Sejarah, Pengertian, Cara Kerja, Fungsi

Geskiedenis van Ensieme

Sake wat verband hou met ensieme bestudeer in ensiemologie. In die wêreld van hoër onderwys word ensimologie nie as ‘n aparte departement bestudeer nie, maar ‘n aantal studieprogramme bied hierdie vak aan. Ensiemologie word hoofsaaklik bestudeer in medisyne, voedselwetenskap, voedselverwerkingstegnologie en takke van landbouwetenskap.

In die laat 1700’s en vroeë 1800’s was die vertering van vleis deur maagafskeidings en die omskakeling van stysel na suiker deur plantekstrakte en speeksel bekend. Die meganisme waardeur dit gebeur, is egter nie geïdentifiseer nie.

In die 19de eeu, terwyl hy die fermentasie van suiker in alkohol deur gis bestudeer het, het Louis Pasteur tot die gevolgtrekking gekom dat hierdie fermentasie gekataliseer is deur ‘n lewenskrag wat in gisselle teenwoordig is, waarna verwys word as “ferment”, en is gedink om slegs in lewende organismes te funksioneer. Hy het geskryf dat “alkoholiese fermentasie ‘n gebeurtenis is wat verband hou met die lewe en organisasie van die gissel, en nie met die dood of verrotting van die sel nie.”

In 1878 het die Duitse fisioloog Wilhelm Kühne (1837–1900) die eerste keer die term “gebruik”ensieme“, wat kom van die Grieks wat “in suurdeeg” (gis) beteken, om hierdie proses te beskryf. Sê”ensieme” is toe gebruik om te verwys na lewelose stowwe soos pepsien, en die woord fermenteer word gebruik om te verwys na die chemiese aktiwiteit wat deur lewende organismes geproduseer word.

Ensieme is baie nou verwant aan alle soorte metaboliese prosesse wat in die liggaam van organismes voorkom. Metabilisme sal nie perfek wees sonder ensieme nie, so wat is ensieme? En hoe werk dit en die rol daarvan in ‘n metaboliese proses? In die volgende sal ons oor ensieme beskryf.

Definisie van ensieme

Ensieme is proteïenverbindings wat bestaan ​​uit proteïen en katalitiese komponente wat die funksie het om ‘n metaboliese proses in die organisme se liggaam te versnel. Hoekom is hierdie komponent so belangrik in ‘n metaboliese proses, want dit kan versnel deur die aktiwiteitsenergie wat nodig is te verlaag wanneer metaboliese reaksies op die punt staan ​​om te begin.

Hoe ensieme werk

Die manier waarop ensieme in ‘n metaboliese reaksie in ‘n organisme se liggaam werk, is om aktiwiteit te verminder, naamlik die energie wat nodig is om ‘n reaksie te kan begin. Deur die “koste” te minimaliseer, sal die proses ook vinniger plaasvind. Die aktiwiteitsenergie in ‘n chemiese reaksie kan vergelyk word met ‘n “padkoste” in ‘n produksieproses. Hoe laer die “koste van die pad”, hoe vinniger sal die proses wees.

Fischer se e-pos in 1894 is die een wat hierdie teorie ontdek het. Volgens hom sal die ensiem aan ‘n substraat bind wat dieselfde vorm het as die aktiewe plek van die ensiem. Met ander woorde, slegs die substraat wat ‘n spesifiek ooreenstemmende vorm het, kan met die ensiem assosieer.

Dit is hoekom dit die slot-en-sleutelteorie genoem word, waarin die ensiem as die sleutel geïllustreer word en die substraat die slot genoem word. Omdat die hangslot dieselfde kant pasmaat het om te kan oopmaak of andersom.

Daniel Koshland in 1958 is die een wat hierdie teorie gebruik, ensieme het ‘n buigsame aktiewe kant. Desondanks het die aktiewe plek van die ensiem dieselfde of spesifieke bindingspunte. Sodat slegs substrate wat dieselfde spesifieke bindingspunte het, die aktiewe plek van die regte ensiem sal induseer

Ensiem funksie

Ensieme speel ‘n baie belangrike rol in ‘n chemiese reaksie. Soos verduidelik, is die funksie van ensieme om ‘n chemiese reaksie in die organisme se liggaam te versnel. Sonder ensieme sal metaboliese prosesse, beide anabolisme en katabolisme, ontwrig word. Daarbenewens is die aard van ensieme wat nie deelneem aan die reaksie met die substraat nie, die voordeligste om chemiese reaksies in die liggaam van organismes te versnel.

Eienskappe van Ensieme

1. Ensieme is proteïene

As ‘n proteïen het ensieme proteïenagtige eienskappe, wat sterk beïnvloed word deur omgewingstoestande, soos temperatuur, pH, substraatkonsentrasie). As die omgewing nie geskik is nie, sal die ensieme beskadig word of nie behoorlik kan werk nie.

2. Werk spesifiek / spesifiek

Elke ensiem het ‘n aktiewe plek wat net by een tipe substraat pas, wat beteken dat elke ensiem slegs op een substraat kan werk wat by sy aktiewe plek pas.

3. Funksioneer as ‘n katalisator

Verhoog die spoed van chemiese reaksies sonder om die verwagte produk te verander sonder om deel te neem aan die reaksie met die substraat, waardeur die energie wat nodig is om ‘n substraat te ontbind, verminder word.

4. Vereis in klein hoeveelhede

Ensiematiese reaksies in metabolisme vereis slegs baie min ensieme vir elke reaksie.

5. Werk heen en weer

Ensieme beïnvloed nie die rigting van die reaksie nie, dus kan hulle beide kante werk (heen en weer). Dit beteken dat ensieme substrate in eenvoudige verbindings kan ontbind, en omgekeerd kan ensieme ook verbindings in sekere verbindings rangskik.

Ensiemklassifikasie

Ensieme kan geklassifiseer word op grond van waar hulle werk, die substraat wat hulle kataliseer, hul katalitiese krag en hoe hulle gevorm word.

Klassifikasie van ensieme gebaseer op waar hulle werk

Endoensieme word ook intrasellulêre ensieme genoem, naamlik ensieme wat binne-in selle werk. Oor die algemeen ‘n ensiem wat gebruik word vir sinteseprosesse in selle en vir die vorming van energie (ATP) wat nuttig is vir sellewensprosesse, byvoorbeeld in die proses van asemhaling.

Eksoensieme word ook ekstrasellulêre ensieme genoem, naamlik ensieme wat buite die sel werk. Dit funksioneer oor die algemeen om die substraat deur hidrolise te “verteer”, om dit ‘n eenvoudiger molekule met ‘n laer molekulêre gewig te maak sodat dit deur die selmembraan kan gaan. Die energie wat vrygestel word in die reaksie van die afbreek van substrate buite die sel word nie in die lewensprosesse van die sel gebruik nie.

Klassifikasie van ensieme gebaseer op katalitiese krag

Hierdie ensieme kataliseer oksidasie-reduksie reaksies, wat die oordrag van elektrone, waterstof of suurstof is. Voorbeelde is die ensieme elektronoordragoksidase en waterstofperoksidase (katalase). Daar is verskeie soorte elektronoordrag-oksidase-ensieme, naamlik oksidase-ensieme, oksigenases, hidroksilases en dehidrogenases.

Oordragases kataliseer die oordrag van ‘n groep molekules van een molekule na ‘n ander. As ‘n voorbeeld is ‘n paar ensieme soos volg:

1. Transaminases is transferases wat amiengroepe oordra.
2. Transfosforilase is ‘n transferase wat fosfaatgroepe oordra.
3. Transasilases is transferases wat asielgroepe oordra.

Hierdie ensiem kataliseer hidrolisereaksies, met voorbeelde van ensieme is:

1. Karboksielesterases is hidrolases wat karboksielestergroepe hidroliseer.
2. Lipase is ‘n hidrolase wat vette (lipied esters) hidroliseer.
3. Peptidases is hidrolases wat proteïene en polipeptiede hidroliseer.

Hierdie ensiem funksioneer om die neem of toevoeging van groepe van ‘n molekule te kataliseer sonder om deur die proses van hidrolise te gaan, byvoorbeeld:

1. L-malaathidroliase (fumarase) is ‘n ensiem wat die reaksie van die neem van water uit malaat om fumaraat te produseer kataliseer.
2. Dekarboksilase (dekarboksilase) is ‘n ensiem wat die reaksie van die neem van karboksielgroepe kataliseer.

Isomerases sluit ensieme in wat isomeriseringsreaksies kataliseer, naamlik:

1. Racemase, skakel l-alanien om na D-alanien
2. Epimerase, skakel D-ribulose-5-fosfaat om na D-xilulose-5-fosfaat
3. Cis-trans-isomerase, skakel transmetiel cisrentolal om
4. Intramolekulêre ketolisomerase, omskakeling van D-gliceraldehied-3-fosfaat na dihidroksiesetoonfosfaat
5. Intramolekulêre transferase of mutase, wat metielmaloniel-CoA omskakel na suksiniel-CoA

Hierdie ensiem kataliseer die reaksie van die kombinasie van 2 molekules deur ‘n pirofosfaatmolekule vry te stel van die nukleosiedtrifosfaat, byvoorbeeld, die ensiem asetaat=CoASH ligase kataliseer die volgende reaksie:

Asetaat + CoA-SH + ATP Asetiel CoA + AMP + PP

Faktore wat Ensieme beïnvloed

Ensieme bestaan ​​uit proteïenmolekules. Daarom het die ensiem steeds die eienskappe van ‘n proteïen waarvan die werk deur temperatuur beïnvloed word. Ensieme kan optimaal werk by ‘n sekere temperatuurreeks, wat rondom 400 C is. By 00 C is ensieme nie aktief nie. As die temperatuur verhoog word, sal die ensieme begin aktiveer. As die temperatuur selfs hoër tot ‘n perk van ongeveer 40 – 500 C verhoog word, sal die ensieme selfs meer aktief werk. Verdere verhitting veroorsaak egter dat ensieme soos ander proteïene afbreek of denatureer. In hierdie toestand kan die ensieme nie werk nie.

• Ensieme is onaktief by temperature minder as 0^oC.
• Ensiemreaksievlakke verdubbel vir elke 10° styging in temperatuur^oC.
• Die optimum vlak van ensiemreaksie is by 37^oC. Ensieme word gevorm by hoë temperature, wat meer as 50 is^oC.

Ensieme werk by ‘n sekere pH, gewoonlik neutraal, behalwe vir ‘n paar soorte ensieme wat in ‘n suur of alkaliese omgewing werk. As ‘n ensiem wat optimaal in ‘n neutrale omgewing werk, in ‘n alkaliese of suur omgewing geplaas word, sal die ensiem nie werk nie of selfs beskadig word. Omgekeerd, as ‘n ensiem optimaal in ‘n alkaliese of suur omgewing werk, maar in ‘n suur of basiese toestand geplaas word, sal die ensiem beskadig word.
Byvoorbeeld, die ensiem pepsien, wat in die maag voorkom, is effektief by lae pH.

• Elke ensiem werk die doeltreffendste teen ‘n sekere pH-waarde wat na verwys word as die optimum pH.
• Die optimum pH vir die meeste ensieme is pH 7.
• Daar is enkele uitsonderings, byvoorbeeld die ensiem pepsien in die maag reageer die doeltreffendste by ‘n pH van 2, terwyl die ensiem tripsien in die dunderm die doeltreffendste optree by ‘n pH van 8.

Nog iets wat die werk van die ensiem beïnvloed, is die terugvoerinhibeerder. Terugvoer-inhibeerder is ‘n toestand wanneer die produk van ‘n ensiem wat in oormatige hoeveelhede ophoop, die werk van die betrokke ensiem inhibeer.

Die meganisme van ensiemwerking word ook bepaal deur die hoeveelheid of konsentrasie van beskikbare substraat. As die hoeveelheid substraat klein is, is die tempo van ensiemwerking ook laag. Omgekeerd, as die hoeveelheid substraat beskikbaar groot is, is die ensiemwerk ook vinnig. In die teenwoordigheid van oormaat substraat neem die werk van die ensiem nie af nie, maar is konstant.

Selfregulerende eienskappe van ensieme

Sommige multi-ensiem sisteme het die eienskap om die reaksietempo self te reguleer, waar soms die eindproduk ‘n inhibeerder vir die aanvanklike reaksie kan wees, is die algehele reaksietempo baie afhanklik van die konsentrasie van die finale produk. Die omskakeling van L-treonien na L-isoleusien het vyf reaksiestappe deur vyf verskillende tipes ensieme te gebruik.

1. Omskakeling van L-treonien na L-isoleusien

As L-isoleusien in hoë konsentrasies in die sisteem teenwoordig is, sal die eerste stap reaksie geïnhibeer word.

In die meeste ensiemreaksies word selfregulerende sisteme, gewoonlik die ensieme wat die eerste-stap-reaksies kataliseer deur die produkte van die finale-stap metabolisme geïnhibeer, hierdie ensieme staan ​​bekend as allosteriese ensieme en die metaboliete en die wat inhibeer word effektors of genoem. modulators.

Die meeste van die allosteriese gereguleerde ensieme word gebou uit twee of meer polipeptiedkettings of subeenhede. Elke subeenheid het sy eie aktiewe terrein, en die allosteriese terreine is oor die algemeen geleë waar die subeenhede saamsmelt. Die hele kompleks wissel tussen twee konformasietoestande, een katalisties aktief en die ander onaktief. Binding van ‘n aktiveerder aan ‘n allosteriese plek stabiliseer die konformasie wat ‘n funksioneel aktiewe plek het, terwyl binding van ‘n allosteriese inhibeerder die onaktiewe vorm van die ensiem stabiliseer.

Die kontakareas tussen die subeenhede van ‘n allosteriese ensiem is so verbind dat konformasieveranderinge in een subeenheid na alle ander subeenhede aangestuur of oorgedra word. Deur die interaksie van hierdie subeenhede, beïnvloed ‘n enkele aktiveerder of inhibeerdermolekule wat aan een van die allosteriese plekke bind, die aktiewe plekke van al die subeenhede.

2. Allostriese instellings

Die allosteriese regulering van ‘n gedeelte van die meeste allosteriese ensieme is saamgestel uit twee of meer polipeptiedsubeenhede, wat elk ‘n aktiewe plek het. Hierdie ensiem sal afwissel tussen twee konformasietoestande, aktief en onaktief. Ver van die aktiewe plek is ‘n allosteriese plek, ‘n spesifieke reseptor vir regulering van die ensiem, wat as ‘n aktiveerder of as ‘n inhibeerder kan funksioneer.

dus die artikel uit worlddikbud.co.di oor Hoe ensieme werk: geskiedenis, definisie, werkmetodes, funksies, eienskappe, klassifikasies en faktore wat dit beïnvloedEk hoop hierdie artikel is nuttig vir julle almal.