Obsah
- Čo je katalyzátor?
- Enzým: Definícia a objav
- Základy enzýmov
- Enzymatická aktivita
- Známe enzýmy
- Nomenklatúra enzýmov
- Triedy enzýmov
Enzýmy sú molekuly, konkrétne proteíny, ktoré pomáhajú urýchľovať biochemické reakcie tým, že interagujú so zložkami (reaktantmi a produktmi) bez toho, aby ich trvalo zmenili. Tento proces uľahčovania je známy ako katalýzaa podobne, samotné enzýmy sú označené ako katalyzátory.
Enzýmy, podobne ako mnoho hráčov v mikrobiologickom svete, môžu mať dlhé a ťažkopádne mená, takmer všetky z nich končia na „-ase“. Ale ak ste oboznámení s formálnym systémom, v ktorom sú enzýmy pomenované, môžete odhaliť veľa záhad o danom enzýme bez toho, aby ste presne vedeli, akú reakciu tento enzým katalyzuje.
Čo je katalyzátor?
Katalyzátorom je obvykle akákoľvek entita, ktorá zlepšuje tok, efektívnosť alebo účinnosť daného úsilia. Ak ste trénerom basketbalu a viete, že uvedenie daného populárneho hráča do hry vystrelí dav a tím všeobecne, využijete prítomnosť katalyzátora.
Ľudské katalyzátory spôsobujú, že sa veci odohrávajú a majú tendenciu prinútiť ľudí v ich okolí, aby vyzerali maximálne zdatne. Rovnakým spôsobom môžu biologické katalyzátory spôsobiť, že určité biochemické procesy sa objavia takmer automaticky, zatiaľ čo v skutočnosti by sa tieto procesy v prípade neprítomnosti enzýmu potkali a kaskádovali.
Katalyzátory sa často nezapisujú do vzorca pre chemickú reakciu, na ktorej sa zúčastňujú, pretože z definície sa katalyzátor na konci reakcie nezmenil od svojej pôvodnej formy.
Enzým: Definícia a objav
Koncom 70. rokov 20. storočia sa zistilo, že niečo v kvasinkách môže spôsobiť, že zdroje cukru premieňajú na alkoholické nápoje oveľa rýchlejšie, ako by sa mohlo vyskytnúť spontánne, a že rovnaký princíp kvasenie aplikované na dozrievanie syra.
Niektoré druhy hnijúceho ovocia môžu v konečnom dôsledku viesť k tvorbe etylalkoholu. Pridanie kvasiniek však nielen urýchli fermentáciu, ale tiež zavádza predvídateľnosť a mieru kontroly do celej chemickej reakcie.
„Enzým“ je z gréčtiny pre „s droždím“. Ako sa dnes používa biologický katalyzátory v organizmoch alebo látky, ktoré sú produkované živým systémom av jeho prospech.
Základy enzýmov
Hlavnou funkciou všetkých enzýmov je katalyzovať metabolické procesy, ktoré sa vyskytujú v bunke. Formálnejšia definícia enzýmu špecifikuje, že enzým musí pôsobiť nielen na reakcie v živej bunke, ale musí byť vytvorený aj organizmom - rovnakým alebo iným -.
Jednotlivé enzýmy sa dajú opísať z hľadiska ich špecifickosť, Toto je miera výlučného vzťahu enzýmov s ním substrát alebo substráty, Substráty sú molekuly, na ktoré sa viažu enzýmy, zvyčajne reaktanty. Ak sa enzým viaže iba na jeden substrát v jednej reakcii, znamená to absolútny špecifickosť. Keď sa môže viazať na množstvo rôznych, ale chemicky podobných substrátov, enzým má skupina špecifickosť.
Enzymatická aktivita
To, ako dobre fungujú enzýmy - to znamená, do akej miery sú schopné ovplyvniť reakcie, na ktoré sú zamerané v porovnaní s neutrálnymi podmienkami - závisí od mnohých faktorov. Patria sem teplota a kyslosť, ktoré ovplyvňujú stabilitu všetkých proteínov, nielen enzýmov.
Ako by ste očakávali, zvýšenie množstva substrátu môže zvýšiť rýchlosť reakcie, pokiaľ už enzým nie je „nasýtený“; naopak, pridanie enzýmov môže urýchliť reakciu pri danej úrovni substrátu a môže umožniť pridanie väčšieho množstva substrátu bez toho, aby došlo k zvýšeniu výrobného stropu.
Rýchlosť vymiznutia substrátu (a objavenie sa reaktantu) pri reakciách, v ktorých sú zapojené enzýmy, nie je lineárna, ale skôr sa blíži k ukončeniu reakcie, skôr sa spomaľuje. Toto je znázornené na grafe koncentrácie v čase klesajúcim svahom, ktorý sa postupom času postupne zvyšuje.
Známe enzýmy
Takmer akýkoľvek zoznam enzýmov predstavujúcich najznámejšie a najlepšie študované enzýmy je takmer istý, že obsahuje katalyzátory v cykle glykolýzy, cyklu kyseliny citrónovej (t.j. Krebs alebo kyselina trikarboxylová) alebo oboch. Tieto procesy, z ktorých každá pozostáva z viacerých individuálnych reakcií, zahŕňajú rozklad glukózy na pyruvát v bunkovej cytoplazme a konverziu pyruvátu na rotujúcu sériu medziproduktov, ktoré nakoniec umožňujú vznik aeróbneho dýchania.
V skorej časti glykolýzy sú obsiahnuté dva enzýmy glukóza-6-fosfatázy a fosfofruktokináza, kdežto citrát syntáza je hlavným hráčom v cykle kyseliny citrónovej.
Dokážete predpovedať, čo tieto enzýmy môžu urobiť na základe ich mien? Ak nie, skúste to znova o päť minút.
Nomenklatúra enzýmov
Názov enzýmu sa nemusí ľahko odvaľovať z jazyka, je to však cena zahrnutia chémie. Väčšina mien pozostáva z dvoch slov, z ktorých prvé identifikuje substrát, na ktorý enzým pôsobí, a druhé signalizuje typ zahrnutej reakcie (viac o tomto druhom atribúte v nasledujúcej časti).
Hoci drvivá väčšina názvov enzýmov končí v „-ase“, množstvo dôležitých a dobre preštudovaných názvov nie je. Bude obsahovať akýkoľvek zoznam enzýmov, ktoré sa vzťahujú na ľudské trávenie trypsín a pepsín, Enzýmová prípona „-áza“ však sama osebe neznamená nič iné ako skutočnosť, že daný proteín je v skutočnosti enzýmom a nezaoberá sa funkčnými podrobnosťami.
Triedy enzýmov
Existuje šesť hlavných tried enzýmov, rozdelených do kategórií na základe ich funkcie. Väčšina z týchto tried zahŕňa aj podtriedy. Ich mená sú nápomocné pri určovaní toho, čo robia, ale iba vtedy, ak poznáte nejaké gréčtiny alebo latinčiny.