Sisältö
- Mikä on katalysaattori?
- Entsyymi: määritelmä ja löytö
- Entsyymin perusteet
- Entsyymiaktiivisuus
- Tunnetut entsyymit
- Entsyymien nimikkeistö
- Entsyymiluokka
Entsyymit ovat molekyylejä, erityisesti proteiineja, jotka auttavat nopeuttamaan biokemiallisia reaktioita vuorovaikutuksessa ainesosien (reagenssien ja tuotteiden) kanssa muuttamatta niitä pysyvästi. Tämä helpotusprosessi tunnetaan nimellä katalyysi, ja vastaavasti entsyymit itse tunnistetaan katalyyttejä.
Entsyymeillä, kuten monilla mikrobiologiamaailman toimijoilla, voi olla pitkät ja hankalat nimet, melkein kaikki päättyvät "-ase". Mutta jos tunnet muodollisen järjestelmän, jossa entsyymit nimetään, voit purkaa paljon mysteerejä tietystä entsyymien toiminnasta tietämättä tarkalleen, mitä reaktiota tämä entsyymi katalysoi.
Mikä on katalysaattori?
Kielellä katalyytti on mikä tahansa yksikkö, joka parantaa tietyn yrityksen virtausta, tehokkuutta tai vaikuttavuutta. Jos olet koripallovalmentaja ja tiedät, että tietyn suositun pelaajan asettaminen peliin potkaisee väkijoukon ja koko joukkueen, niin hyödynnät katalysaattorin läsnäoloa.
Ihmiskatalyytit saavat asiat tapahtumaan, ja heillä on taipumus saada ihmiset ympärilleen myös näyttämään maksimaalisesti taitavaksi. Samalla tavoin biologiset katalyytit voivat saada tietyt biokemialliset prosessit näyttämään melkein automaattisilta, kun tosiasiassa nämä prosessit kompastuisivat ja astuisivat kohti varmennettua johtopäätöstä entsyymin puuttuessa.
Katalyyttejä ei usein kirjoiteta kemiallisen reaktion kaavaan, johon se osallistuu, koska määritelmän mukaan katalyytti on muuttumaton alkuperäisestä muodostaan reaktion lopussa.
Entsyymi: määritelmä ja löytö
1870-luvun loppupuolella oli käynyt ilmi, että hiivassa oleva aine voi aiheuttaa sokerilähteiden morfisoitumista alkoholijuomiin paljon nopeammin kuin voi tapahtua spontaanisti, ja että sama käyminen levitetään juuston vanhentamiselle.
Jotkut mättivät hedelmät voivat jättää yksin oikeissa olosuhteissa lopulta johtaa etyylialkoholin muodostumiseen. Hiivan lisääminen ei kuitenkaan vain nopeuta käymistä, vaan tuo myös sekä ennustettavuuden että kontrollin mittarin koko kemialliseen reaktioon.
"Entsyymi" on kreikan kielestä ilmaisua "hiivan kanssa". Nykyään käytettynä se viittaa biologinen organismeissa olevat katalyytit tai aineet, joita tuotetaan sekä elävässä järjestelmässä että sen hyväksi.
Entsyymin perusteet
Kaikkien entsyymien päätehtävänä on katalysoida solun sisällä tapahtuvat metaboliset prosessit. Muodollisempi entsyymimääritelmä täsmentää, että entsyymin ei tarvitse vain reagoida elävän solun sisällä esiintyviin reaktioihin, vaan sen on myös luonut organismi - sama tai erilainen -.
Yksittäisiä entsyymejä voidaan kuvata niiden perusteella erityispiirteet. Tämä on mitta siitä, kuinka eksklusiivinen entsyymisuhde on sen kanssa substraatti tai substraatit. Substraatit ovat molekyylejä, joihin entsyymit sitoutuvat, yleensä reagensseja. Kun entsyymi sitoutuu vain yhteen substraattiin yhdessä reaktiossa, tämä tarkoittaa absoluuttinen erityispiirteet. Kun entsyymi voi sitoutua joukkoon erilaisia, mutta kemiallisesti samanlaisia substraatteja, entsyymillä on ryhmä erityispiirteet.
Entsyymiaktiivisuus
Se, kuinka hyvin entsyymit toimivat - ts. Kuinka paljon ne kykenevät vaikuttamaan tavoitteisiinsa neutraaleihin olosuhteisiin verrattuna - riippuu monista tekijöistä. Näitä ovat lämpötila ja happamuus, jotka vaikuttavat kaikkien proteiinien, ei vain entsyymien, stabiilisuuteen.
Kuten luulisi, substraatin määrän lisääminen voi lisätä reaktionopeutta, kunhan entsyymi ei ole jo "kylläinen"; päinvastoin, entsyymien lisääminen voi nopeuttaa reaktiota tietyllä substraattitasolla ja voi antaa mahdollisuuden lisätä enemmän substraattia ilman, että se menee läpi tuotantokattoa vasten.
Substraatin katoamisnopeus (ja reagenssin ulkonäkö) reaktioissa, joissa entsyymejä on mukana, ei ole lineaarinen, vaan pyrkii pikemminkin hidastumaan, kun reaktio lähestyy loppuun. Tätä edustaa pitoisuusgraafikossa ajan suhteen laskeva kaltevuus, joka muuttuu asteittaiseksi ajan kuluessa.
Tunnetut entsyymit
Melkein missä tahansa entsyymien luettelossa, joka sisältää tunnetuimmat ja parhaiten tutkitut, on melkein varmasti katalyyttejä glykolyysi-, sitruunahappo- (ts. Krebs- tai trikarboksyylihapposykli) tai molemmissa. Näihin prosesseihin, joista kukin koostuu monista yksittäisistä reaktioista, sisältyy glukoosin hajoaminen pyruvaatiksi solusytoplasmassa ja pyruvaatin muuttuminen pyöriviksi välituotesarjoiksi, jotka viime kädessä sallivat aerobisen hengityksen.
Kaksi entsyymiä, jotka osallistuvat glykolyysin varhaiseen osaan, ovat glukoosi-6-fosfataasin ja fosfofruktokinaasi-, taas sitraattisyntaasi on tärkeä toimija sitruunahapposyklissä.
Voitko ennustaa mitä nämä entsyymit voisivat tehdä nimiensä perusteella? Jos ei, yritä uudelleen noin viidessä minuutissa.
Entsyymien nimikkeistö
Entsyymin nimi ei välttämättä rullaa kieltä helposti, mutta sellainen on kemian omaksumisen kustannus. Suurin osa nimistä koostuu kahdesta sanasta, joista ensimmäinen identifioi substraatin, jolla entsyymi toimii, ja toinen osoittaa kyseessä olevan reaktion tyypin (lisää tästä toisesta ominaisuudesta seuraavassa osiossa).
Vaikka valtava määrä entsyymien nimiä päättyy "-aasiin", useat tärkeät ja hyvin tutkitut eivät ole. Jokainen luettelo ihmisten sulamiseen liittyvistä entsyymeistä sisältää trypsiini ja pepsiini. Entsyymi-loppuliite "-ase" merkitsee kuitenkin yksinään muuta kuin tosiasiaa, että kyseinen proteiini on itse asiassa entsyymi, eikä se käsittele funktionaalisia yksityiskohtia.
Entsyymiluokka
Entsyymejä on kuusi suurta luokkaa, jotka on jaettu luokkiin funktionsa perusteella. Suurimpaan osaan näistä luokista sisältyy myös alaluokkia. Heidän nimensä ovat hyödyllisiä määritettäessä, mitä he tekevät, mutta vain jos tiedät jonkin kreikan tai latinan kielen.