hodnotil: Todd Smith, PhD

Definice

jméno
množné číslo: enzymy
cs·zyme, ˈɛnzaɪm
(biochemie) O molekuly, které působí jako katalyzátor pro urychlení specifických chemických reakcí. Enzymy jsou buď proteiny nebo RNA (ribozymy) molekuly.

Přehled

enzym je molekuly, které mohou být syntetizovány biologicky (přirozeně se vyskytující) nebo prostřednictvím jiných procesů (synteticky). Jeho hlavní funkcí je působit jako katalyzátor, který urychluje konkrétní chemickou reakci, aniž by se v procesu měnil. Enzymy jsou obvykle bílkovinné molekuly s charakteristickou sekvencí aminokyselin, které složit produkovat specifické trojrozměrné struktury, která dává molekule jedinečné vlastnosti.

proteiny jsou jednou z hlavních biomolekul; ostatní jsou uhlohydráty (zejména polysacharidy), lipidy a nukleové kyseliny. Enzymy, které jsou v přírodě proteiny, se skládají z polymerů aminokyselin. Aminokyseliny jsou spojeny peptidovými vazbami. Typ a sekvence aminokyselin v enzymatickém proteinu jsou kódovány DNA v buňce, která je produkuje. I když ne všechny enzymy jsou proteiny, ne všechny proteiny jsou také enzymy. Enzymy, které nejsou bílkovinné povahy, jsou příkladem ribozymů. Ribozym je enzym vyrobený spíše z RNA než z proteinu. Příkladem ribozymu je ribozom, což je komplex proteinových a katalytických RNA jednotek.

charakteristika

enzymy jsou často globulární. Mohou se vyskytovat jednotlivě nebo jako podjednotka v komplexu. Často jsou větší než jejich substráty. Zatímco velké vzhledem k jejich substrátům, pouze malá část enzymu je přímo zapojena do katalýzy. Toto místo zapojené do katalýzy se označuje jako katalytické místo. Dalším místem v enzymové struktuře je vazebné místo, kterým substrát reaguje nebo se váže. Katalytické místo a vazebné místo tvoří aktivní místo enzymu. Alosterické místo enzymu označuje místo, kde se může vázat jiná molekula, která způsobí, že enzym změní svou konformaci, což pak vede k jeho zvýšení nebo snížení jeho aktivity. Existují dva hlavní typy molekul, které modulují enzymovou aktivitu: (1) inhibitory a (2) aktivátory. Inhibitory jsou molekuly, které inhibují nebo snižují enzymatickou aktivitu. Aktivátory jsou molekuly, které stimulují nebo zvyšují enzymatickou aktivitu. Jiné, které mohou ovlivnit aktivitu enzymů, jsou denaturanty (chaotropní činidla). Vystavení teplotě a pH za optimálních podmínek vede k denaturaci enzymu. Denaturace způsobuje, že enzym ztrácí svou strukturu a katalytické vlastnosti. Struktura enzymu je rozhodující pro jeho funkci. Specificita enzymu je založena na jeho jedinečné 3D struktuře.

Druhy

Enzymy jsou obvykle klasifikovány a pojmenovány podle reakcí, které katalyzují. Mezinárodní unie biochemie a molekulární biologie vyvinula nomenklaturu enzymů, čísla EC. Oni jsou takto:

• EC 1 Oxidoreduktázy: katalyzují oxidačně/redukční reakce
• ES 2 Transferázy: přenos funkční skupiny (např. methyl-nebo fosfátovou skupinu)
• ES 3 Hydrolázy: katalyzují hydrolýzu různých dluhopisů
• ES 4 Lyáz: štěpit různé vazby jiným způsobem než hydrolýzou a oxidací
• ES 5 Isomerázy: katalyzují izomerace změny v rámci jedné molekuly
• ES 6 Ligázy: připojte se dvě molekuly s kovalentní vazby

Společné biologické reakce

produkci enzymů prostřednictvím syntézy proteinů zahrnuje transkripci a translaci. V buňkách je enzym generován transkripčními a translačními procesy. Transkripce je proces, při kterém mRNA šablony, kódování pořadí aminokyselin v podobě trinucleotide kód, je přepisována z DNA poskytnout šablonu pro překlad. Translace je proces, při kterém jsou aminokyseliny spojeny v určitém pořadí podle pravidel stanovených genetickým kódem. Skládá se ze čtyř fází: (1) aktivace (aminokyseliny jsou kovalentně vázané k tRNA), (2) zahájení (malá podjednotka ribozomu se váže na 5′ konci mRNA s pomocí iniciační faktory), (3) tažnost (další aminoacyl-tRNA v souladu se váže na ribozom spolu s GTP a prodloužení faktor), a (4) ukončení (místo ribozomu tváře stop kodonu). Nově vytvořená proteinová struktura bude podrobena dalším procesům, např. posttranslační modifikaci a skládání.

podobně jako jakýkoli katalyzátor by enzym byl schopen urychlit chemickou reakci bez změny rovnováhy reakce. To znamená, že katalyzátor není spotřebován v reakci. Enzym se však liší od nebiologických katalyzátorů tím, že je mnohem specifičtější. Než může enzym katalyzovat reakci, musí se nejprve vázat na svůj substrát. Podle vyvolané fit model navrhl Daniel Koshland v roce 1958, enzym prochází přetváří, jak to ovlivňuje se s jeho substrátu, přičemž substrát může také změnit tvar mírně tak, aby se nakonec zapadají do sebe. Enzym urychluje biologický proces snížením aktivační energie. Činí tak (1) stabilizací přechodového stavu, (2) poskytnutím alternativní cesty a/nebo (3) destabilizací základního stavu substrátu.
některé enzymy vyžadují pro své katalytické aktivity neproteinové molekuly zvané kofaktory. Kofaktor může být organický nebo anorganický. Kofaktory se obvykle vážou na aktivní místo enzymu. Když kofaktorem je bez závazků, enzym je označován jako apoenzyme; Když se váže enzym je označován jako holoenzyme (nicméně, holoenzyme také se odkazuje na enzym obsahující více proteinových podjednotek).

koenzym je molekula, která transportuje chemické skupiny (např. hydridový iont, fosfátová skupina, acetylová skupina, methylová skupina atd.) z jednoho enzymu do druhého. Příklady koenzymů jsou NADH, NADPH, ATP, FMN (flavin mononukleotid), FAD (flavin adenin dinukleotid), TPP (thiamin pyrofosfát) a THF (tetrahydrofolát).

Biologické funkce

Enzymy jsou biologické katalyzátory. Urychlují chemické reakce. Téměř všechny metabolické procesy používají enzymy k urychlení přeměny substrátů na produkty. Enzymy urychlují reakční rychlost asi milionkrát rychleji během procesu bez enzymu.

Etymologie

• německá enzym, Středověké řecké enzūmos, (kynuté)

příbuzné termíny:

• Kondenzační enzym
• D enzym
• Deamidizing enzymy
• Defekt enzymu
• Trávicí enzymy
• Disproportionating enzym
• Ecori restrikční enzym
• Enzym vadu
• inhibitory Enzymu
• Enzym-násobí imunologické techniky
• Hydrolytický enzym,
• Lysosomální enzymy
• Jablečné enzym
• Značka enzym
• Modifikace enzymu,
• Starý žlutý enzym,
• Proteolytické enzymy,
• Repressible enzym
• Rozdělení enzymů
• Terminál kromě enzymu

Viz také

• katalyzátor
• protein