Istraktura at Function ng isang Enzyme

Upang maunawaan ang istraktura at pag-andar ng mga enzymes, mahalaga na malaman kung ano sila. Sa madaling salita, ang mga enzyme ay mga protina na nagpapabilis sa mga proseso ng metabolikong cellular sa pamamagitan ng pagpapabilis ng rate ng reaksyon sa pagitan ng biomolecules. Ang buhay ay hindi umiiral nang walang pagkakaroon ng mga enzymes.

Ang mga enzymes na pinaka-karaniwang catalyze kemikal reaksyon na kung hindi man ay hindi maaaring mangyari sa pamamagitan ng pagbaba ng activation enerhiya sa isang mas "abot-kayang" na antas para sa mga cell. Ang ilang mga enzymes ay maaari pa ring baligtarin ang reaksyon (o mga reaktibiti) mula sa direksyon na karaniwan nang gagawin sa pamamagitan ng pagbawas ng enerhiya ng pagsasaaktibo (Ea) hanggang sa ang reaksyon ay pinapaboran ang reverse direction. Ang bahagi ng kung ano ang ginagawang espesyal ng enzymes ay upang mapadali ang mga reaksiyon na ito nang hindi binago ang paraan ng pagsunog ng gasolina kapag ginamit.

Patuloy nilang mapadali ang reaksyon pagkatapos ng reaksyon.

Ang mga enzyme ay maaaring ihiwalay gamit ang iba't ibang pamamaraan ng paglilinis ng protina. Ang kadalisayan ng isang enzyme paghahanda ay sinusukat sa pamamagitan ng pagtukoy nito tiyak na aktibidad.

Paano Gumagana ang mga ito

Para sa isang kemikal na reaksyon na mangyari, ang mga molekula na kasangkot ay dapat sumalungat sa isa't isa sa ilalim ng mga angkop na kondisyon, at ito ay mga enzym na tumutulong upang lumikha ng mga angkop na kondisyon kapag ipinakilala sa mga banggaan na ito. Halimbawa, sa ilalim ng normal na kondisyon, nang walang pagkakaroon ng angkop na enzyme, ang mga molecular glucose at phosphate molekula sa glucose-6-phosphate ay mananatiling magkatabi sa isa't isa. Ipakilala ang hydrolase enzyme, glucose-6-phosphatase, at ang mga molecule ng glucose at phosphate ay maghihiwalay sa isa't isa.

Komposisyon

Ang enzymes ay maaaring magkaroon ng molecular weights mula sa halos 10,000 hanggang mahigit 1 milyon. Ang molekular na timbang ay ang kabuuan ng atomic na timbang ng mga atomo ng isang molecule. Sa kimika, ang salitang ito ay may kaugaliang ginagamit nang magkakaiba sa molecular mass. Ang ilang mga enzymes ay may mga molecular weights na nahulog sa ibaba ng hanay na nakalista sa itaas.

Ang isang maliit na bilang ng mga enzymes ay hindi mga protina ngunit binubuo ng mga maliliit na catalytic RNA molecule. Kadalasan, ang mga enzymes ay mga complex na multiprotein na binubuo ng isang bilang ng mga indibidwal na mga subunit ng protina.

Maraming mga enzymes ang nagpapalabas ng mga reaksiyon nang walang tulong, ngunit ang ilan ay nangangailangan ng isang karagdagang bahagi ng nonprotein na tinatawag na cofactor. Ang mga cofactor ay maaaring mga inorganic ion tulad ng Fe²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, o Zn²⁺, o binubuo ng organic o metallo-organic na mga molecule na kilala bilang co-enzymes.

Pag-uuri

Ang mga enzyme ay inuri sa anim na kategorya ayon sa mga reaksiyon na catalyze nila. Ang pinaka-karaniwan sa anim ay ang tatlong ito:

• Oxidoreductases catalyze reaksyon ng oksihenasyon kung saan ang mga elektron ay naglalakbay mula sa isang molekula patungo sa isa pa. Ang isang halimbawa ay ang dehydrogenase ng alak, na nag-convert ng mga alkohol sa aldehydes o ketones. Ang enzyme na ito ay gumagawa ng mas kaunting nakakalason sa alak habang pinuputol ito. Mayroon din itong mahalagang papel sa proseso ng pagbuburo.
• Mga Transfer catalyze ang transportasyon ng isang functional na grupo mula sa isang molekula sa isa pa. Ang mga aminotransferases ay isang magandang halimbawa. Pinapalitan nila ang pagkasira ng amino acid sa pamamagitan ng pag-alis ng mga grupo ng amino.
• Hydrolase enzymes catalyze hydrolysis o ang proseso kung saan ang mga solong bono ay pinaghiwa-hiwalay sa pagkakalantad sa tubig. Ang glucose-6-phosphatase ay isang halimbawa ng hydrolase na nag-aalis ng grupo ng phosphate mula sa glukosa-6-phosphate, na nag-iiwan ng glucose at H3PO4 (phosphoric acid).

Ang tatlong mas karaniwang mga enzymes ay:

• Lyase catalyze ang paglabag sa iba't ibang mga bono ng kemikal sa pamamagitan ng iba pang hydrolysis at oksihenasyon, na kadalasang bumubuo ng bagong double bond o isang bagong istrakturang singsing. Ang Pyruvate decarboxylase ay isang halimbawa ng isang lyase na nag-aalis ng CO2 (carbon dioxide) mula sa pyruvate.
• Isomerases catalyze shift sa estruktura sa mga molecule, nagiging sanhi ng pagbabago sa hugis. Ang isang halimbawa ay ribulose phosphate epimerase, na catalyzes ang interconversion ng ribulose-5-phosphosphate at xylulose-5-phosphosphate.
• Ligases ang namamahala sa katalisis ng ligation, na kilala rin bilang kombinasyon ng isang pares ng substrates, o mga reactant. Ang isang magandang halimbawa ay hexokinases, isang ligase na catalyzes ang interconversion ng glucose at ATP na may glucose-6-phosphosphate at ADP.

Mga Halimbawa sa Araw-araw na Buhay

Ang isa sa mga pinaka-karaniwang mga halimbawa kung paano ang mga enzyme na nakakaapekto sa mga elemento ng pang-araw-araw na buhay ay nagmumula sa anyo ng mga sabon at detergente. Ang mga enzymes sa mga detergent sa paglilinis ay nagpapasama sa mga protina na nagiging sanhi ng mantsa, at ang mga lipase ay tumutulong na matunaw ang mantsa ng mantsa. Gumagana ang Thermotolerant at cryotolerant enzymes sa matinding temperatura-mainit o malamig-at kapaki-pakinabang para sa mga prosesong pang-industriya kung saan ang mga mataas na temperatura ay kinakailangan o para sa bioremediation sa ilalim ng masasakit na kalagayan, tulad ng sa Arctic.

Sa industriya ng pagkain, ang mga enzymes ay ginagamit upang i-convert ang almirol sa asukal, nagse-save ng pera sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa mga sweetener na mabuo mula sa higit pa sa tubo. Sa industriya ng damit, ang mga enzyme ay nakakatulong na mabawasan ang mga impurities sa koton at bawasan ang pangangailangan para sa mga potensyal na nakakapinsalang kemikal kapag tanning leather.

Ang industriya ng plastik ay patuloy na naghahanap ng mga paraan upang bumuo ng mga nabubulok na produkto na maaaring mas madaling masira.