Mekanizmi i veprimit të enzimeve

Enzimat (enzimat) janë komponime organike të molekulës së lartë të natyrës së proteinave që kryejnë në trup rolin e katalizatorëve biologjikë.

Mekanizmi i veprimit të enzimeve

Shqyrtimi i mekanizmave që mbështesin veprimin katalitik të enzimeve është një nga detyrat themelore dhe problemet urgjente jo vetëm të enzimologjisë, por edhe të biokimisë moderne molekulare dhe biologjisë.

Shumë kohë para se enzimat e pastra të bëheshin të disponueshme dhe se natyra e tyre u sqarua, u krijua bindja se lidhja e enzimës me substratin është vendimtare për zbatimin e procesit enzimatik. Përpjekjet për të zbuluar një kompleks kompleks të enzimës me substratin për një kohë të gjatë nuk çuan në sukses, meqë një kompleks i tillë është labil, ai prishet shumë shpejt. Përdorimi i metodës së spektroskopisë bëri të mundur identifikimin e komplekseve të substancës enzimatike për katalazën, peroksidazën, dehidrogjenazën e alkoolit, enzimat e flavin-varur.

Metoda e analizës së shpërndarjes me rreze X bëri të mundur marrjen e shumë të dhënave të rëndësishme mbi strukturën dhe mekanizmat katalitikë të veprimit të enzimeve. Kjo metodë u përdor për të vendosur lidhjen e analogëve të substratit me enzimat lizozimë dhe kimotripsinë.

Disa dëshmi të drejtpërdrejta për ekzistencën e komplekseve të substancës enzimatike u morën për rastet kur në një fazë të ciklit katalitik enzimi lidhet me substratin nga një lidhje kovalente. Një shembull është reaksioni i hidrolizës i acetonit n-nitrofenil katalizuar nga kimotripsina. Kur enzimi përzgjidhet me këtë eter, kimotripsina acetilizohet në grupin hidroksil të mbetjeve serine reaktive. Kjo fazë vazhdon me shpejtësi, megjithatë, hidroliza e acetilkymotropinës me formimin e acetatit dhe kimotripsina të lira është shumë më e ngadalshme. Prandaj, në prani të acetatit n-nitrofenil, akumulohet acetilkymotripsina, e cila është e lehtë për t'u zbuluar.

Prania e një substrati në enzimë mund të "kapet" duke transferuar një kompleks të paqëndrueshëm të KE në një formë joaktive, për shembull duke trajtuar kompleksin enzimë-substrat me borohidrid natriumi, i cili ka një veprim të fortë reduktimi. Një kompleks i ngjashëm në formën e një derivativi të qëndrueshëm kovalent u gjet në enzimë aldolase. Doli që grupi e-amino i lizinës ndërvepron me molekulën e substratit.

Substrati ndërvepron me enzimë në një pjesë specifike, të quajtur qendra aktive, ose zona aktive e enzimës.

Nën qendrën aktive, ose zonën aktive, nënkuptohet ajo pjesë e molekulës së proteinës enzimatike që lidhet me substratin (dhe kofaktorët) dhe përcakton vetitë enzimatike të molekulës. Qendra aktive përcakton specifitetin dhe aktivitetin katalitik të enzimës dhe duhet të jetë një strukturë e një shkalle të caktuar të kompleksitetit, e përshtatur për qasje të ngushtë dhe ndërveprim me molekulën e substratit ose pjesët e tij të përfshira direkt në reaksion.

Midis grupeve funksionale, pjesa e pjesës "katalitikisht aktive" të enzimës dallon dhe formon një vend që siguron një afinitet specifik (lidhja e substratit në enzimë) - të ashtuquajturat kontakt, ose "spirancë" (ose vendi i adsorpimit të qendrës aktive të enzimes).

Mekanizmi i veprimit të enzimeve shpjegon teorinë Michaelis-Menten. Sipas kësaj teorie, procesi ndodh në katër faza.

Mekanizmi i veprimit të enzimeve: Faza I

Midis substratit (C) dhe enzimit (E) formohet një lidhje - krijohet një kompleks enzimë-substrate i KE-së në të cilin përbërësit janë të lidhur së bashku nga bunda kovalente, jonike, ujore dhe të tjera.

Mekanizmi i veprimit të enzimeve: Faza I

Substrati nën veprimin e enzimes së bashkangjitur aktivizohet dhe bëhet i disponueshëm për reagimet korresponduese të katalizatorit të BE-së.

Mekanizmi i veprimit të enzimeve: Faza IІI

Kataliza e KE është duke u kryer. Kjo teori konfirmohet nga studimet eksperimentale.

Së fundi, faza IV karakterizohet nga çlirimi i molekulës së enzimës E dhe produkteve të reaksionit P. Sekuenca e transformimeve mund të shprehet si më poshtë: E + C - EC - EC * - E + P.

Specifikimi i veprimit të enzimeve

Çdo enzimë vepron në një substrat specifik ose grup substanca që janë të ngjashme në strukturë. Specifikimi i veprimit të enzimeve shpjegohet nga ngjashmëria e konfigurimit të qendrës aktive dhe substratit. Gjatë ndërveprimit, formohet një kompleks enzimë-substrate.