Kandungan
Enzim adalah molekul protein kritikal dalam sistem hidup yang, sekali disintesis, biasanya tidak berubah menjadi beberapa jenis molekul lain, seperti bahan yang diambil sebagai bahan api untuk proses pencernaan dan pernafasan (contohnya, gula, lemak, oksigen molekul). Ini kerana enzim adalah pemangkin, yang bermaksud bahawa mereka boleh mengambil bahagian dalam tindak balas kimia tanpa mereka sendiri berubah, sedikit seperti moderator debat awam yang idealnya menggerakkan peserta dan penonton ke arah kesimpulan dengan menetapkan syarat-syarat hujah sementara tidak menambah maklumat yang unik.
Lebih 2,000 enzim telah dikenal pasti, dan setiap satunya terlibat dengan satu tindak balas kimia tertentu. Oleh itu, enzim adalah substrat khusus. Mereka dikelompokkan menjadi kelas setengah lusin berdasarkan jenis tindak balas yang mereka ambil.
Asas Enzim
Enzim membenarkan sejumlah besar tindak balas berlaku di dalam badan di bawah syarat-syarat homeostasis, atau keseluruhan baki biokimia. Sebagai contoh, banyak enzim berfungsi dengan baik di paras pH (keasidan) yang dekat dengan pH yang biasanya dikekalkan oleh badan, yang berada dalam julat 7 (iaitu, tidak alkali atau berasid). Enzim-enzim lain berfungsi dengan baik pada pH rendah (keasidan tinggi) kerana permintaan alam sekitar mereka; Sebagai contoh, bahagian dalam perut, di mana beberapa enzim pencernaan beroperasi, sangat berasid.
Enzim mengambil bahagian dalam proses dari pembekuan darah ke sintesis DNA ke pencernaan. Ada yang hanya terdapat dalam sel dan mengambil bahagian dalam proses yang melibatkan molekul kecil, seperti glikolisis; yang lain dirahsiakan secara langsung ke dalam usus dan bertindak pada perkara pukal seperti makanan menelan.
Kerana enzim adalah protein dengan massa molekul yang cukup tinggi, masing-masing mempunyai bentuk tiga dimensi yang berbeza. Ini menentukan molekul tertentu di mana mereka bertindak. Selain menjadi bergantung kepada pH, bentuk kebanyakan enzim adalah bergantung kepada suhu, bermakna bahawa ia berfungsi paling baik dalam julat suhu yang sempit.
Bagaimana Enzim berfungsi
Kebanyakan enzim berfungsi dengan menurunkan tenaga pengaktifan tindak balas kimia. Kadang-kadang, bentuk mereka membawa reaktan secara fizikal rapat bersama dalam gaya, mungkin, seorang jurulatih pasukan sukan atau pengurus kumpulan kerja yang berusaha mendapatkan tugas yang dilakukan dengan lebih cepat. Dipercayai bahawa apabila enzim mengikat kepada reaktan, bentuknya berubah dengan cara yang menstabilkan reaktan dan menjadikannya lebih mudah terdedah kepada perubahan kimia apa yang melibatkan reaksi.
Reaksi yang boleh dilakukan tanpa input tenaga dipanggil reaksi eksotermik. Dalam tindak balas ini, produk, atau bahan kimia yang terbentuk semasa tindak balas, mempunyai tahap tenaga yang lebih rendah daripada bahan kimia yang berfungsi sebagai bahan reaksi. Dengan cara ini, molekul, seperti air, "mencari" tahap mereka sendiri (tenaga); atom "lebih suka" berada dalam perkiraan dengan jumlah tenaga yang lebih rendah, sama seperti aliran air menurun ke titik fizikal yang paling rendah. Meletakkan semua ini bersama-sama, adalah jelas bahawa tindak balas eksotermik sentiasa berlaku secara semulajadi.
Walau bagaimanapun, hakikat bahawa tindak balas akan berlaku walaupun tanpa input tidak ada apa-apa mengenai kadar di mana ia akan berlaku. Sekiranya bahan yang diambil ke dalam badan secara semula jadi akan berubah menjadi dua bahan derivatif yang dapat berfungsi sebagai sumber langsung tenaga selular, ini tidak baik jika reaksi secara semulajadi mengambil masa beberapa jam atau hari untuk diselesaikan. Juga, walaupun jumlah tenaga produk lebih tinggi daripada reaktan, jalan tenaga bukanlah cerun menurun lurus pada graf; Sebaliknya, produk mesti mencapai tahap tenaga yang lebih tinggi dari yang mereka mulai supaya mereka dapat "mengatasi bonggol" dan tindak balasnya dapat diteruskan. Pelaburan awal tenaga ke dalam reaktan yang terbayar dalam bentuk produk adalah seperti yang dinyatakan di atas tenaga pengaktifan, atau Ea.
Jenis Enzim
Tubuh manusia termasuk enam kumpulan utama, atau kelas, enzim.
Oxidoreductases meningkatkan kadar pengoksidaan dan tindak balas pengurangan. Dalam tindak balas ini, juga dipanggil reaksi redoks, salah satu reaktan menyerahkan sepasang elektron yang keuntungan reaktan lain. Penyokong pasangan elektron dikatakan teroksidasi dan bertindak sebagai agen pengurangan, sementara penerima pasangan elektron dikurangkan dipanggil agen pengoksida. Cara yang lebih mudah untuk meletakkan ini adalah bahawa dalam reaksi seperti ini, atom oksigen, atom hidrogen atau kedua-duanya dipindahkan. Contohnya termasuk cytochrome oxidase dan lactate dehydrogenase.
Pemindahan kelajuan sepanjang pemindahan kumpulan-kumpulan atom, seperti metil (CH3), asetil (CH3CO) atau amino (NH2), dari satu molekul ke molekul lain. Asetat kinase dan alanine deaminase adalah contoh pemindahan.
Hidrolase mempercepat reaksi hidrolisis. Reaksi hidrolisis menggunakan air (H2O) untuk memecah ikatan dalam molekul untuk menghasilkan dua produk anak perempuan, biasanya dengan melekatkan -OH (kumpulan hidroksil) dari air ke salah satu produk dan satu-H (atom hidrogen) ke yang lain. Sementara itu, molekul baru terbentuk daripada atom-atom yang dipindahkan oleh komponen-H dan -OH. Enzim pencernaan lipase dan sucrase adalah hydrolases.
Lyase meningkatkan kadar penambahan satu kumpulan molekul kepada ikatan berganda atau penghapusan dua kumpulan dari atom-atom berdekatan untuk membuat ikatan berganda. Bertindak seperti hydrolases, kecuali komponen yang dikeluarkan tidak dipindahkan oleh air atau bahagian air. Kelas enzim ini termasuk decalboxylase oxalate dan lyase isocitrate.
Isomerases mempercepat reaksi isomerisasi. Ini adalah tindak balas di mana semua atom asal dalam reaktan disimpan, tetapi disusun semula untuk membentuk isomer reaktan. (Isomer adalah molekul dengan rumus kimia yang sama, tetapi susunan yang berbeza.) Contohnya termasuk isomerase glukosa-fosfat dan alanin racemase.
Ligases (juga dipanggil synthetases) meningkatkan kadar penyambungan dua molekul. Mereka biasanya melakukan ini dengan menggunakan tenaga yang diperolehi daripada pecahan adenosine trifosfat (ATP). Contoh-contoh ligase termasuk asetil-CoA synthetase dan ligase DNA.
Enzim Enzim
Selain perubahan suhu dan pH, faktor lain dapat menyebabkan aktiviti enzim berkurang atau ditutup. Dalam proses yang dipanggil interaksi allosteric, bentuk enzim berubah sementara apabila molekul mengikat sebahagian daripadanya dari mana ia bergabung dengan reaktan. Ini membawa kepada kehilangan fungsi. Kadang-kadang ini berguna apabila produk itu sendiri berfungsi sebagai penghambat allosteric, kerana ini biasanya merupakan tanda tindak balas yang telah diteruskan ke titik di mana produk tambahan tidak lagi diperlukan.
Dalam perencatan yang kompetitif, bahan yang dipanggil sebatian pengawalseliaan bersaing dengan reaktan untuk tapak mengikat. Ini seolah-olah cuba untuk meletakkan beberapa kunci kerja pada kunci yang sama pada masa yang sama. Jika cukup banyak sebatian pengawal selia bergabung dengan jumlah enzim yang cukup tinggi, ia melambatkan atau menutup laluan reaksi. Ini boleh membantu farmakologi kerana ahli mikrobiologi boleh merekabentuk sebatian yang bersaing dengan tapak pengikat enzim bakteria, menjadikannya lebih sukar bagi bakteria untuk menyebabkan penyakit atau bertahan dalam tubuh manusia.
Dalam perencatan yang tidak kompetitif, molekul menghalang mengikat enzim di tempat yang berbeza dari tapak aktif, sama seperti yang berlaku dalam interaksi allosteric. Penghambatan yang tidak dapat dipulihkan berlaku apabila penghambat secara kekal mengikat atau secara signifikan merendahkan enzim supaya fungsinya tidak dapat pulih. Gas saraf dan penisilin kedua-duanya menggunakan jenis perencatan ini, walaupun dengan niat besar-besaran berbeza dalam fikiran.