Biyolojik katalizör performansı ve örnekler



bir biyolojik katalizör veya biocatalyst canlı proteinler içinde meydana gelen kimyasal reaksiyonları hızlandırma kapasitesine sahip, genellikle protein kökenli bir moleküldür. Katalizör protein molekülleri enzimlerdir ve RNA niteliğindeki olanlar ribozimlerdir. Bu yazıda, en iyi bilinen biyolojik katalizörler olan enzimleri keşfetmeye odaklanacağız.

Enzimlerin yokluğunda, hücrede meydana gelen ve hayata izin veren çok sayıda reaksiyon gerçekleşememiştir. Bunlar, 10'a yakın büyüklükteki süreçlerin hızlandırılmasından sorumludur.6 - ve bazı durumlarda çok daha büyük.

indeks

  • 1 Kataliz
  • 2 Enzimler
    • 2.1 Enzim nedir?
    • 2.2 Enzimlerin özellikleri
    • 2.3 Enzimlerin adlandırılması ve sınıflandırılması
    • 2.4 Enzimler nasıl çalışır??
    • 2.5 Enzimatik inhibitörler
    • 2.6 Örnekler
  • 3 Biyolojik katalizörler (enzimler) ve kimyasal katalizörler arasındaki fark
    • 3.1 Enzimler tarafından katalizlenen reaksiyonlar daha hızlı gerçekleşir
    • 3.2 Çoğu enzim fizyolojik koşullarda çalışır
    • 3.3 özgüllük
    • 3.4 Enzimatik düzenleme doğrudur
  • 4 Kaynakça

kataliz

Bir katalizör, bir kimyasal reaksiyonun hızını söz konusu reaksiyonda tüketilmeden değiştirebilen bir moleküldür.

Kimyasal reaksiyonlar enerji içerir: reaksiyona dahil olan ilk moleküller veya reaktifler bir derece enerji ile başlar. “Geçiş durumuna” ulaşmak için ek bir miktar enerji emilir. Daha sonra, enerji ürünlerle birlikte serbest bırakılır..

Tepkenler ve ürünler arasındaki enerji farkı ΔG olarak ifade edilir. Ürünlerin enerji seviyeleri, reaktanlardan daha büyükse, reaksiyon endergoniktir ve kendiliğinden değildir. Buna karşılık, eğer ürünlerin enerjisi düşükse, reaksiyon ekzonomik ve spontandır.

Bununla birlikte, eğer bir reaksiyon kendiliğinden ise, bunun kayda değer bir hızda gerçekleşeceği anlamına gelmez. Reaksiyonun hızı *G * 'ye (yıldız işareti aktivasyon enerjisine atıfta bulunur) bağlıdır..

Okuyucu, enzimlerin işleyişinin nasıl gerçekleştiğini anlamak için bu kavramları akılda tutmalıdır.

enzimler

Enzim nedir?

Enzimler, esas olarak proteinlerden oluşan, inanılmaz karmaşıklığa sahip biyolojik moleküllerdir. Proteinler sırayla uzun amino asit zincirleridir..

Enzimlerin en göze çarpan özelliklerinden biri hedef moleküldeki özgüllükleridir - bu moleküle substrat denir.

Enzimlerin özellikleri

Enzimler çeşitli şekillerde bulunur. Bazıları tamamen proteinlerden oluşurken, diğerleri kofaktör (metaller, iyonlar, organik moleküller, vb.) Olarak adlandırılan protein olmayan bölgelere sahiptir..

Bu nedenle, bir apoenzim kofaktörü olmayan bir enzimdir ve apoenzim ve kofaktörü kombinasyonuna holoenzim denir.

Onlar oldukça büyük boyutta moleküllerdir. Bununla birlikte, enzimin sadece küçük bir bölgesi, substrat ile reaksiyona doğrudan katılır ve bu bölge aktif bölgedir..

Reaksiyon başladığında, enzim substrat ile birleştirilir, çünkü bir anahtar kilidiyle birleştirilir (bu model gerçek biyolojik işlemin basitleştirilmesidir, ancak işlemi göstermeye hizmet eder)..

Vücudumuzda meydana gelen tüm kimyasal reaksiyonlar enzimler tarafından katalize edilir. Aslında, eğer bu moleküller mevcut olmasaydı, reaksiyonların tamamlanması için yüzlerce ya da binlerce yıl beklememiz gerekirdi. Bu nedenle, enzimatik aktivitenin düzenlenmesi çok spesifik bir şekilde kontrol edilmelidir.

Enzimlerin adlandırılması ve sınıflandırılması

Adı sonda biten bir molekül gördüğümüzde, bunun bir enzim olduğundan emin olabiliriz (bu kuralın tripsin gibi istisnaları olmasına rağmen). Bu, enzimlerin adını belirleme konvansiyonudur..

Altı temel enzim türü vardır: oksidoredüktazlar, transferazlar, hidrolazlar, liyazlar, izomerazlar ve ligazlar; Sorumlu: sırasıyla redoks reaksiyonları, atomların transferi, hidroliz, çift bağların eklenmesi, izomerizasyon ve moleküllerin bağlanması.

Enzimler nasıl çalışır??

Kataliz bölümünde, reaksiyon hızının ΔG * değerine bağlı olduğunu belirttik. Bu değer ne kadar yüksek olursa, reaksiyon o kadar yavaş ve yavaştır. Enzim, söz konusu parametrenin azaltılmasından sorumludur - böylece reaksiyonun hızını arttırır..

Ürünler ve reaktanlar arasındaki fark aynı kalır (enzim onu ​​etkilemez), aynısının dağılımı gibi. Enzim geçiş durumunun oluşumunu kolaylaştırır.

Enzim inhibitörleri

Enzimler araştırması bağlamında, inhibitörler, katalizörün aktivitesini azaltmayı başaran maddelerdir. İki tipe ayrılırlar: rekabetçi ve rekabetçi olmayan önleyiciler. Birinci tip olanlar, alt tabaka ile rekabet eder ve diğerleri.

Genel olarak inhibisyon işlemi geri dönüşlüdür, ancak bazı inhibitörler enzime neredeyse kalıcı olarak bağlı kalabilir.

Örnekler

Hücrelerimizde ve tüm canlıların hücrelerinde büyük miktarda enzim vardır. Bununla birlikte, en iyi bilinenler, diğerleri arasında glikoliz, Krebs döngüsü, elektron taşıma zinciri gibi metabolik yollara katılanlardır..

Süksinat dehidrojenaz, süksinatın oksidasyonunu katalize eden bir oksidoredüktaz tipi enzimdir. Bu durumda, reaksiyon iki hidrojen atomunun kaybını içerir..

Biyolojik katalizörler (enzimler) ve kimyasal katalizörler arasındaki fark

Biyolojik olanlar gibi reaksiyonların hızını artıran kimyasal nitelikte katalizörler vardır. Bununla birlikte, her iki molekül tipi arasında dikkate değer farklılıklar vardır..

Enzim katalizli reaksiyonlar daha hızlı gerçekleşir

İlk olarak, enzimler reaksiyon hızını 10'a yakın büyüklüklerde artırmayı başarırlar.6 10'a kadar12. Kimyasal katalizörler de hızı arttırır, ancak yalnızca birkaç büyüklük sırası.

Çoğu enzim fizyolojik koşullarda çalışır

Biyolojik reaksiyonlar canlıların içinde gerçekleştiğinden, optimal koşulları sıcaklık ve pH'ın fizyolojik değerlerini çevreler. Öte yandan kimyagerler sert sıcaklık, basınç ve asitlik koşullarına ihtiyaç duyarlar..

özgüllük

Enzimler, katalize ettikleri reaksiyonlarda çok spesifiktir. Çoğu durumda, yalnızca bir substratla veya birkaçıyla çalışırlar. Belirlilik, ürettikleri ürün türü için de geçerlidir. Kimyasal katalizörlerin substratları aralığı daha geniştir.

Enzim ve substrat arasındaki etkileşimin özelliğini belirleyen kuvvetler, aynı proteinin (Van der Waals etkileşimleri, elektrostatik, hidrojen bağları ve hidrofobik) konformasyonunu belirleyenle aynıdır..

Enzimatik düzenleme kesindir

Son olarak, enzimler daha büyük bir regülasyon kapasitesine sahiptir ve bunların aktivitesi, hücre içerisindeki farklı maddelerin konsantrasyonuna göre değişmektedir..

Düzenleyici mekanizmalar arasında allosterik kontrolü, enzimlerin kovalent modifikasyonunu ve sentezlenen enzim miktarındaki değişimi buluruz.

referanslar

  1. Berg, J.M., Stryer, L. ve Tymoczko, J.L. (2007). biokimya. Geri döndüm.
  2. Campbell, M.K., ve Farrell, S. O. (2011). Biyokimya. Altıncı baskı. Thomson. Brooks / Cole.
  3. Devlin, T.M. (2011). Biyokimya ders kitabı. John Wiley & Sons.
  4. Koolman, J. ve Röhm, K. H. (2005). Biyokimya: metin ve atlas. Ed. Panamericana Medical.
  5. Mougios, V. (2006). Egzersiz biyokimyası. İnsan Kinetiği.
  6. Müller-Esterl, W. (2008). Biyokimya. Tıp ve yaşam bilimleri için temeller. Geri döndüm.
  7. Poortmans, J.R. (2004). Egzersiz biyokimyasının prensipleri. Karger.
  8. Voet, D., ve Voet, J.G. (2006). biokimya. Ed. Panamericana Medical.