Aktivno mesto encima: struktura, lastnosti. Ki je odkril aktivno mesto encima? Kaj se imenuje aktivno mesto encima?

Vsi smo že slišali za encime, vendar je malo verjetno, da vsak od nas dobro ve točno, kako so te snovi urejene, in zakaj so potrebni. Ta članek bo pomagalo razumeti strukturo in funkcije encimov (encimi), na splošno, in njihovih aktivnih centrov posebej.

Zgodovina raziskav

Leta 1833, francoski kemik Anselme Payen opredelitev in opis lastnosti encima amilaze.

Nekaj let kasneje je Louis Pasteur, preučuje pretvorbo sladkorjev v kvasa alkohola vključuje, je predlagal, da se ta proces zaradi kemikalij, ki sestavljajo kvas.

Na koncu fiziolog v XIX stoletju resic Kyune prvi skoval izraz "encim".

Nemščina Eduard Buchner 1897 opredeljene in opisane zymase - encimski kompleks, ki katalizira pretvorbo saharoze v etanol reakcijo. V naravi zymase v veliki količini v kvasu.

Ni znano, kdaj in kdo je začela aktivno mesto encima. To odkritje je zaslužen Nobelov nagrajenec kemik Edaurdu Buchner, ameriški biolog James Sumner in drugih znanih znanstvenikov, ki so delali na študiji encimske katalize.

Splošne informacije o encimih

Spomnimo se, da encimi - snovi proteinske narave, ki opravljajo funkcije v živih organizmih katalizatorji kemičnih reakcij. Encim ima odseki, ki niso neposredno sodelujejo v njem, tok reakcije zagotavlja aktivno središče encima.

Tukaj je nekaj lastnosti encimov:

1) Učinkovitost. Majhna količina katalizatorja zadostuje, da pospeši kemijsko reakcijo 10 ^6-krat.

2) Specifičnost. Ena encim ni univerzalna katalizator v nobeni reakcije v celici. Za encim izražen specifičnost delovanja: vsak encim katalizira samo en ali več podobnih reakcij s substrati (reaktant feed), pri drugih kemičnih reagentov za iste vrste lahko encim neuporabna. Interakcija z ustreznimi substrati in nadaljnjo pospešitev reakcije zagotavlja aktivno središče encima.

3) Aktivnosti. Encimsko aktivnost v celici stalno spreminja od nizkih do visokih.

4) Koncentracija nekaterih encimov v celici ni konstantna in se lahko spreminja v odvisnosti od zunanjih pogojev. Taki encimi v biologiji imenuje inducibilen.

Klasifikacija encimov

V svoji strukturi, so lahko encimi se razdeli na preprost in kompleks. Enostavno sestavljena izključno iz aminokislinskih ostankov, so kompleksni brez proteina skupino snovi. Kompleksne imenovane koencimi.

Po vrstah encimsko katalizirana reakcije se delijo na:

1) oksidoreduktaze (katalizirajo redoks reakcije).

2) transferaze (prenese na posamezne skupine atomov).

3) liaze (cepijo kemijske vezi).

4) lipaze (tvorita povezavo v učinkih zaradi energije ATP).

5) Isomerases (uchuvstvuyut reakcij interkonverzijo izomerov).

6) Hidrolaze (katalizirajo kemijske reakcije prebavljanjem z vezi).

Struktura encim

Encimsko - zapleteno tridimenzionalno strukturo, ki je sestavljena v glavnem aminokislinski ostanki. Prav tako pa je prostetična skupina - komponenta neproteinski narave, povezane z aminokislinskih ostankov.

Encimi - predvsem kroglaste beljakovine, ki se lahko združijo v kompleksnih sistemih. Kot druge proteinske snovi so encimi denaturirajo s povečanjem temperature ali izpostavljenosti nekaterim kemikalijam. Med denaturaciji spreminja terciarno encima strukturo in s tem lastnosti aktivne središča encimov. Kot rezultat je encimska aktivnost dramatično zmanjša.

Katalizirane substrat je navadno mnogo manjši od samega encima. Najenostavnejši Encim je sestavljen iz šestdesetih aminokislinskih ostankov, kot njegov aktivni središče - samo dva.

Obstajajo encimi katalitskega mestu aminokisline, ki niso predstavljene in organska prostetična skupina ali (pogosteje) anorganskega izvora - kofaktor.

Koncept aktivnega mesta

Le majhen del encima neposredno vključeni v kemijskih reakcij. Ta del encima, ki se imenuje aktivno mesto. Aktivno mesto encima - lipid, nekaj aminokislinskih ostankov proteze skupino, ki se veže na podlago in katalizira reakcijo. aminokislinski ostanki v aktivnem mestu lahko pripada nobeni aminokislin - polarnimi, nepolarnih, napolnjena, aromatski naboja.

Zdravilna učinkovina encim središče (to lipidov, aminokisline in druge snovi, ki lahko reagira z reagentov) - najpomembnejši del encima, brez teh snovi bi bilo neuporabno.

Značilno je, da encim molekula ima samo eno aktivno mesto, vezava z enim ali več podobnih reagentov. aminokislinski ostanki aktivne sredini oblikovana vodika, hidrofobnih ali kovalentne vezi, ki tvori kompleks encim, substrat.

Struktura aktivnega centra

Aktivno mesto encima, enostavna in kompleks je žep ali reža. Ta struktura aktivne središča encima mora ustrezati geometrijsko in elektrostatično substrat, saj lahko spremembe v terciarno strukturo encima spreminja aktivno mesto.

Povezovanje in katalitske center - področja aktivne središča encima. Očitno je, da je vezavno mesto "preverjanja" združljivost substrat, in povezano z njo, in katalitskim središče neposredno sodeluje pri reakciji.

Vezava aktivne središča substrata

Da bi razložili, kako so bili predlagani aktivno mesto encima, povezane s posebnim reagentom več teorij. Najbolj priljubljena med njimi - Fisher je teorija, da je teorija "ključem". Fisher predlagal, da je encim, idealno za vsak substrat v fizikalnih in kemijskih lastnostih. Po nastanku morebitnih sprememb ne pride encim-substrat kompleks.

Še en ameriški znanstvenik - Daniel Koshland - dodal Fisher predpostavko teorije, da lahko aktivno mesto encima spremenijo konformacijo tako dolgo, dokler se ne prilega posebno podlago.

Kinetika encimskih reakcij

Značilnosti encimska reakcija študijem biokemije zasebni sektor - encimske kinetike. Ta posebni znanstvenih študij reakcij z različnimi koncentracijami encimov in substratov, v odvisnosti od hitrosti reakcije na temperaturo znotraj celice in lastnostih aktivno mesto encimov, odvisno od fizikalnih in kemičnih parametrov medija.

Encimske kinetike deluje pojme, kot so hitrost reakcij, aktivacijske energije, aktivacijsko bariero, molekulsko aktivnost, specifično aktivnost in drugih. Upoštevajte nekatere od teh pojmov.

To je bila biološka reakcija, reagente, potrebne za prenos nekaj energije. Ta energija se imenuje aktivacijska energija.

Dodatek encima za reaktante za zmanjšanje aktivacije energije. Nekatere snovi, ki reagirajo na brez sodelovanja encimov, saj je aktivacijska energija je previsoka. Reakcijsko ravnotežje ne premakne z dodatkom encima.

Reakcijsko stopnja - količina reakcijskega produkta pojavil ali izginile v časovni enoti.

Odvisnost reakcijske hitrosti od koncentracije substrata brezdimenzijsko fizikalne veličine karakterizira - Michaelis konstanto.

Molekularna Aktivnost - število substratnih molekul, ki se pretvori v eno molekulo encima na časovno enoto.