Cén fheidhm atá ag an próitéin einsím? An fheidhm einsímeach na próitéiní: samplaí

Obair na ár gcomhlacht - próiseas an-chasta ina milliúin de chealla i gceist, na mílte de shubstaintí éagsúla. Ach tá réimse amháin atá ag brath go hiomlán ar na próitéiní ar leith, gan a mbeadh an saol duine nó sláinte ainmhithe a bheith go hiomlán dodhéanta. Mar a guessed tú is dócha, tá muid ag caint anois faoi na heinsímí.

Sa lá atá inniu beidh muid ag smaoineamh ar an einsímeacha fheidhm próitéiní. tá sé seo le mór-réimse de bithcheimic.

Ó tharla go bhfuil an bonn de na substaintí próitéiní den chuid is mó, ansin is féidir iad a chur san áireamh acu. Ba chóir duit a fhios go bhfuil do cuireadh na heinsímí chéad uair amach sna 30í an 19ú haois, ghlac ach an eolaithe níos mó ná céad bliain, d'fhonn teacht ar sainmhíniú a bheag nó a chomhionann dóibh. Mar sin, cad a fheidhm atá le comhlíonadh ag heinsímí próitéin? Ar an, mar aon lena struchtúr agus frithghníomhartha de na samplaí a bheidh tú ag foghlaim ón alt seo.

Tá tú a thuiscint nach féidir le gach próitéine a bheith einsím, fiú go teoiriciúil. próitéiní globular fhoirm ach in ann taispeáint ghníomhaíocht catalaíoch maidir le comhdhúile orgánacha eile. Mar aon le gach comhdhúile nádúrtha sa rang seo, einsímí comhdhéanta na n-iarmhar aimínaigéad. Tabhair faoi deara gur féidir leis an fheidhm einsímeacha na próitéiní (samplaí a bheidh ar a san alt) a dhéanamh ach amháin trí cheann amháin a bhfuil mais níos lú ná 5000 molar.

Cad is einsím, an míniú nua-aimseartha

Einsímí - a chatalaíoch de bitheolaíochta tionscnaimh. Tá siad an cumas chun dlús a chur imoibriú, mar gheall ar an ndlúth-thadhall idir na himoibreáin (foshraitheanna). Is féidir linn a rá go bhfuil an fheidhm einsímeacha próitéiní - próiseas éigin catalysis le frithghníomhartha bithcheimiceach atá uathúil orgánach beo. Ní féidir ach cuid bheag díobh seo a atáirgeadh sa tsaotharlann.

Ba chóir a thabhairt faoi deara gur sa réimse seo tá roinnt cinn le blianta beaga anuas. Eolaithe tar éis teacht de réir a chéile in aice leis a chruthú einsímí shaorga gur féidir a úsáid ní amháin chun críocha eacnamaíocha, ach freisin leigheas. Tá sé fhorbairt einsímí féidir a scrios go héifeachtach, fiú limistéir bheaga de ailse incipient.

Cad iad na codanna den einsím bhfuil baint dhíreach acu leis an imoibriú?

Tabhair faoi deara, nach bhfuil i dteagmháil leis an tsubstráit san áireamh an comhlacht ar fad na heinsíme, ach amháin cuid bheag de ar a dtugtar an suíomh gníomhach. Tá sé seo a n-maoin mó comhlántachta. Sé seo le tuiscint coincheap go bhfuil an einsím-oiriúnach chun an tsubstráit san fhoirm agus a n-airíonna fisiceacha agus ceimiceacha. Is féidir linn a rá go an fheidhm na n-einsímí sa chás seo a leanas:

• Tagann a gcuid uisce síos ón dromchla bhlaosc.
• Tá dífhoirmiúchán áirithe (polarization, mar shampla).
• Tar éis go bhfuil siad socraithe ar bhealach ar leith sa spás, ag gluaiseacht níos gaire dá chéile.

Na fachtóirí seo mar thoradh ar an luasghéarú an imoibriú. Anois, a ligean dúinn comparáid a dhéanamh idir na heinsímí agus catalaíoch neamhorgánach.

Mar a fheiceann tú, éilíonn an fheidhm einsímeacha na próitéiní sainiúlacht. De réir é féin a rá freisin go bhfuil go leor de na próitéiní speicis ar leith. Go simplí, einsímí daonna ar éigean oiriúnach do muc guine.

Eolas tábhachtach faoi struchtúr na n-einsímí

Tá struchtúr na comhdhúile scoite amach láithreach trí leibhéal. Is féidir leis an struchtúr príomhúil a aithnítear sna hiarmhair aimínaigéad atá mar chuid de na heinsímí. Ós rud é an fheidhm einsímeacha na próitéiní, samplaí a bhfuil muid ag luadh arís agus arís san Airteagal seo, is féidir, a chur i gcrích ach amháin trí chatagóirí áirithe de chomhdhúile, chun iad a shainaithint cé go díreach ar an mbonn go leor fíor.

Maidir leis an dara leibhéal, tá an t-ghabhann accessory arna chinneadh trí bhíthin cineálacha breise bannaí d'fhéadfadh tarlú idir na hiarmhair aimínaigéad. Seo hidrigin cumarsáide, leictreastatach, hydrophobic, agus Van der Waals idirghníomhaíochtaí. Mar thoradh ar an teannas a chur faoi deara na naisc in áiteanna éagsúla ar an einsím a tháirgtear α-Helix, an lúb agus β-snáitheanna.

Tá an struchtúr treasach thoradh ar an bhfíric go bhfuil codanna réasúnta mór den slabhra polaipeiptíde huaire go simplí. Is iad na snáitheanna mar thoradh air ar a dtugtar fearainn. Mar dheireadh, tugann an foirmiú deiridh an struchtúir ar siúl ach amháin tar éis idirghníomhaíocht cobhsaí arna bhunú idir réimsí éagsúla. Ba chóir a mheabhrú go bhfuil an foirmiú na fearainn féin ag dul ar bhealach go hiomlán neamhspleách ar a chéile.

Roinnt tréithe fearainn

De ghnáth, gurb é an slabhra polaipeiptíde as a dtagann siad déanta, de thart ar 150 iarmhair aigéad aimín. Nuair a idirghníomhaíonn réimsí lena chéile, déanta Globule. Ós rud é go gcomhlíontar an fheidhm ag na suíomhanna gníomhach einsímeacha a bunaithe orthu, ba chóir a thuiscint ar an tábhacht a bhaineann leis an bpróiseas.

Is é an bhfearann féin tréithrithe ag an bhfíric go bhfuil idir iarmhair aimínaigéad ina struchtúr, tá idirghníomhaíochtaí iomadúla. Is é an líon i bhfad níos airde dóibh siúd imoibrithe idir iad féin fearainn. Dá bhrí sin, an cuas idir iad sách "leochaileach" chun gníomhartha de tuaslagóirí orgánacha éagsúla. An méid an t-ordú de 20-30 angstrom ciúbach go n-oireann móilíní uisce éagsúla. tá réimsí éagsúla Is minic a bhíonn go hiomlán ar leith struchtúr tríthoiseach, a bhfuil a bhaineann le comhlíonadh na bhfeidhmeanna go hiomlán difriúil.

suíomhanna gníomhacha

De ghnáth, na suíomhanna gníomhacha suite go docht idir fhearainn. Dá réir sin, gach ceann de a bhfuil ról an-tábhachtach le linn an imoibrithe. Mar gheall ar an leagan amach na réimsí fuair-solúbtha, soghluaisteacht i réimse na heinsíme. Tá sé seo thar a bheith tábhachtach, ós rud é an fheidhm einsímeacha dhéantar ach na comhdhúile is féidir a athrú go cuí a seasamh spásúil.

Idir fad banna polaipeiptíde i gcorp na heinsíme, agus trí feidhmeanna cé chomh casta a dhéantar leo, tá nasc díreach. Ról níos casta dá cheann a bhaint amach ag teacht leis an suíomh gníomhach ar an imoibriú idir an bhfearann catalaíoch agus mar gheall ar an foirmiú na réimsí nua go hiomlán.

Roinnt próitéiní, einsímí (samplaí - lísisím agus glycogen) Is féidir le athrż go mżr ó thaobh méide (129 agus 842 iarmhair aigéad aimín, faoi seach), cé go bhfuil an t-imoibriú catalyzed cleavage bannaí ceimiceacha den chineál céanna. Is é an difríocht go bhfuil na heinsímí níos ollmhór agus mór in ann a rialú níos fearr a seasamh sa spás, rud a áirithíonn cobhsaíocht agus níos mó luas imoibriú.

An t-aicmiú is mó na n-einsímí

Faoi láthair glacadh leo agus go forleathan ar fud an domhain go bhfuil an t-aicmiú caighdeánach. Dar léi, luíonn sé sé rang croí, leis na fo-aicmí ábhartha. Táimid ar a mheas ach an bunúsacha. Anseo tá siad:

1. Oxidoreductases. Is í feidhm na einsímí sa chás seo - frithghníomhartha spreagadh Redox.

2. Transferases. Féadfaidh sé an foshraitheanna aistrithe idir na grúpaí seo a leanas:

• aonaid One-charbóin.
• Iarsmaí de aildéid agus ketones.
• Acyl agus glycosyl chomhpháirteanna.
• Ailcile (mar eisceacht ní féidir cuimhneamh CH3) iarmhair.
• boinn nítrigineacha.
• Grúpaí a bhfuil fosfar.

3. Hydrolases. Sa chás seo, is é an fheidhm einsímeacha a cleave na próitéiní na cineálacha seo a leanas na comhdhúile:

• Eistir.
• Gliocóisídí.
• Eistir, agus thioesters.
• bannaí chineál peptide.
• Cineál Gaol CN (ach amháin an peptide céanna).

4. Lyases. Atá in ann grúpaí disengaging le foirmiú ina dhiaidh seo den nasc dúbailte. Ina theannta sin, d'fhéadfadh go dhéanamh ar an bpróiseas inbhéartach: a cheanglaíonn grúpaí roghnaithe le bannaí dúbailte.

5. Isomerases. Sa chás seo, tá an fheidhm einsímeacha próitéiní casta imoibrithe catalysis isiméireach. Tá an grúpa seo na heinsímí a leanas:

• Racemase, epimerase.
• Tsistransizomerazy.
• oxidoreductases intramolecular.
• transferases intramolecular.
• lyase intramolecular.

6. Ligases (ar a dtugtar synthetase). Déantar iad a úsáid chun scoilteadh de ATP agus dteacht ar roinnt naisc.

Tá sé éasca a thabhairt faoi deara go bhfuil an fheidhm einsímeacha na próitéiní thar a bheith tábhachtach, mar go bhfuil siad go roinnt smacht méid beagnach gach ceann de na frithghníomhartha ar siúl gach dara i do chorp.

Méid atá fágtha den einsím tar éis an t-idirghníomhú leis an tsubstráit?

Go minic, is é an einsím próitéin bhunadh globular, an t-ionad gníomhach arb ionannas dó a chuid iarmhar aigéad aimín céanna. I ngach cás eile, sa chuid lár ceangailte go daingean leis ngrúpa phróistéiteacha nó coenzyme (ATP, mar shampla), is é an gaol i bhfad níos laige. A chatalaíoch a dtugtar holoenzyme, agus a iarmhair, tar éis an ATP apoenzyme déanta.

Dá bhrí sin, de réir an einsímí ghné aicmithe i na grúpaí seo a leanas:

• hydrolase Simplí, lyase, agus isomerase, nach gcuirtear go ginearálta bonn coenzyme.
• próitéiní einsím (samplaí - cuid transaminase) déanta suas de ghrúpa prosthetic (aigéad lipoic, mar shampla). Tá an grúpa seo go leor de peroxidase.
• Enizmy a bhfuil an gá athghiniúint coenzyme. Ina measc seo kinases, chomh maith le formhór de na oxidoreductases.
• Catalaígh eile, nach bhfuil an comhdhéanamh a thuiscint go hiomlán fós.

Na substaintí go léir atá mar chuid den chéad ghrúpa, a úsáidtear go forleathan i dtionscal an bhia. A cheangal ar gach Catalaígh eile coinníollacha an-sonrach ar a gníomhachtaithe, agus dá bhrí sin ag obair ach amháin sa chorp, nó i roinnt turgnaimh saotharlainne. Dá bhrí sin, an fheidhm einsímeacha - is imoibriú an-sonrach, arb é atá ann a spreagadh (catalysis) imoibrithe i gcineálacha áirithe de dhálaí dea-shainithe de chorp duine nó ainmhí.

Cad a tharlaíonn sa suíomh gníomhach, nó cén fáth oibríonn einsímí chomh héifeachtach?

Táimid tar éis a dúirt arís agus arís eile go bhfuil an eochair do thuiscint ar catalysis einsímeacha a chruthú an ionaid gníomhach. Is ann sin an ceangailteach ar leith an tsubstráit, atá i gcoinníollacha den sórt atá i bhfad níos gníomhaí freagairt. Chun tú tuiscint a fháil ar chastacht na frithghníomhartha á déanamh ansin, a thabhairt sampla simplí a tharlóidh choipeadh glúcóis, tá sé riachtanach aon uair amháin 12 einsímí! Chomh maith céanna thiocfaidh chun bheith idirghníomhaíocht deacair is féidir ach amháin mar gheall ar an bhfíric go bhfuil próitéin go ndéanann an fheidhm einsímeacha an leibhéal is airde de sainiúlacht.

Cineálacha sainiúlacht n-einsímí

Is glan. Sa chás seo, is é an sainiúlacht a thaispeántar ach amháin, sainmhínithe go docht einsím chineál. Dá bhrí sin, idirghníomhaíonn úiréáise amháin le úiré. Le bainne lachtós mar a théann sé an t-imoibriú faoi aon choinníollacha. Sin é an rud atá fheidhm ag próitéiní, einsímí i gcorp.

Lena chois sin, nach bhfuil an grúpa sainiúlacht iomlán neamhchoitianta. Mar is féidir a thuiscint as an t-ainm, is é sa chás seo tá "receptivity" go docht le haicme na comhdhúile orgánacha (eistir, lena n-áirítear alcól casta nó aildéid). Mar shampla, pepsin, atá ar cheann de na heinsímí lárnach den boilg, léiríonn ach sainiúlacht le hidrealú bannaí peptide. idirghníomhaíonn dehydrogenase alcóil go heisiach le halcóil agus ní laktikodegidraza rud ar bith eile seachas alfa-hiodrocsa aigéid scoilt.

Tarlaíonn sé freisin go bhfuil an tréith fheidhm einsímeacha de ghrúpa ar leith de chomhdhúile, ach faoi choinníollacha áirithe, na heinsímí is féidir gníomhú éagsúil óna príomh "críche sin" de shubstaint. Sa chás seo, an catalaíoch "claonadh" le haicme áirithe substaintí, ach faoi choinníollacha áirithe is féidir é a cleave agus comhdhúile eile (ní gá gur coibhéiseach). Mar sin féin, sa chás seo, beidh an t-imoibriú a théann i bhfad níos moille.

aithne mhór air an cumas trypsin a bheith ag gníomhú ar bhannaí peptide, ach tá a fhios daoine beag go bhfuil an próitéine a chomhlíonann an fheidhm na heinsíme i an conradh gastrointestinal féadfaidh, imoibríonn go maith le comhdhúile eistear éagsúla.

Ar deireadh, tá ar shainiúlacht an optúil. Tá na heinsímí is féidir idirghníomhú le raon leathan de shubstaintí liosta go hiomlán, ach amháin ar an gcoinníoll go bhfuil siad airíonna optúla dea-shainithe. Dá bhrí sin, is é an fheidhm einsímeacha de phróitéiní sa chás seo an-chosúil leis an phrionsabal na gníomhaíochta nach bhfuil einsímí, catalaíoch agus bunús neamhorgánacha.

Cad iad na tosca a chinneadh an éifeachtúlacht catalysis?

Sa lá atá inniu, tá sé Creidtear go bhfuil fachtóirí a chinneadh céim an-ard éifeachtúlachta na n-einsímí:

• éifeacht ag díriú.
• éifeacht treoshuíomh spásúil.
• An solúbthacht an ionaid imoibriú gníomhach.

Go ginearálta, nach bhfuil an éifeacht tiúchan substainte difríocht idir sna imoibrithe catalysis neamhorgánach. Sa chás seo, i dtiúchan tsubstráit den sórt sin, a bhfuil arís agus arís eile níos mó ná luach den chineál céanna do gach rud eile ar an méid de thuaslagán san ionad gníomhach. I lár imoibriú sórtálfar roghnach substaintí móilín nach mór a imoibríonn le chéile. Níl sé deacair a buille faoi thuairim go thoradh á rá sin chuig méadú ar an ráta imoibriú ceimiceach orduithe roinnt de mhéid.

Nuair a ghlacann próiseas ceimiceach caighdeánach áit, tá sé thar a bheith tábhachtach, atá mar chuid de na móilíní idirghníomhú a collide lena chéile. Go simplí, ní mór an tsubstaint ar an móilín ag an am a bhí an imbhualadh a bheith dírithe go docht i gcoibhneas lena chéile. Mar gheall ar an bhfíric go bhfuil a dhéantar faoi éigeantas, ansin tá na comhábhair go léir páirteach eagraithe i líne áirithe, tá an t-imoibriú catalysis luathaithe ag thart ar thrí ordú den sórt sin a sheal ar an suíomh gníomhach na heinsíme.

Faoi ilfheidhmiúlacht sa chás seo tagraíonn sé le maoin de na comhpháirteanna uile an suíomh gníomhach ag an am céanna (nó docht comhordaithe) gníomhú ar an móilín "chóireáil" substaint. Wherein tá sé ar cheann (móilín), ní hamháin seasta go cuí i spás (féach. Thar aon ní eile), ach athruithe freisin go mór a saintréithe. Gach seo mar thoradh ar le chéile ar an bhfíric go bhfuil an einsím ag éirí i bhfad níos éasca a bheith ag gníomhú ar an tsubstráit mar is gá.