Co jsou enzymy? a jak fungují?
Abychom pochopili strukturu a funkci enzymů, je nejdříve důležité vědět, jaké enzymy jsou přesně. Jednoduše řečeno, enzymy jsou bílkoviny, které se účastní buněčných metabolických procesů se schopností zvýšit rychlost reakce mezi bio-molekulami. Život by neexistoval bez přítomnosti enzymů.
Co jsou enzymy a co je dělají zvláštní ?
Enzymy nejčastěji katalyzují chemické reakce, které by se jinak neuskutečnily snížením aktivační energie na "cenově" dostupnou úroveň pro buňku.
Některé enzymy mohou dokonce zvrátit reakci (nebo reaktanty) ze směru, který by normálně přijal, snížením aktivační energie (Ea) do té míry, že reakce podporuje zpětný směr.
Enzymy mohou být izolovány použitím různých metod čištění proteinů . Čistota enzymatického přípravku se měří stanovením jeho specifické aktivity.
Složení enzymů
Enzymy mohou mít molekulovou hmotnost v rozmezí od asi 10 000 do více než 1 milion. Molekulová hmotnost je součet atomových hmotností atomů molekuly. V chemii termín má tendenci být používán zaměnitelně s molekulární hmotností. Některé enzymy mají molekulové hmotnosti, které spadají pod rozsah uvedený výše.
Malý počet enzymů není bílkovinami, ale sestává z malých molekul katalytické RNA. Enzymy jsou často komplexy s více bílkovinami, které jsou tvořeny řadou jednotlivých podjednotek bílkovin.
Mnoho enzymů katalyzuje reakce bez pomoci, ale některé vyžadují dodatečnou neproteinovou složku nazývanou spolufaktor.
Součiniteli mohou být anorganické ionty, jako Fe 2+ , Mg 2+ , Mn 2+ nebo Zn 2+ , nebo se skládají z organických nebo metaloorganických molekul známých jako koenzymy.
Jak enzymy jsou klasifikovány
Enzymy jsou klasifikovány podle reakcí, které katalyzují. Šest tříd je následující: oxidoreduktázy, transferázy, hydrolázy, lyázy, izomerázy a ligázy.
Hydrolázy, oxidoreduktázy a transferasy jsou nejpočetnějšími formami enzymů, zatímco zbývající formy enzymů jsou méně časté.
Oxidoreduktázy katalyzují oxidační reakce, při nichž elektrony cestují z jedné molekuly do druhé. Transferázy katalyzují transport funkční skupiny z jedné molekuly na druhou. Enzymy hydrolázy katalyzují hydrolýzu nebo proces, při kterém jsou jednotlivé vazby rozloženy po vystavení působení vody.
Lyasy jsou enzymy, které katalyzují přerušování různých chemických vazeb jinými prostředky než hydrolýzou a oxidací, což často vytváří novou dvojnou vazbu nebo novou kruhovou strukturu. Izomerázy katalyzují strukturální posuny v molekule, což způsobuje změnu tvaru. Ligázy jsou zodpovědné za katalýzu ligace, známé také jako kombinace dvojice substrátů nebo reakčních složek.
Příklady enzymů
Alkohol dehydrogenasa je enzym oxidoreduktázy, který převádí alkoholy na aldehydy nebo ketony. Tento enzym způsobuje, že alkohol je méně toxický, protože ho rozbíjí. Rovněž hraje klíčovou roli při procesu fermentace.
Aminotransferázy jsou transferasy, které katalyzují degradaci aminokyselin odstraněním aminoskupin.
Glukosa-6-fosfatáza je hydroláza, která odstraňuje fosfátovou skupinu z glukóza-6-fosfátu a zanechává glukózu a H3P04.
Pyruvát dekarboxyláza je lyáza, která odstraňuje CO2 z pyruvátu.
Rigulosa fosfátová epimeráza je izomeráza, která katalyzuje interkonverzi ribulos-5-fosfátu a xylulo-5-fosfátu. Konečně, hexokináza je ligáza, která katalyzuje interkonverzi glukózy a ATP s glukóza-6-fosfátem a ADP.