Содержание
- Что такое катализатор?
- Фермент: определение и открытие
- Основы фермента
- Ферментативная активность
- Хорошо известные ферменты
- Ферментная номенклатура
- Ферментные классы
Ферменты - это молекулы, в частности, белки, которые помогают ускорить биохимические реакции, взаимодействуя с ингредиентами (реагентами и продуктами), не меняя их постоянно. Этот процесс упрощения известен как катализи, соответственно, сами ферменты идентифицируются как катализаторы.
Ферменты, как и многие игроки в мире микробиологии, могут иметь длинные и громоздкие имена, почти все из которых заканчиваются на "-ase". Но если вы знакомы с формальной системой, в которой названы ферменты, вы можете разгадать множество загадок, касающихся конкретной функции ферментов, не зная точно, какую реакцию катализирует этот фермент.
Что такое катализатор?
В разговорной речи катализатор - это любой объект, который улучшает текучесть, эффективность или эффективность данного усилия. Если вы тренер по баскетболу и знаете, что включение в игру данного популярного игрока подстегнет толпу и команду в целом, то вы используете присутствие катализатора.
Человеческие катализаторы заставляют вещи происходить, и они имеют тенденцию заставлять людей вокруг них выглядеть максимально опытными также. Точно так же биологические катализаторы могут заставить некоторые биохимические процессы казаться почти автоматическими, когда на самом деле эти процессы спотыкаются и шатаются к неуверенному выводу в отсутствие фермента.
Катализаторы часто не записываются в формулу для химической реакции, в которой он участвует, потому что по определению катализатор остается неизменным по сравнению с его первоначальной формой в конце реакции.
Фермент: определение и открытие
К концу 1870-х годов стало известно, что что-то в дрожжах может привести к тому, что источники сахара превращаются в алкогольные напитки гораздо быстрее, чем спонтанно, и что тот же принцип ферментация применяется для выдержки сыра.
Оставленные в одиночестве при правильных условиях, некоторые виды гниющих фруктов могут в конечном итоге привести к образованию этилового спирта. Однако добавление дрожжей не только ускоряет ферментацию, но также вносит предсказуемость и меру контроля во всю химическую реакцию.
«Фермент» от греческого означает «с дрожжами». Как используется сегодня, это относится к биологический катализаторы в организмах или вещества, которые вырабатываются живой организмом и для него.
Основы фермента
Основная функция всех ферментов - катализировать метаболические процессы, происходящие в клетке. Более формальное определение фермента указывает, что фермент должен не только воздействовать на реакции в живой клетке, но и быть создан организмом - тем же или другим - также.
Отдельные ферменты могут быть описаны с точки зрения их специфичность, Это мера того, насколько исключительны отношения ферментов с его подложка или же субстраты, Субстратами являются молекулы, с которыми связываются ферменты, обычно это реагенты. Когда фермент связывается только с одним субстратом в одной реакции, это подразумевает абсолютный специфичность. Когда он может связываться с рядом различных, но химически сходных субстратов, фермент имеет группа специфичность.
Ферментативная активность
Насколько хорошо работают ферменты - то есть насколько они способны влиять на реакции, на которые они нацелены, по сравнению с нейтральными условиями - зависит от ряда факторов. К ним относятся температура и кислотность, которые влияют на стабильность всех белков, а не только ферментов.
Как и следовало ожидать, увеличение количества субстрата может увеличить скорость реакции, если фермент уже не «насыщен»; и наоборот, добавление ферментов может ускорить реакцию на данном уровне субстрата и может позволить добавить больше субстрата, не сталкиваясь с потолком производства.
Скорость исчезновения субстрата (и появления реагента) в реакциях, в которых участвуют ферменты, не является линейной, а скорее имеет тенденцию замедляться, когда реакция близится к завершению. Это представлено на графике зависимости концентрации от времени нисходящим уклоном, который с течением времени становится более постепенным.
Хорошо известные ферменты
Почти любой список ферментов, включающих самые известные и наиболее изученные, почти наверняка содержит катализаторы в гликолизе, цикле лимонной кислоты (то есть, Кребса или трикарбоновой кислоты) или оба. Эти процессы, каждый из которых состоит из множества отдельных реакций, включают расщепление глюкозы до пирувата в цитоплазме клетки и превращение пирувата во вращающийся ряд промежуточных соединений, которые в конечном итоге обеспечивают возможность аэробного дыхания.
Два фермента, участвующих в ранней части гликолиза глюкозо-6-фосфатазы а также фосфофруктокиназы, в то время как цитрат-синтаза является основным игроком в цикле лимонной кислоты.
Можете ли вы предсказать, что могут сделать эти ферменты, основываясь на их названиях? Если нет, попробуйте еще раз через пять минут.
Ферментная номенклатура
Название фермента может не соскользнуть с языка с легкостью, но такова стоимость использования химии. Большинство названий состоят из двух слов: первое идентифицирует субстрат, на котором действует фермент, а второе - тип реакции (подробнее об этом втором атрибуте в следующем разделе).
Хотя подавляющее число названий ферментов оканчивается на «-азу», многие важные и хорошо изученные не имеют. Любой список ферментов, относящихся к пищеварению человека, будет включать трипсин а также пепсин, Однако суффикс фермента «-аза» сам по себе означает не что иное, как тот факт, что рассматриваемый белок фактически является ферментом и не затрагивает функциональных деталей.
Ферментные классы
Существует шесть основных классов ферментов, разделенных на категории в зависимости от их функции. Большинство этих классов также включают подклассы. Их имена помогают определить, что они делают, но только если вы знаете какой-нибудь греческий или латынь.