מה הם אנזימים? וכיצד הם פועלים?
כדי להבין את המבנה והתפקוד של האנזימים, חשוב קודם לדעת מה אנזימים בדיוק. במילים פשוטות, אנזימים הם חלבונים המשתתפים בתהליכים מטבוליים תאיים עם היכולת לשפר את קצב התגובה בין ביו מולקולות. החיים לא היו קיימים ללא נוכחות אנזימים.
מה הם אנזימים ומה עושה אותם מיוחדים ?
אנזימים בדרך כלל מזרזים תגובות כימיות שעלולות שלא להתרחש על ידי הפחתת האנרגיה ההפעלה לרמה יותר "סבירים" עבור התא.
אנזימים מסוימים יכולים אפילו להפוך את התגובה (או המגיבים) מהכיוון שבדרך כלל זה ייקח על ידי הפחתת אנרגיית ההפעלה (Ea) עד כדי כך שתגובת התגובה תהיה בכיוון ההפוך.
אנזימים ניתן לבודד באמצעות שיטות טיהור חלבון שונים. טוהר ההכנה האנזים נמדד על ידי קביעת הפעילות הספציפית שלו.
הרכב האנזימים
אנזימים יכולים להיות משקולות מולקולריים הנעים בין 10,000 ליותר ממיליון. משקל מולקולרי הוא סכום המשקולות האטומיים של אטומי המולקולה. בכימיה, המונח נוטה לשמש לסירוגין עם המסה המולקולרית. לאנזימים מסוימים יש משקולות מולקולריות שנופלות מתחת לטווח הנזכר לעיל.
מספר קטן של אנזימים אינם חלבונים אלא מורכבים ממולקולות רנאליות קטליטיות קטנות. לעתים קרובות, האנזימים הם קומפלקסים מרובי חלבונים המורכבים ממספר יחידות חלבון בודדות.
אנזימים רבים מזרזים תגובות ללא עזרה, אך חלקן דורשות מרכיב נוסף שאינו חלבון הנקרא גורם משותף.
גורמים משותפים עשויים להיות יונים אנאורגניים כגון Fe 2 + , Mg 2 + , Mn 2 + , או Zn 2 + , או מורכבים אורגני או metallo אורגני מולקולות המכונה co-אנזימים.
כיצד אנזימים מסווגים
אנזימים מסווגים על פי התגובות שהם מזרזים. שש שכבות הן כדלקמן: oxidoreductases, העברות, hydrolases, lyases, isomerases, ו ligases.
Hydrolases, oxidoreductases, והעברות הן צורות רבות ביותר של אנזימים, ואילו צורות הנותרות של אנזימים נפוצים פחות.
Oxidoreductases לזרז תגובות חמצון שבו אלקטרונים לנסוע ממולקולה אחת לאחרת. הטרנספורמציות מזרזות את העברתה של קבוצה תפקודית ממולקולה אחת לאחרת. אנזימים הידראוליים מזרזים הידרוליזה או תהליך שבו קשרים בודדים נשברים בחשיפה למים.
Lyases הם אנזימים כי לזרז את שבירת קשרים כימיים שונים על ידי אחרים מאשר הידרוליזה וחמצון, לעתים קרובות להרכיב קשר כפול חדש או מבנה טבעת חדשה. איזומרס מזרז שינויים מבניים במולקולה, מה שגורם לשינוי צורה. ליגאזות הם האחראים על קטליזה של קשירת, הידוע גם בשם שילוב של זוג מצעים, או מגיבים.
דוגמאות של אנזימים
אלכוהול dehydrogenase הוא אנזים oxidoreductase הממיר אלכוהידים אלדהידים או קטונים. אנזים זה עושה אלכוהול פחות רעיל כפי שהוא שובר אותו. זה גם משחק תפקיד מפתח בתהליך התסיסה.
Aminotransferases הן טרנזיסטורים המזרזים את התדרדרות חומצות האמינו על ידי הסרת קבוצות אמינו.
גלוקוז 6-פוספטז הוא hydrolase המסיר את קבוצת פוספט מ גלוקוז -6 פוספט, עוזב גלוקוז ו H 3 PO 4 .
Decarboxylase Pyruvate הוא lyase מסיר CO 2 מ pyruvate.
Rimulose phimate epimerase הוא איזומרז כי מזרז את interconversion של ריבולוז -5 פוספט ו xylulose-5-phosphate. ולבסוף, hexokinaseis ligase כי catalyzes interconversion של גלוקוז ו ATP עם גלוקוז -6 פוספט ו ADP.