Пояснюємо, що таке ферменти та їх будова.Крім того, як класифікуються ці білки та як вони діють.
Що таке ферменти?
Ферменти являють собою набір білок відповідає за каталізацію (запуск, прискорення, модифікацію, уповільнення і навіть зупинку) різних хімічні реакції, за умови, що вони термодинамічно можливі. Це означає, що вони є регуляторними речовинами в організмі живі істоти, як правило, шляхом зменшення Енергія початкова необхідна для початку реакції.
Ферменти необхідні для життя і каталізують близько 4000 відомих хімічних реакцій за умов рН, температура або хімічна концентрація, оскільки ферменти, будучи білками, також можуть денатурувати і втрачати свою ефективність.
Перший фермент був відкритий у середині 19 століття Ансельмом Пайєном і Жаном-Франсуа Персо, хоча експерименти навколо бродіння Луї Пастер уже інтуїтивно передбачав присутність якоїсь органічної «прискорюючої» речовини в цих процесах, які в той час вважалися чисто хімічними.
Сьогодні ферменти широко відомі і фактично використовуються в різних галузях людської промисловості (їжа, хімікалії, сільське господарство, нафта тощо), крім того, що є незамінною частиною компонентів, які підтримують внутрішній баланс нашого організму, прискорюють необхідні реакції (наприклад, ті, що забезпечують енергію), активують та дезактивують інші вибірково (як це роблять гормони) і строкатий і так далі.
Будова ферментів
Більшість ферментів складаються з глобулярних білків різного розміру: від мономерів із 62 амінокислот до величезних ланцюгів приблизно з 2500. Проте лише деякі з них беруть безпосередню участь у каталізі реакції, відомих якактивний центр.
Послідовність, у якій збираються всі ці амінокислоти, визначає тривимірну структуру ферменту, що також диктує його специфічне функціонування. Іноді в цій структурі також є ділянки для залучення кофакторів, тобто інших речовин, втручання яких необхідно для отримання бажаного ефекту.
Ферменти мають високу специфічність, тобто вони ні з чим не реагують і не беруть участі в жодній реакції. Вони мають дуже конкретне і точне біохімічне завдання, яке вони виконують з дуже низьким відсотком помилок.
Класифікація ферментів
Ферменти класифікуються на основі специфічної реакції, яку вони каталізують, наступним чином:
- Оксидоредуктази. Вони каталізують окислювально-відновні реакції, тобто перенесення електрони або від атоми водню з одного субстрату на інший. Прикладами таких є ферменти дегідрогеназа іc оксидаза.
- Трансферази. Вони каталізують перенесення певної хімічної групи, відмінної від водню, з одного субстрату на інший. Прикладом цього є фермент глюкокіназа.
- Гідролази. Вони займаються реакціями гідроліз (розрив молекули органічні за молекулами Вода). Наприклад, лактаза.
- Liasas. Ферменти, які каталізують руйнування або зварювання підкладок. Наприклад, ацетатдекарбоксилаза.
- Ізомерази. Вони каталізують взаємоперетворення ізомерів, тобто перетворюють молекулу в її тривимірний геометричний варіант.
- Підв’язки. Ці ферменти каталізують специфічні реакції зв’язування субстрату шляхом одночасного гідролізу трифосфатних нуклеотидів (наприклад, АТФ або GTP). Наприклад, фермент приватна карбоксилаза.
Як діють ферменти?
Дія ферменту може бути прискорена при збільшенні рівня калорійної енергії.
Ферменти можуть діяти по-різному, але завжди зменшуючи енергію активації хімічної реакції, тобто кількість енергії, необхідну для її початку. Це різні режими:
- Навколишнє. Енергія активації зменшується шляхом створення середовища, сприятливого для реакції, що відбувається, наприклад, шляхом зміни хімічних властивостей субстрату за допомогою реакцій з його власним амінокислотним шаром.
- Полегшити перехід. Енергія переходу зменшується без модифікації субстрату, тобто створення середовища з оптимальними зарядами для проведення реакції.
- Вкажіть альтернативний маршрут. У цьому випадку ферменти реагують із субстратом, утворюючи комплекс ES (ензим/субстрат), який «пропускає кроки» на звичайному шляху реакції, скорочуючи час, необхідний для її проведення.
- Підвищити температуру. У межах певних параметрів дія ферменту може бути прискорена підвищенням рівня калорійна енергія, дається екзотермічні реакції паралельні.