Enzymer innen biologi. Hva er det, klassifisering, egenskaper, klasser, funksjoner

Nesten alle forskere i verden er overbevist om at et utilstrekkelig antall enzymer inne i en person forårsaker visse sykdommer. Uten disse forbindelsene vil livet uunngåelig bremse, og noen ganger til og med stoppe helt. I biologien gjør katalyse av slike stoffer mat nyttig og akselererer alle interne prosesser.

Bestemmelse av enzymer

Fra latin Begrepet "enzymer" er oversatt som "gjæring". Disse elementene kalles også enzymer, som på gresk betyr "i gjær". Disse stoffene er cellulære forbindelser. Disse biokatalysatorene gir den nødvendige levestandarden. Takket være dem går alle prosesser og reaksjoner i kroppen ganske tydelig og raskt.

Ytterligere bruk av enzymer fra andre kilder er nødvendig:

• idrettsutøvere;
• pasienter med enzymdysfunksjon;
• de som er på bedring etter sykdom;
• barn og mennesker i voksen alder;
• pasienter med dårlig helse;
• svak og tidlig begynnelse til å bli gammel;
• funksjonshemmede;
• de som har vektproblemer;
• mennesker som spiser store mengder kjøtt;
• vegetarianere;
• lider av seksuell dysfunksjon;
• gravide og kvinner som nylig har født;
• mennesker med lever- og fordøyelsesproblemer;
• nevrastenikk.

Klasser

Alle enzymer er delt inn i:

• Oksidoreduktaser, bestående av hem og vitamin. Disse enzymene er delt inn i 17 undergrupper og er involvert i redoks -prosesser. Enzymer i denne klassen inkluderer:
• Dehydrogenaser, de deler hydrogenatomer og flytter dem til neste substrat. Denne enzymundergruppen virker i prosessene for fotosyntese og respirasjon. Det inneholder:

1. isocitrat dehydrogenase;
2. leverenzymer;
3. cytokrom reduktase;
4. pyruvat dehydrogenase.

• Oksidaser (tyrosinase og cytokromoksidase) som katalyserer kombinasjonen av oksygen og hydrogen.
• Lipoksygenase.
• Peroksidase.
• Catalase.
• Transferaser, inkludert amino og glykosyltransferase, deres oppgave er å overføre radikaler.
• Hydrolaser som bryter ned molekylære bindinger med den påfølgende bindingen av vann. Denne klassen er preget av:
• Peptidaser som bryter ned proteiner til aminosyrer inkluderer:

1. karboksypeptidase;
2. trypsin;
3. pepsiner;
4. kymotrypsin.

• Glykosidaser som bryter ned oligo- og polysakkarider, for eksempel:

1. suksase;
2. maltase;
3. amylase.

• Esteraser som bryter ned fett og estere.
• Lyaser med vitamin B6 eller B1.
• Isomerase
• Syntetaser eller ligaser.

Enzymer i biologi er spesielle proteiner som er designet for å katalysere kjemiske prosesser i kroppen. De er fordøyelses- og metabolske. Førstnevnte hjelper til med å fordøye mat, og sistnevnte blir kvitt giftstoffer.

Tabellen nedenfor gir mer detaljert informasjon om typer enzymer:

Enzymnavn	Hvor er	Funksjoner
DNA -polymerase	I deoksyribonukleotider	DNA -syntese
Lipaser	I tarmen	Fordøyelse av fett
Helikase	I genceller	Unraveling DNA
Amylase	I spyttet	Konvertering av stivelse til sukker
Acetylkolinesterase	I muskler og nerver	Nedbrytning av acetylkolin
Maltase	I spyttet	Fordeling av sukker
Laktase og trypsin	I tynntarmen	Nedbrytning av sukker og proteiner

Rolle og praktisk bruk

Enzymer deltar i metabolske prosesser og realiserer også genetisk informasjon.

De også:

• Fordøy og fordøy mat.
• Kløyve og syntetisere:

1. nukleinsyrer;
2. karbohydrater;
3. proteiner;
4. fett.

• Påvirke:

1. reproduksjon;
2. pust;
3. nerver og psyke;
4. muskler.

Enzymer eller enzymer brukes i følgende bransjer:

• soler seg;
• farmasøytisk;
• mat;
• tekstil.

Proteinkatalysatorer brukes også aktivt:

• kjemisk industri;
• medisinen;
• Jordbruk;
• farmakologi;
• biokjemi;
• Genteknologi;
• molekylbiologi.

Enzymsammensetning

Proteinkatalysatorer inneholder:

• proteiner;
• konferanser (metallinneslutninger);
• koenzymer (vitaminer).

Komplekse enzymer består av en kofaktor og et apoenzym, mens enkle inneholder:

• lysozym;
• pepsin;
• trypsin.

Enzymnomenklatur og klassifisering

Enzymer i biologi er akseleratorer for alle kjemiske reaksjoner i celler. De forbedrer metabolisme og fordøyelse. Disse forbindelsene, som også kalles enzymer, jobber med objekter i kroppen (substrater) til arbeidet er fullført. Etter det går de videre til de neste målene.

Alle enzymer er individuelt nummerert fra 4 tall:

1. Klassens nummer.
2. Underklasse.
3. Underklasse.
4. Sekvensnummer i alfabetisk rekkefølge.

Funksjoner og egenskaper til enzymer

Enzymegenskaper er:

• bare binder seg til visse underlag eller svært spesifikke;
• aktivitetens avhengighet av temperatur og ph-nivå;
• høy selektivitet eller selektivitet;
• kompleks og unik proteinstruktur;
• overfølsomhet overfor kjemiske forbindelser;
• svært effektiv katalyse;
• akselerasjon av termodynamiske reaksjoner;
• veldig lavt forbruk.

Hovedegenskapene til enzymer er:

• biologisk katalisering av proteinopprinnelse;
• tap av aktivitet og koagulering under koking;
• en gradvis økning i reaksjonshastigheten;
• opprettholde temperaturen på prosessene;
• oppløsning i et vandig medium og opprettelse av kolloidale løsninger;
• hydrolyse og denaturering;
• muligheten for å dele en enorm mengde organisk materiale;
• termisk labilitet;
• absolutt og relativ spesifisitet.

Funksjoner og virkningsmekanisme

Enzymfunksjonene inkluderer:

• målrettet bruk av energi;
• en viss selektivitet av de pågående prosessene;
• en tusen ganger akselerasjon av kjemiske reaksjoner eller katalyse;
• hjelp til å konvertere underlag til sluttprodukter;
• beskyttende, som nøytraliserer xenobiotika og endotoksiner;
• regulatorisk, som forekommer i det cellulære mikroområdet;
• bakteriell gjæring;
• metabolsk;
• næringsrik;
• genetisk;
• farmakologisk;
• biosyntetisk;
• kinetisk;
• biosyntetisk.

Fordeling i kroppen

Enzymer i biologi er store proteiner som teller mer enn 4 tusen i klassen. forskjellige typer. De kombineres til hele systemer for deretter effektivt å påvirke interne biokjemiske prosesser.

Biokatalysatorer bryter ned næringsstoffer til mindre partikler for videre bruk av kroppen.

Når de interagerer med andre forbindelser i kroppen, lager enzymer enzymsubstratgrupper i en kort periode. På slutten av prosessen brytes slike komplekser ned til sluttprodukter og enzymer. Enzymer uendret etter dette kan binde seg videre med andre substratmolekyler.

Avhengig av ytelse og plassering i kroppen, er enzymer:

• organellespesifikk;
• organspesifikk;
• universell.

Generelle eller universelle enzymer:

• finnes i nesten alle molekyler i kroppen;
• katalysere prosessene for proteinbiosyntese;
• skape levekår for celler;
• akselerere energibytte.

Organspesifikke enzymer inkluderer:

• alaninaminotransferase;
• lipase;
• arginase;
• alfa-amylase;
• urokinase;
• syre og alkalisk fosfatase;
• histidase;
• sorbitol dehydrogenase;
• glutamyltransferase.

Organelle-spesifikke enzymer er strukturert og kolloidt oppløst i cytosolen.

De kan finnes i:

• ribosomer;
• celle -nukleoli og sentre;
• cytoplasma;
• mitokondrier;
• cellemembraner;
• lysosomer;
• mikrosomer.

Enzymsynteseprosess

Enzymsyntese er en del av proteinsyntesen som gener regulerer. I dette tilfellet er enzymer preget av translation og transkripsjonsreaksjoner.

Enzymatisk syntese fortsetter i henhold til følgende algoritme:

1. DNA gir først informasjon om det nødvendige enzymet.
2. Deretter blir messenger -RNA for alle aminosyrer i enzymet kodet.
3. Når det er tilstrekkelig mengde av produktet for katalyse, lukkes transkripsjon, og når det er mangelfullt, starter det tvert imot og forlenges så lenge som nødvendig.
4. Etter frigjøring av messenger -RNA i cellens cytoplasma skjer det translasjon. På den endoplasmatiske linjen av ribosomer dannes syntesen av primærkjeden fra peptidforbindelser og aminosyrer. Men på dette stadiet er proteinmolekylet ennå ikke i stand til å utføre sitt enzymatiske arbeid.
5. Videre, i det samme nettverket, begynner proteinet å vri seg, på grunn av hvilke sekundære og tertiære strukturer opprettes.
6. Etter det stopper noen enzymer syntesen. Men for å forbedre aktiv katalyse er det nødvendig med inkludering av en kofaktor og et koenzym.
7. Følgende organiske elementer av enzymer kan festes til individuelle seksjoner av den endoplasmatiske membranen:

• nukleinsyrer;
• vitaminer;
• monosakkarider;
• fett.

1. For dannelse av en kvaternær proteinstruktur til domenegruppen er det nødvendig å inkludere metallioner (kofaktorer).

Noen ganger krever en enkelt reaksjon tilstedeværelsen av flere enzymer, som kan fungere i forskjellige situasjoner. Flere former for katalysatorer og isozymer er best egnet for dette. Førstnevnte av disse enzymene dannes post-translasjonelt, mens sistnevnte er genetisk dannet.

Enzymer i biologi er de elementene i kroppen som ikke har egenskapen til å bli konsumert i løpet av arbeidet. Ved en passende temperatur økes hastigheten på slike forbindelser sterkt. På grunn av dette akselereres også reaksjonene de deltar i.

Menneskelige enzymer og arvelige sykdommer

Et stort antall forskjellige prosesser skjer hele tiden i menneskekroppen. For normal funksjon av alle interne systemer trenger celler enzymer som dirigerer reaksjoner langs riktig vei.

. Med utilstrekkelig aktivitet av enzymet eller i fravær, begynner forskjellige sykdommer å manifestere seg. Disse plagene kombineres til en generell gruppe som kalles fermentopati.

Blant typene arvelige sykdommer er:

• Lysosomale patologier, på grunn av hvilken metabolismen forstyrres og giftstoffer akkumuleres. Slike lidelser inkluderer sykdommer:

1. Teya-Sachs, med sin svakhet utvikler seg, og da svikter nervesystemet fullstendig;
2. Hurlers syndrom, som forårsaker utviklingsforsinkelse og dannelse av unormale strukturer i beinene;
3. Crabbe, noe som fører til forsinkelser i utviklingen og skadelige nerver;
4. Niemann-Pika, der nerver er skadet og leveren forstørret;
5. Fabry, som bare påvirker den mannlige delen av befolkningen og preget av smerter i lemmer;
6. Gaucher, noe som fører til smerter i bein og forstørrelse av leveren.
7. Akkumulering av metaller (hemokromatose og Wilsons sykdom).

• Galaktosemi, som vises på grunn av mangel på aktiviteten til enzymet som omdanner galaktose til glukose. Som et resultat blir dette stoffet, sammen med fosfat, ikke utskilt fra:

1. hjernebark;
2. blodserum;
3. linse;
4. erytrocytter;
5. hjerter;
6. lever;
7. muskler.

• Peroksimale lidelser i form av Zellwegers syndrom, uttrykt i:

1. nerveskade;
2. forstørrelse av leveren;
3. utvikling av unormale ansiktstrekk.

• Leucinose som fører til akkumulering av aminosyre i kroppen.

1. Frataxy, som fører til:
2. problemer med å gå;
3. hjertesmerte;
4. nerveskade.

• Fenylketonuri, som er forårsaket av patologien til fenylalaninmetabolisme, og derfor:

1. tyroksin;
2. adrenalin;
3. tyrosin;
4. melanin.
5. Sykdommer forbundet med akkumulering av glykogen, med dem:
6. muskler er skadet;
7. svakhet vises;
8. senker blodsukkeret.

Hos barn, ved fødselen, kan følgende arvelige metabolske forstyrrelser observeres:

• Fordøyelsesproblemer på grunn av enzymbrudd.
• Proteinsyntesepatologi.
• Sykdommer forbundet med nedsatt karbohydratmetabolisme:

1. glykogenose;
2. laktosemangel;
3. diabetes.

• Patologier forårsaket av funksjonsfeil i aminosyremetabolismen:

1. fenylketonuri;
2. svekket steroidmetabolisme;
3. albinisme;
4. alkaptonuri.

Arvelige metabolske lidelser manifesteres:

• trombocytopeni;
• forstyrrelser i fordøyelsessystemet;
• mental retardasjon;
• utvidelse av milten og leveren;
• lidelser i nervesystemet;
• grå stær;
• kramper og koma;
• endringer i tilstanden til hud og hår;
• spesifikk lukt av kropp og urin;
• skjelettavvik;
• muskelskader;
• immunsvikt;
• athetoser;
• myopati;
• ketoacidose tilbakefall.

For fermentopatier med arvelig karakter hos små barn er symptomene karakteristiske:

• Galaktosemi:

1. grå stær;
2. levercirrhose;
3. fettinfiltrasjon;
4. veksthemming;
5. diaré;
6. kaste opp;
7. gulsott.

• Fenylketonuri:

1. parese;
2. ataksi;
3. anfall;
4. døsighet og irritabilitet;
5. etterslep i fysisk og mental utvikling.

• Cystisk fibrose:

1. oppblåst mage;
2. blekhet;
3. konstant oppstøt;
4. angst;
5. sløvhet;
6. dyspné;
7. svakhet.

   

• Cøliaki:

1. generelt ubehag;
2. smerter i magen;
3. oppkast og kvalme;
4. forsinkelse i vekt og høyde;
5. begeistring.

• Laktosemangel:

1. mageknip;
2. økt gassdannelse;
3. diaré.

Enzymer støtter kroppens helse ved å hjelpe den med å skille innkommende mat til næringsstoffer. I biologien kalles denne prosessen spaltning. Enzymer frigjør også energi fra mat og leverer den videre til cellene. Men disse forbindelsene finnes ikke bare inne i kroppen, men også i noen gjærede matvarer.

Arvelige enzymopatier er vanligvis forårsaket av faktorer som:

• celle reseptor defekter og membran lidelser;
• fravær av et gen som dannes enzymer med;
• feil i genmolekyler.

Terapi for genetiske fermentopatier består av:

• avgiftning av skadelige metabolske produkter ved å innføre kjemikalier i blodet;
• bruk av spesielle kosttilskudd med enzymer for å forbedre materialmetabolismen;
• innføring av dietter for å utelukke visse næringsstoffer.

Interessante fakta

Blant de kjente så vel som interessante fakta om enzymer er følgende:

• Biokatalysatorer myker opp underlaget og gjør det mer fleksibelt. De løser bokstavelig talt gjenstandene for deres innflytelse og impregnerer dem med sine sekreter.
• Enzymmolekyler inneholder hundrevis og tusenvis av atomer:

1. nitrogen;
2. fosfor;
3. karbon;
4. oksygen;
5. hydrogen.

• Selv i ikke-levende organismer fortsetter enzymer å fungere. Men de gjør det allerede på en uorden. I dette tilfellet begynner disse stoffene å fordøye seg selv, og inkluderer derved autolyseprosessen. Denne reaksjonen kløver helt eller delvis alle gjenværende forbindelser.
• Biologiske nedbrytningsmidler trengs mest av idrettsutøvere og mosjonister. Dette skyldes det faktum at en akselerert metabolisme observeres i kroppene deres, som et resultat av at det er en rask tømming av reservene til deres egne enzymer.
• Biokatalysatorer er også nødvendige for foryngelse av kroppen. Tross alt forhindrer en tilstrekkelig mengde enzymer aldring og tørrhet i huden, og gir den også:

1. skinne;
2. friskhet;
3. ømhet;
4. elastisitet.

• Melk i kroppen behandler laktase. Det begynner å bli produsert inne i en person allerede i barndommen. Denne assimileringen av melk kompenserer for vitamin D -mangelen og bidrar til å opprettholde helsen i lang tid.
• Fiendene til enzymer som kan ødelegge dem er:

1. bønner;
2. poteter med spirer som allerede har dukket opp på den;
3. erter;
4. linser;
5. eggehvite.

• Protein-enzymatisk syntese skjer på ribosomer.
• Vitenskapen om biokatalysatorer er ikke enzymologi, men enzymologi.
• De viktigste enzymene er for næringsmiddelindustrien og landbruket.
• Enzymatiske reaksjoner ble først kjent og studert i fermenteringsindustrien.
• Enzymer spiller også en viktig rolle i blodpropp.
• Fysiolog Pavlov ga enzymene navnet "livets bærere".
• Takket være enzymer kan kroppen enkelt takle fordøyelsesreaksjoner.
• Et stort antall kjente biologiske omformere inne i kroppen:

1. helbrede sår;
2. fornye utslitte celler;
3. beskytte mot patogene mikrober;
4. transformere mat til byggestoffer og energi;
5. nøytralisere fremmede forbindelser og bytte avfall.

• Hovedleverandørene av hyaluronsyre og kollagen til huden er enzymer som:

1. hyaluronidase;
2. trypsin;
3. lipase;
4. bromelain;
5. kollagenase;
6. SOD;
7. papain.

• I 2009 Amerikanske forskere har oppfunnet telomerase, noe som forlenger cellens levetid. Kort tid etter ble oppdagelsen tildelt Nobelprisen. Takket være det nye enzymet endres eller eldes ikke cellene.
• Selve enzymene ble først oppdaget på 1500 -tallet. Nederlandsk J. B. Van Helmont.

Uten enzymer skjer det ikke en eneste vital reaksjon i kroppen. Det er kjent i løpet av biologien at disse stoffene er rangert som tredje i viktighet etter oksygen og vann. Enzymer er ekstremt viktige, ettersom de lar en person takle mange interne prosesser. Folk må hele tiden overvåke mengden og nivået av disse stoffene.

Videoer om enzymer i biologi

Enzymer og deres rolle i menneskekroppen: