Entsyymit: Kuinka ne toimivat ja mitä he tekevät
Entsyymit auttavat nopeuttamaan kemiallisia reaktioita ihmiskehossa. Ne sitoutuvat molekyyleihin ja muuttavat niitä tietyillä tavoilla. Ne ovat välttämättömiä hengitykselle, ruoan sulattamiselle, lihasten ja hermojen toiminnalle tuhansien muiden roolien joukossa.
Tässä artikkelissa selitämme, mikä entsyymi on, miten se toimii, ja annamme joitain yleisiä esimerkkejä entsyymeistä ihmiskehossa.
Perusteet
Entsyymit rakennetaan proteiineista, jotka on taitettu monimutkaisiin muotoihin; niitä on läsnä koko kehossa.
Kemialliset reaktiot, jotka pitävät meidät hengissä - aineenvaihduntamme - riippuvat entsyymien suorittamasta työstä.
Entsyymit nopeuttavat (katalysoivat) kemiallisia reaktioita; joissakin tapauksissa entsyymit voivat saada aikaan kemiallisen reaktion miljoonia kertoja nopeammin kuin se olisi ollut ilman sitä.
Substraatti sitoutuu entsyymin aktiiviseen kohtaan ja muuttuu tuotteiksi. Kun tuotteet poistuvat aktiivisesta kohdasta, entsyymi on valmis kiinnittymään uuteen substraattiin ja toistamaan prosessin.
Mitä entsyymit tekevät?
Ruoansulatusjärjestelmä - entsyymit auttavat kehoa hajottamaan suuremmat kompleksimolekyylit pienemmiksi molekyyleiksi, kuten glukoosiksi, jotta keho voi käyttää niitä polttoaineena.
DNA-replikaatio - jokainen kehosi solu sisältää DNA: ta. Joka kerta, kun solu jakautuu, kyseinen DNA on kopioitava. Entsyymit auttavat tässä prosessissa avaamalla DNA-kelat ja kopioimalla tiedot.
Maksaentsyymit - maksa hajottaa toksiinit kehossa. Tätä varten se käyttää erilaisia entsyymejä.
Kuinka entsyymit toimivat
"Lukko ja avain" -mallia ehdotettiin ensimmäisen kerran vuonna 1894. Tässä mallissa entsyymin aktiivinen kohta on tietty muoto, ja vain substraatti mahtuu siihen, kuten lukko ja avain.
Tätä mallia on nyt päivitetty ja sitä kutsutaan indusoiduksi malliksi.
Tässä mallissa aktiivinen kohta muuttaa muotoa vuorovaikutuksessa substraatin kanssa. Kun substraatti on täysin lukittu ja tarkkaan asentoonsa, katalyysi voi alkaa.
Täydelliset olosuhteet
Entsyymit voivat toimia vain tietyissä olosuhteissa.Suurin osa ihmiskehon entsyymeistä toimii parhaiten noin 37 ° C: n lämpötilassa. Alemmissa lämpötiloissa ne toimivat edelleen, mutta paljon hitaammin.
Vastaavasti entsyymit voivat toimia vain tietyllä pH-alueella (hapan / emäksinen). Heidän mieltymyksensä riippuu siitä, missä ne ovat kehossa. Esimerkiksi entsyymit suolistossa toimivat parhaiten 7,5 pH: ssa, kun taas mahassa olevat entsyymit toimivat parhaiten pH 2: ssa, koska vatsa on paljon happamampi.
Jos lämpötila on liian korkea tai ympäristö on liian hapan tai emäksinen, entsyymi muuttaa muotoa; tämä muuttaa aktiivisen kohdan muotoa siten, että substraatit eivät voi sitoutua siihen - entsyymi on denaturoitunut.
Kofaktorit
Jotkut entsyymit eivät voi toimia, elleivät niihin ole kiinnitetty tiettyä ei-proteiinimolekyyliä. Näitä kutsutaan kofaktoreiksi. Esimerkiksi hiilihappoanhydraasi, entsyymi, joka auttaa ylläpitämään kehon pH: ta, ei voi toimia, ellei se ole kiinnittynyt sinkki-ioniin.
Esto
Kehon järjestelmien oikean toiminnan varmistamiseksi entsyymejä on joskus hidastettava. Esimerkiksi, jos entsyymi valmistaa liikaa tuotetta, on oltava tapa vähentää tai lopettaa tuotanto.
Entsyymien toimintaa voidaan estää monin tavoin:
Kilpailevat inhibiittorit - molekyyli estää aktiivisen kohdan siten, että substraatin on kilpailtava inhibiittorin kanssa kiinnittyä entsyymiin.
Ei-kilpailevat estäjät - molekyyli sitoutuu entsyymiin muualle kuin aktiiviseen kohtaan ja vähentää sen tehokkuutta.
Kilpailuttamattomat estäjät - estäjä sitoutuu entsyymiin ja substraattiin sen jälkeen, kun ne ovat sitoutuneet toisiinsa. Tuotteet poistuvat aktiivisesta kohdasta vähemmän helposti, ja reaktio hidastuu.
Palauttamattomat estäjät - peruuttamaton estäjä sitoutuu entsyymiin ja inaktivoi sen pysyvästi.
Esimerkkejä spesifisistä entsyymeistä
Ihmiskehossa on tuhansia entsyymejä, tässä on vain muutama esimerkki:
- Lipaasit - ryhmä entsyymejä, jotka auttavat sulattamaan rasvaa suolistossa.
- Amylaasi - auttaa muuttamaan tärkkelyksiä sokereiksi. Amylaasia löytyy syljestä.
- Maltaasi - löytyy myös syljestä; hajottaa sokerimaltoosin glukoosiksi. Maltoosia löytyy elintarvikkeista, kuten perunoista, pastasta ja oluesta.
- Trypsiini - löytyy ohutsuolesta, hajottaa proteiinit aminohapoiksi.
- Laktaasi - löytyy myös ohutsuolesta, hajottaa laktoosin, maidossa olevan sokerin, glukoosiksi ja galaktoosiksi.
- Asetyylikoliiniesteraasi - hajottaa hermojen ja lihasten välittäjäaine asetyylikoliinin.
- Helicase - purkaa DNA: ta.
- DNA-polymeraasi - syntetisoi DNA deoksiribonukleotideista.
Pähkinänkuoressa
Entsyymeillä on valtava osa ihmiskehon päivittäisessä juoksussa. Sitoutumalla ja muuttamalla yhdisteitä ne ovat elintärkeitä ruoansulatuskanavan, hermoston, lihasten ja monen muun toiminnan kannalta.
