Enzymen (enzymen) zijn organische verbindingen met een hoog molecuulgewicht van eiwitachtige aard, die de rol van biologische katalysatoren in het lichaam spelen.
Enzym werkingsmechanisme
Opheldering van de onderliggende mechanismende katalytische werking van enzymen is een van de fundamentele taken en urgente problemen, niet alleen van de enzymologie, maar ook van de moderne moleculaire biochemie en biologie.
Lang voordat schoonenzymen en hun aard werd opgehelderd, werd de overtuiging gevormd dat de verbinding van het enzym met het substraat van doorslaggevend belang is voor de uitvoering van het enzymatische proces. Pogingen om de complexe verbinding van het enzym met het substraat lange tijd te detecteren, leidden niet tot succes, aangezien een dergelijk complex labiel is, het zeer snel uiteenvalt. Het gebruik van de spectroscopische methode maakte het mogelijk om enzym-substraatcomplexen te identificeren voor catalase, peroxidase, alcoholdehydrogenase en flavine-afhankelijke enzymen.
De methode van structurele röntgenanalyse is toegestaanveel belangrijke informatie krijgen over de structuur en katalytische mechanismen van enzymactie. Deze methode werd gebruikt om de verbinding van substraatanalogen tot stand te brengen met de enzymen lysozym en chymotrypsine.
Een direct bewijs van bestaanEnzym-substraatcomplexen werden verkregen voor gevallen waarin in een van de stadia van de katalytische cyclus het enzym aan het substraat is gebonden door een covalente binding. Een voorbeeld is de hydrolysereactie van p-nitrofenylacetaat gekatalyseerd door chymotrypsine. Wanneer het enzym wordt gemengd met deze ester, wordt chymotrypsine geacetyleerd op de hydroxylgroep van het reactieve serineresidu. Deze fase is snel, maar de hydrolyse van acetylchymotrypsine met de vorming van acetaat en vrij chymotrypsine is veel langzamer. Daarom hoopt acetylchymotrypsine zich op in de aanwezigheid van n-nitrofenylacetaat, wat gemakkelijk te detecteren is.
De aanwezigheid van een substraat in het enzym kan zijn"Vangen" door het onstabiele EC-complex om te zetten in een inactieve vorm, bijvoorbeeld door het enzym-substraatcomplex te behandelen met natriumboorhydride, wat een sterk reducerend effect heeft. Een vergelijkbaar complex in de vorm van een stabiel covalent derivaat werd gevonden in het enzym aldolase. Het bleek dat de e-aminogroep van lysine een interactie aangaat met het substraatmolecuul.
Het substraat interageert met het enzym in een specifiek deel, dat het actieve centrum of actieve zone van het enzym wordt genoemd.
Onder het actieve centrum, of actieve zone,ze begrijpen dat deel van het enzymatische eiwitmolecuul dat zich combineert met het substraat (en cofactoren) en de enzymatische eigenschappen van het molecuul bepaalt. Het actieve centrum bepaalt de specificiteit en katalytische activiteit van het enzym en moet een structuur zijn met een bepaalde mate van complexiteit, aangepast voor nauwe nabijheid en interactie met het substraatmolecuul of zijn delen die rechtstreeks bij de reactie betrokken zijn.
Onder de functionele groepen zijn er die inde samenstelling van de "katalytisch actieve" plaats van het enzym en het vormen van een plaats die een specifieke affiniteit verschaft (binding van het substraat aan het enzym) - het zogenaamde contact of "anker" (of adsorptieplaats van de actieve plaats van het enzym).
Het werkingsmechanisme van enzymen wordt verklaard door de Michaelis-Menten-theorie. Volgens deze theorie vindt het proces plaats in vier fasen.
Enzymwerkingsmechanisme: stadium I
Er ontstaat een binding tussen het substraat (C) en het enzym (E) - er ontstaat een enzym-substraatcomplex EC, waarin de componenten met elkaar verbonden zijn door covalente, ionische, water- en andere bindingen.
Enzymwerkingsmechanisme: stadium II
Het substraat wordt geactiveerd onder invloed van het aangehechte enzym en komt beschikbaar voor de overeenkomstige reacties van EC-katalyse.
Enzymwerkingsmechanisme: stadium IІI
EU-katalyse is aan de gang. Deze theorie is bevestigd door experimenteel onderzoek.
En tot slot wordt stadium IV gekenmerkt door het vrijkomen van het enzymmolecuul E en de producten van reactie P. De volgorde van transformaties kan als volgt worden weergegeven: E + C - EC - EC * - E + P.
Specificiteit van enzymwerking
Elk enzym werkt op een specifiek substraatof een groep stoffen die qua structuur vergelijkbaar zijn. De specificiteit van de enzymwerking wordt verklaard door de gelijkenis van de configuratie van het actieve centrum en het substraat. Tijdens het interactieproces wordt een enzym-substraatcomplex gevormd.
