίζει τα πιο γνωστά και καλύτερα μελετημένα είναι σχεδόν βέβαιο ότι διαθέτουν καταλύτες στη γλυκόλυση, στον κύκλο του κιτρικού οξέος (δηλ. Του Krebs ή του τρικαρβοξυλικού οξέος) ή και στους δύο. Αυτές οι μέθοδοι, καθεμία από τις οποίες αποτελείται από πολλαπλές μεμονωμένες αντιδράσεις, περιλαμβάνουν τη διάσπαση της γλυκόζης στο πυροσταφυλικό στο κυτταρόπλασμα κυττάρων και τη μετατροπή του πυροσταφυλικού σε μία περιστρεφόμενη σειρά ενδιάμεσων που τελικά επιτρέπουν την αερόβια αναπνοή.
Δύο ένζυμα που ενέχονται στο αρχικό τμήμα της γλυκόλυσης είναι γλυκόζη-6-φωσφατάση και φωσφοφρουκτοκινάση, ενώ κιτρική συνθάση είναι ένας σημαντικός παράγοντας στον κύκλο του κιτρικού οξέος.
Μπορείτε να προβλέψετε τι μπορούν να κάνουν αυτά τα ένζυμα βάσει των ονομάτων τους; Αν όχι, δοκιμάστε ξανά σε περίπου πέντε λεπτά.
Ονοματολογία ενζύμων
Το όνομα ενός ενζύμου μπορεί να μην κυλήσει τη γλώσσα με ευκολία, αλλά αυτό είναι το κόστος της αγκαλιάζοντας χημεία. Τα περισσότερα ονόματα αποτελούνται από δύο λέξεις, με την πρώτη να αναγνωρίζει το υπόστρωμα στο οποίο δρα το ένζυμο και το δεύτερο να υποδεικνύει τον τύπο αντίδρασης (περισσότερο για αυτό το δεύτερο χαρακτηριστικό στο επόμενο τμήμα).
Αν και ένας συντριπτικός αριθμός ονομάτων ενζύμων τελειώνει σε "-άδα", δεν υπάρχουν αρκετοί σημαντικοί και καλά μελετημένοι. Οποιαδήποτε λίστα των ενζύμων που σχετίζονται με την ανθρώπινη πέψη θα περιλαμβάνει τρυψίνη και πεψίνη. Το επίθημα ενζύμου "-ase", ωστόσο, από μόνο του δεν σημαίνει τίποτα παραπάνω από το γεγονός ότι η εν λόγω πρωτεΐνη είναι, στην πραγματικότητα, ένζυμο και δεν αντιμετωπίζει λειτουργικές λεπτομέρειες.
Ενζυμικές τάξεις
Υπάρχουν έξι κύριες κατηγορίες ενζύμων, που ταξινομούνται ανάλογα με τη λειτουργία τους. Οι περισσότερες από αυτές τις κατηγορίες συμπεριλαμβάνουν και τις υποκατηγορίες. Τα ονόματά τους είναι χρήσιμα για να καθορίσουν τι κάνουν, αλλά μόνο αν γνωρίζετε κάποια ελληνικά ή λατινικά.