Фермент уургийн үйл ажиллагаа гэж юу вэ? уураг ферментийн үйл ажиллагаа: жишээ

бидний биеийн ажил - нь эсийн сая оролцох нь маш нарийн үйл явц, янз бүрийн бодис мянган. Гэвч тодорхой уураг, ямар ч хүн, мал, амьтны амь бүрэн боломжгүй юм бүхэлдээ хамааралтай байдаг нэг газар байдаг. Магадгүй та таасан бид ферментийн тухай одоо ярьж байна.

Өнөөдөр бид ферментийн үзэх болно уургийн үйл ажиллагааг. Энэ нь биохимийн гол чиглэл юм.

Эдгээр бодисын үндэс нь гол төлөв уураг байдаг тул дараа нь тэдний үзэж болно. Та анх удаа фермент 19-р зууны 30-аад онд илэрсэн нь зөвхөн эрдэмтэд зууны илүү, дарааллаар нь тэдний хувьд их, бага жигд тодорхойлолт дээр ирэх болсон гэдгийг мэдэж байх ёстой. Тэгэхээр уураг ферментийн ямар үүрэг гүйцэтгэж байна вэ? Энэ тухай, түүнчлэн тэдгээрийн бүтэц, жишээ урвалын хувьд та энэ зүйлд суралцах болно.

Та уураг бүр тэр ч байтугай онолын хувьд, фермент байж чадахгүй байгаа гэдгийг ойлгох хэрэгтэй. Бөөрөнхий уураг нь зөвхөн бусад органик нэгдлүүдийн талаар катализаторын үйл ажиллагааг харуулсан чадвартай болдог. Энэ ангилал дахь бүх байгалийн нэгдлийн адил, фермент амин хүчлийн үлдэгдлээс бүрдсэн байна. уураг (жишээ нь дүгээр байх болно) нь ферментийн үйл ажиллагаа нэг нь молийн масс 5000-аас бага байна гэхэд л хийж болно гэдгийг анхаарна уу.

фермент, юу вэ , орчин үеийн тодорхойлолт

Ферментийн - нь биологийн катализатор гарал. Тэд улмаас урвалж (ёроол) хооронд нягт холбоо барьж, хариу хурдасгах чадвартай байдаг. Бид гэж хэлж болно гэсэн уураг ферментийн үйл ажиллагаа - үйл явц амьд организмын онцлог юм биохимийн урвал зарим катализаторийн. Зөвхөн тэдний нэг жижиг хэсэг нь лабораторид дахин болно.

Энэ нутагт сүүлийн жилүүдэд зарим нээлт гарч байгаа гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Эрдэмтэд аажмаар зөвхөн эдийн засгийн зорилгоор төлөө бус ашиглаж болно хиймэл фермент бий болгоход ойрхон бас эм ирсэн, гэхдээ байна. Энэ нь эхэлж хавдар нь бага ч гэсэн хэсгийг үр дүнтэй устгаж чадах фермент боловсруулсан байна.

Ферментийн аль хэсэг нь шууд урвалын оролцож?

субстратын харьцдаг ферментийн бүх биеийг, харин идэвхтэй сайт гэдэг нь зөвхөн жижиг хэсэг нь байдаггүй гэдгийг анхаарна уу. Энэ нь нөхөх нь тэдний гол өмч юм. Энэ үзэл баримтлал нь фермент хамгийн тохиромжтой хэлбэрээр субстратын, тэдгээрийн физик болон химийн шинж тохирсон байна гэсэн үг юм. Бид гэж хэлж болно ферментийн үйл ажиллагаа дараах байдлаар энэ тохиолдолд бол:

• Тэдний усан бүрхүүлийн гадаргууд бууж ирдэг.
• Тэнд (жишээ нь, туйлшралын) тодорхой хэв гажилт юм.
• Дараа нь тэд бие биедээ улам ойр дотно явж байхад сансарт онцгой байдлаар зохион байгуулагдсан байна.

Эдгээр хүчин зүйлс нь урвалын хурдасгуураар хүргэж байна. Одоо АНУ-ын ферментийн болон органик бус катализатор хооронд нь харьцуулалт хийж үзье.

гүйцэтгэлийг харьцуулах	фермент	органик бус хурдасгуур
болон урвуу урвалын эрчимжүүлэх	нэг	нэг
Өвөрмөц (нөхөх)	материалын тодорхой төрлийн цорын ганц тохирсон, өндөр өвөрмөц	хэд хэдэн ижил төстэй урвал хурдасгах, бүх нийтийн байх болно
хариу хурд	хэдэн сая удаа урвалын эрчмийг нэмэгдүүлэх	удаа хэдэн зуу, мянган хурдатгал
халуунд урвалд	хариу "үгүй", учир нь Хэрэв оролцсон уураг нийт буюу хэсэгчлэн Денатурацийг нь очиж	халааж үед хамгийн каталитик урвал дахин дахин хурдасгасан

Таны харж байгаагаар, уураг ферментийн үйл ажиллагаа өвөрмөц шаарддаг. өөрөө эдгээр уураг олон ч тодорхой зүйл байна гэж нэмж болно. Зүгээр л нэг Гвинейн гахай хүний фермент бараг тохиромжтой, тавьсан юм.

ферментийн бүтцийн тухай чухал мэдээлэл

Эдгээр нэгдлүүдийн бүтэц нэн даруй гурван түвшинг ялгасан байна. анхдагч бүтэц нь ферментийн нэг хэсэг юм амин хүчлийн үлдэгдэл тодорхойлогдож болно. уураг ферментийн үйл ажиллагааг хойш нь бид дахин дахин энэ зүйлд дурдсан байна жишээ нь зөвхөн нэгдлүүдийг тодорхой ангиллаар, энэ үндсэн дээр нарийвчлан тэдгээрийг тодорхойлох зорилгоор хийж болох маш бодитой юм.

хоёрдогч шатлалын хувьд, дагалдах түүнд эдгээр амин хүчлийн үлдэгдлээс хооронд тохиолдож болох бондын нэмэлт төрлийн аргаар тодорхойлно. Энэ нь харилцаа холбооны устөрөгч, цахилгаан, hydrophobic болон Ван дер Waals харилцан үйлчлэл. ферментийн өөр өөр хэсэгт эдгээр холболтын шалтгаан болдог учир хурцадмал байдал үр дүнд α-Helix, гогцоо ба β-гаргадаг үйлдвэрлэсэн.

Дээд бүтэц полипептидийн гинж харьцангуй том хэсэг нь зүгээр л дахин Ер нь үр дүн юм. үр дүнд гаргадаг домэйнууд гэж нэрлэдэг байна. Эцэст нь хэлэхэд, энэ бүтэц эцсийн үүсэх зөвхөн өөр домэйноос хооронд байгуулсан тогтвортой харилцаа дараа явагддаг. Энэ салбарт өөрсдөө бие биенээсээ бүрэн бие даасан байдлаар явж үүсэх гэдгийг санаж байх хэрэгтэй.

Зарим нь домэйн шинж чанар

Ер нь, аль нь тэд бий болж байна полипептидийн гинж, ойролцоогоор 150 амин хүчлийн үлдэгдлээс тогтоно. домэйнууд өөр хоорондоо харилцан үед globule бий болсон юм. функц нь тэдгээр дээр тулгуурлан ферментийн идэвхтэй сайтууд гүйцэтгэдэг тул, энэ үйл явцын ач холбогдлыг ойлгох хэрэгтэй.

домэйн өөрөө түүний бүтцэд амино хүчлийн үлдэгдэл хооронд олон тооны харилцан үйлчлэл байдаг гэсэн онцлогтой байдаг. Тэдний тоо өөрсдөө салбарт хооронд тэд урвалын хувьд маш их өндөр байна. Тиймээс янз бүрийн органик уусгагч үйл ажиллагаа нь харьцангуй "эмзэг" тэдний хооронд хөндий. Хэд хэдэн усны молекулууд нийцэж 20-30 куб angstrom захиалгаар хэмжээ. Өөр домэйнууд ихэвчлэн бүрэн өвөрмөц гурван хэмжээст бүтэц, бүхэлдээ өөр өөр чиг үүргээ биелүүлэхэд нь холбоотой юм байна.

идэвхтэй сайтууд

Дүрмээр бол, идэвхтэй сайтууд чанд салбарт хооронд байрладаг. Иймд үүнээс бүр урвалын явцад маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Улмаас салбарт энэ зохион байгуулалт ферментийн чиглэлээр нэлээд уян хатан, хөдөлгөөнт олдлоо. ферментийн үйл ажиллагаа зохих түүний орон зайн байрлалыг өөрчилж чадах цорын ганц хүмүүс нэгдлүүд хийж байгаа болохоор энэ нь маш чухал юм.

фермент биед полипептидийн бонд урт хооронд, тэд гүйцэтгэсэн хэрхэн цогц үйл ажиллагааг замаар шууд холбоос байхгүй байна. Хүндрэл үүрэг аль аль нь цоо шинэ салбарт үүсэх катализаторын домэйн хооронд улмаас урвалын идэвхитэй сайтад бүрдүүлэх замаар.

Зарим нь уураг, фермент (жишээ нь - lysozyme болон гликоген) урвалын ижил төрлийн химийн бондын хагарлыг үйлст хэдий ч, хэмжээ (129 ба 842 амин хүчлийн үлдэгдэл тус тус) -д ихээхэн өөр өөр байдаг. ялгаа нь илүү том, том фермент илүү тогтвортой байдал, хангах орон зай дахь байр сууриа илүү сайн хянах боломжтой байдаг урвалын хурдыг.

ферментийн гол ангилал

Одоогийн байдлаар хүлээн авч, дэлхийд өргөн тархсан стандарт ангилал юм. Түүний хэлснээр, холбогдох дэд анги нь зургаан үндсэн хичээл, зогсож байна. Бид зөвхөн үндсэн үзэж байна. Тэд энд байна:

1. Oxidoreductases. сэрэл редокс урвал - энэ тохиолдолд ферментийн үйл ажиллагаа.

2. Трансферазууд. Дараах бүлгүүд хооронд дамжуулах субстрат хийж болно:

• Нэг нүүрстөрөгчийн нэгж.
• альдегид ба кетон бие нь хэвээр байна.
• Acyl болон glycosyl бүрэлдэхүүн хэсэг.
• Алкил үлдэгдэл нь (бусад шиг CH3 тэвчиж чадахгүй байгаа).
• Азотын суурь.
• фосфор агуулсан бүлэг.

3. Hydrolases. Энэ тохиолдолд, ферментийн үйл ажиллагаа нэгдлийг дараах төрлийн уураг нэгдэнэ явдал юм:

• Эфир.
• Гликозид.
• Эфир болон thioesters.
• Пептид төрөл бонд.
• Дотно харилцаа төрөл CN (нэг пептид бусад).

4. Lyases. Давхар бондын дараа үүсэх нь бүлэг disengaging чадвартай байдаг. Цаашилбал, урвуу үйл явцыг ч хийж болно: бондыг дахин сонгогдсон бүлэг нэгдэх.

5. Изомеразууд. Энэ тохиолдолд, уураг ферментийн үйл ажиллагаа isomeric катализаторийн урвал төвөгтэй байдаг. Энэ хэсэг нь дараах фермент агуулдаг:

• Racemase, epimerase.
• Tsistransizomerazy.
• Intramolecular oxidoreductases.
• Intramolecular Трансферазууд.
• Intramolecular lyase.

6. Ligases (өөрөөр синтетаза гэж нэрлэдэг). зарим холболтыг үүсгэх, харин тэд УТҮ нь хуваах ашиглаж байна.

Тэд таны биед секунд тутамд явагдаж урвал бүх бараг зарим нь хэр хяналтад байдаг шиг, уураг ферментийн үйл ажиллагаа маш чухал гэдгийг анзаарч хялбар байдаг.

субстратын нь харилцан дараа ферментийн ямар байна?

Ихэнхдээ, фермент нь уураг бөөрөнхий гарал үүсэл, үүнээс идэвхтэй төв нь адил амин хүчлийн үлдэгдлээс төлөөлдөг юм. Бусад бүх тохиолдолд, төв хэсэгт баттай Хэрэв (жишээ нь ATP) хиймэл бүлэг, коэнзим холбогдсон, харилцаа маш сул дорой байна. бий ATP apoenzyme авсаны дараа holoenzyme нэртэй хурдасгуур, түүний үлдэгдэл.

Иймд дараах бүлэг болгон ангилсан энэ боломж нь ферментийн дагуу:

• Энгийн гидролазын, lyase болон isomerase ерөнхийдөө коэнзим суурийг агуулж байна.
• Ферментийн уургууд (жишээ нь - Зарим трансаминазын) (жишээ нь, lipoic хүчил) нь хиймэл бүлэг бүрдсэн. Энэ бүлэг пероксидазын олон багтана.
• Enizmy үүний төлөө коэнзим нөхөн сэргээх шаардлагатай. Эдгээр kinases, түүнчлэн oxidoreductases хамгийн орно.
• Бусад хурдасгуур, бүрэлдэхүүн хараахан бүрэн ойлгож байна.

Эхний бүлгийн хэсэг бөгөөд бүх бодис, өргөн хүнсний салбарт ашиглаж байна. Бусад бүх хурдасгуур нь идэвхжүүлэх маш өвөрмөц нөхцөл шаарддаг тул цорын ганц бие ажилладаг, эсвэл зарим нь лабораторийн туршилт байна. Тиймээс ферментийн үүрэг - энэ нь маш тодорхой урвал, урамшуулах хүн, мал, амьтны биед сайн тодорхойлсон нөхцөлд тодорхой төрлийн (катализаторийн) урвал нь бүрдэх юм.

фермент яагаад үр дүнтэй ажиллах вэ идэвхтэй талбайд юу, эсвэл?

ферментийн катализаторийн ойлголт гол идэвхтэй төв бий болгох явдал юм гэдгийг бид удаа дараа хэлсэн. Энэ нь, субстратын тодорхой холбохыг нь ийм нөхцөлд илүү идэвхтэй байдаг хариу үйлдэл гэж байдаг. Хэрэв та урвал төвөгтэй байдаг хийгдэж байгаа ойлгоход тохиолдох нь энгийн жишээг өгөх зорилгоор глюкоз исгэж, 12 ферментийн нэг чухал юм! Үүний нэгэн адил хэцүү харилцаа зөвхөн улмаас ферментийн үйл ажиллагааг хийдэг уураг өвөрмөц хамгийн өндөр зэрэгтэй байна гэдгийг боломжтой болж байна.

фермент өвөрмөц төрөл

Энэ нь үнэмлэхүй байна. Энэ тохиолдолд, өвөрмөц нарийн чанд тодорхой төрлийн фермент зөвхөн нэгийг нь харагдаж байна. Тиймээс уреаза зөвхөн мочевин харилцан. Лактоз нь сүү нь ямар ч нөхцөлд хариу үйлдлийг ордог байна. Энэ нь биед ферментүүд, үйл ажиллагаа уураг гүйцэтгэдэг юм.

Үүнээс гадна, бүлэг нь ховор туйлын өвөрмөц юм. нэрнээс ойлгож болно хувьд энэ тохиолдолд тэнд хатуу органик нэгдлүүд (эфир, нарийн төвөгтэй спирт болон альдегид зэрэг) нь анги нь "хүлээн авч" юм. Жишээ нь, pepsin, ходоод гол ферментийн нэг юм нь зөвхөн пептид бондын гидролиз нь өвөрмөц харагдаж байна. Архи dehydrogenase спирт нь зөвхөн харилцаж, альфа-гидрокси хүчил бусад юуг ч хувааж болохгүй laktikodegidraza.

Энэ нь бас нэгдлүүдийг тодорхой нэг бүлгийн ферментийн үйл ажиллагаа шинж чанар, гэхдээ тодорхой нөхцөлд, фермент нь бодисын гол "зорилго" нь огт өөр үйл ажиллагаа болно гэж тохиолддог байна. Энэ тохиолдолд катализаторын бодис тодорхой ангилалд "хандлагатай", харин тодорхой нөхцөлд энэ нь нэгдэнэ, бусад нэгдлүүд (заавал тэнцэх биш) болно. Гэсэн хэдий ч, энэ тохиолдолд урвал илүү удаан явах болно.

Олон нийтээр хүлээн зөвшөөрсөн пептид бондын ажиллах трипсинээр чадвар нь мэддэг, харин цөөн хэдэн хүн энэ уураг нь ходоод гэдэсний замд ферментийн үйл ажиллагааг гүйцэтгэж, сайн янз бүрийн эфир нэгдлийн урвалд орж болно гэдгийг би мэднэ.

Эцэст нь хэлэхэд, оптик өвөрмөц байдаг. бодис нь янз бүрийн харилцаж чадна Эдгээр фермент бүхэлд нь жагсааж, гэхдээ зөвхөн тэд сайн тодорхойлсон оптик шинж чанартай байх нөхцөлд. Тиймээс энэ тохиолдолд уураг ферментийн үйл ажиллагааны зарчим нь маш төстэй юм фермент, хурдасгуур болон органик бус гаралтай биш юм.

Ямар хүчин зүйл катализаторийн үр ашгийг тодорхойлох?

Өнөөдөр энэ нь ферментийн үр ашиг нь маш өндөр түвшинд тодорхойлох хүчин зүйл байдаг гэж үздэг байна:

• нөлөө баяжуулах.
• орон зайн баримжаа нөлөө.
• идэвхтэй урвалын төвийн олон талт.

Ер нь, бодис агууламж нөлөө органик бус катализаторийн урвал тэр ялгаатай биш юм. Энэ тохиолдолд ийм субстратын нь агууламж нь бусад бүх зүйлд идэвхтэй төвд уусмалын эзэлхүүн нь ижил үнэ хэд дахин их байна. урвал төвд сонгомлоор бие биетэйгээ урвалд орж байх ёстой молекул бодис төрлийн. Энэ нөлөө нь нэмэгдсэн хүргэдэг болохыг таахад хэцүү биш химийн урвал үнэ хэмжээний хэд хэдэн захиалга.

стандарт, химийн үйл явц явагддаг үед энэ нь харилцан молекулууд өөр хоорондоо мөргөлдөх юм нэг хэсэг болох маш чухал ач холбогдолтой юм. Энгийнээр хэлэхэд, мөргөлдөх үед молекулуудын бодис чанд бие биетэйгээ харьцангуй чиглэсэн байх ёстой. албадлага гүйцэтгэсэн Ер нь, дараа нь бүх оролцогч бүрэлдэхүүн тодорхой мөрөнд зохион байдаг тул, катализаторийн урвал ферментийн идэвхтэй талбайд ийм эргээд гурван тушаалаар хурдассан байна.

Энэ тохиолдолд multifunctionality дагуу энэ бодис "эмчилж" молекул дээр нэгэн (эсвэл хатуу зохицуулалттай) үйлдэл идэвхтэй сайтын бүх бүрэлдэхүүн хэсэг нь эд хөрөнгийг хэлнэ. нэг (молекул) нь зөвхөн тохирох сансарт тогтмол байна, үүгээр (дээр дурдсаныг харна уу). төдийгүй маш ихээр түүний шинж чанарыг өөрчилдөг. Энэ бүхэн хамтдаа фермент шаардлагатай субстратын дээр ажиллах нь хамаагүй хялбар болж байна гэдгийг хүргэж байна.