האתר הפעיל של האנזים: מבנה, תכונות. מי גילה את האתר הפעיל של האנזים? מה נקרא האתר הפעיל של האנזים?

כולנו שמענו של אנזימים, אך אין זה סביר כי כל אחד מאיתנו ביסודיות יודע בדיוק איך חומרים אלה מסודרים, ולמה הם נדרשים. מאמר זה יעזור להבין את המבנה ואת הפונקציות של אנזימים (אנזימים) בכלל, והמרכז הפעיל שלהם בפרט.

מחקר ההיסטוריה

בשנת 1833, כימאי צרפתי Anselme Payen לזהות ולתאר את המאפיינים של עמילאז האנזים.

כעבור כמה שנים, לואי פסטר, לומד את ההמרה של סוכרים לתוך שמרים מעורבי אלכוהול, הציע כי תהליך זה נובע הכימיקלים שמרכיבים את השמרים.

בסוף פיזיולוג XIX המאה villi Kyune נטבע לראשונה המונח "אנזים".

גרמנית אדוארד בוכנר ב 1897 זיהו ותיאר zymase - קומפלקס אנזים המזרז את ההמרה של סוכרוז לתוך תגובה אתנול. בטבע zymase בכמות גדולה שמרים.

לא ידוע מתי שפתח את האתר הפעיל של האנזים. תגלית זו זוקפת כימאי זוכה פרס נובל Edaurdu בוכנר, ביולוג האמריקאי ג'יימס סאמנר ומדענים ידועים נוספים שעבדו על המחקר של קטליזה אנזימטית.

מידע כללי על אנזימים

נזכיר כי אנזימים - חומרים מהטבע חלבון, הממלאים תפקידים לחיות זרזים אורגניזמים של תגובות כימיות. האנזים יש חלקים אשר אינם לוקחים חלק ישיר בו, את זרימת התגובה מספק מרכז פעיל של אנזים.

הנה כמה מן המאפיינים של אנזימים:

1) יעיל. כמות קטנה של זרז מספיק כדי להאיץ את התגובה הכימית של 10 ⁶ פעמים.

2) ספציפי. אנזים אחד הוא לא זרז אוניוורסלי של כל תגובה בתא. עבור אנזים הביע הספציפיות של פעולה: כל אנזים המזרז רק אחד או כמה תגובות דומות עם מצעים (העדכון מגיב), אבל ריאגנטים כימיים אחרים מאותה הטבע, האנזים עלול להיות חסר תועלת. אינטראקציה עם המצעים המתאימים ואת האצה הנוספת של התגובה מספקת מרכז פעיל של האנזים.

3) פעילות נקה. פעילות האנזים בתא משתנית כל זמן מנמוך לגבוה.

4) ריכוז של אנזימים מסוימים בתא אינו קבוע ועשוי להשתנות בהתאם לתנאי החיצוני. אנזימים כאלה בביולוגיה שנקרא מושרה.

סיווג של אנזימים

במבנה שלה, האנזימים ניתן לחלק פשוט ומורכב. פשוט מורכב אך ורק של שאריות חומצת אמינו, הם קבוצה לא חלבוניים מורכבים של חומרים. coenzymes שנקרא Complex.

לפי סוג של אנזים catalysed התגובות נחלקות:

1) Oxidoreductases (לזרז תגובות חיזור).

2) טרנספראז (הועבר קבוצות נפרדות של אטומים).

3) Lyases (קשרים כימיים ידבקו).

4) lipase (טופס קשר בתגובות בשל האנרגיה של ATP).

5) איזומראז (uchuvstvuyut התגובות interconversion של איזומרים).

6) Hydrolases (לזרז תגובות כימיות על ידי עיכול עם אג"ח).

אנזים מבנה

Enzyme - מבנה תלת ממדי מורכב, אשר מורכב בעיקר אמינו שאריות חומצה. כמו כן קיימת קבוצה תותבת - מרכיב של הטבע הלא-חלבון, הקשורים שאריות חומצת אמינו.

אנזימים - חלבונים כדוריים בעיקר כי ניתן לשלב במערכות מורכבות. כמו חומרים חלבוניים אחרים, אנזימים הם מפוגל ידי הגדלת הטמפרטורה או על ידי חשיפה כמה כימיקלים. במהלך denaturation משתנה מבנה אנזים שליישונים ובכך המאפיינים של המרכז הפעיל של האנזימים. כתוצאה מכך, פעילות האנזים פוחתת באופן דרמטי.

המצע היה הזרז הוא בדרך כלל קטן בהרבה האנזים עצמו. האנזים הקל מורכב מששים שאריות חומצת אמינו, והמרכז הפעיל שלה - רק שתיים.

ישנם אנזימי אתר קטליטי חומצות אמינו אשר אינם מיוצגות, וקבוצה תותבת אורגנית, או (לעתים קרובות יותר) ממוצא אורגני - פקטור.

הקונספט של האתר הפעיל

רק חלק קטן של האנזים מעורב ישירות בתגובות כימיות. חלק זה של האנזים שנקרא האתר הפעיל. האתר הפעיל של האנזים - שומנים, כמה שאריות חומצת אמינו או קבוצה תותבת, אשר נקשר מצע מזרז את התגובה. שאריות חומצת אמינו של האתר הפעיל עלולות שייכות לאף חומצות אמינו - קוטב, פולריות, טעונה, טיעונים ארומטיים.

המרכז אנזים פעיל (השומנים הזה, חומצות אמינו ושאר חומרים המסוגלים להגיב עם חומרים כימיים) - החלק החשוב ביותר של האנזים, ללא חומרים אלה יהיה חסר תועלת.

בדרך כלל, מולקולת האנזים יש רק אתר אחד הפעילים, מחייב עם ריאגנטים דומה אחד או יותר. שאריות חומצת אמינו של המרכז הפעיל נוצרו מימן, אג"ח הידרופובי או קוולנטי, ויצר קומפלקס אנזים-מצע.

המבנה של המרכז הפעיל

האתר הפעיל של אנזימים, פשוט ומורכב הוא בכיס או חריץ. מבנה זה של המרכז הפעיל של האנזים חייב להתאים גיאומטרי אלקטרוסטטי המצע, מאז שינוי מבנה שלישוני של האנזים עלול לשנות את האתר הפעיל.

מרכז עקידת קטליטי - תחומי במרכז הפעיל של האנזים. ברור, אתר הקישור "בדיקות" תאימות המצע, והיא קשורה עם זה, ואת מרכז קטליטי הוא מעורב ישירות התגובה.

עקדה במרכז הפעיל של המצע

כדי להסביר איך האתר הפעיל של האנזים הקשור ריאגנט בפרט, מספר תיאוריות הוצעו. הפופולרי ביותר מהם - התיאוריה של פישר, הוא התיאוריה של "מנעול ובריח". פישר הציע כי קיים אנזים אידיאלי לכל המצע התכונות הפיסיקליות והכימיות שלה. לאחר ההיווצרות של כל שינוי אינו מתרחש מורכבי אנזים-מצע.

חוקר אמריקאי נוסף - דניאל קושלנד - הוסיף הנחת פישר התאוריה כי האתר הפעיל של האנזים יכול לשנות קונפורמציה שלהם כל עוד לא מתאים מצע מסוים.

קינטיקה של תגובות אנזימטיות

אנזימטי תגובת התכונות לומדת מגזר פרטי ביוכימיה - קינטיקה אנזימטית. לימודי מדעי מסוימים זה של התגובות עם ריכוזים שונים של אנזימי מצעים, התלות של קצב התגובה על הטמפרטורה בתוך התא ואת המאפיינים של האתר הפעיל של אנזימים בהתאם לפרמטרים הפיסיקליים וכימיים של המדיום.

קינטיקה אנזימטית פועלת מושגים כגון קצב תגובה, אנרגית שפעול, מכשול הפעלה, פעילות מולקולרית, פעילות ספציפית ואחרים. קח כמה מושגים אלה.

זה היה תגובה ביולוגית, חומרים כימיים הדרושים כדי להעביר קצת אנרגיה. אנרגיה זו נקראת אנרגיית השפעול.

תוספת של האנזים כדי המגיבים להפחית את אנרגיית השפעול. חומרים מסוימים מגיבים על ללא השתתפות של אנזימים, מאז הפעלת אנרגיה גבוהה מדי. שיווי משקל התגובה אינו משמרת בתוספת של האנזים.

שיעור התגובה - כמות מוצר תגובה הופיעה ונעדרים של יחידת הזמן.

תלות של מהירות התגובה על גודל פיזיקלי מימדים ריכוז המצע שמאפיין - קבוע מיכאליס.

פעילות מולקולרית - מספר מולקולות המצע, אשר הומרו מולקולה אחת של אנזים ליחידת זמן.