Enzýmy: Ako pracujú a čo robia
Enzýmy pomáhajú urýchliť chemické reakcie v ľudskom tele. Viažu sa na molekuly a menia ich špecifickými spôsobmi. Sú nevyhnutné pre dýchanie, trávenie potravy, funkciu svalov a nervov, okrem iných tisícov úloh.
V tomto článku vysvetlíme, čo je to enzým, ako funguje, a uvedieme niekoľko bežných príkladov enzýmov v ľudskom tele.
Základy
Enzýmy sú zostavené z proteínov zložených do zložitých tvarov; sú prítomné v tele.
Chemické reakcie, ktoré nás udržiavajú pri živote - náš metabolizmus - sa spoliehajú na prácu, ktorú vykonávajú enzýmy.
Enzýmy urýchľujú (katalyzujú) chemické reakcie; v niektorých prípadoch môžu enzýmy uskutočniť chemickú reakciu miliónkrát rýchlejšie, ako by to bolo bez nej.
Substrát sa viaže na aktívne miesto enzýmu a premieňa sa na produkty. Len čo výrobky opustia aktívne miesto, je enzým pripravený pripojiť sa k novému substrátu a postup opakovať.
Čo robia enzýmy?
Tráviaci systém - enzýmy pomáhajú telu rozkladať väčšie komplexné molekuly na menšie molekuly, napríklad glukózu, aby ich telo mohlo používať ako palivo.
Replikácia DNA - každá bunka vo vašom tele obsahuje DNA. Zakaždým, keď sa bunka rozdelí, je potrebné túto DNA skopírovať. Enzýmy pomáhajú v tomto procese odvíjaním DNA cievok a kopírovaním informácií.
Pečeňové enzýmy - pečeň štiepi toxíny v tele. Používa na to celý rad enzýmov.
Ako fungujú enzýmy
Model „zámok a kľúč“ bol prvýkrát navrhnutý v roku 1894. V tomto modeli má aktívne miesto enzýmu špecifický tvar a zmestí sa do neho iba substrát, napríklad zámok a kľúč.
Tento model bol teraz aktualizovaný a nazýva sa model s indukovaným prispôsobením.
V tomto modeli aktívne miesto mení tvar pri svojej interakcii so substrátom. Akonáhle je substrát úplne zaistený a v presnej polohe, môže začať katalýza.
Ideálne podmienky
Enzýmy môžu fungovať iba za určitých podmienok.Väčšina enzýmov v ľudskom tele funguje najlepšie pri telesnej teplote okolo 37 ° C. Pri nižších teplotách budú stále fungovať, ale oveľa pomalšie.
Podobne môžu enzýmy fungovať iba v určitom rozmedzí pH (kyslé / zásadité). Ich preferencia závisí od toho, kde sa v tele nachádzajú. Napríklad enzýmy v črevách fungujú najlepšie pri 7,5 pH, zatiaľ čo enzýmy v žalúdku najlepšie pri pH 2, pretože žalúdok je oveľa kyslejší.
Ak je teplota príliš vysoká alebo ak je prostredie príliš kyslé alebo zásadité, enzým zmení tvar; toto mení tvar aktívneho miesta tak, aby sa na neho substráty nemohli viazať - enzým sa stal denaturovaný.
Kofaktory
Niektoré enzýmy nemôžu fungovať, pokiaľ k nim nie je pripojená špecifická neproteínová molekula. Nazývajú sa kofaktory. Napríklad karboanhydráza, enzým, ktorý pomáha udržiavať pH tela, nemôže fungovať, pokiaľ nie je naviazaná na ión zinku.
Inhibícia
Aby sa zaistilo správne fungovanie systémov tela, je potrebné niekedy spomaliť činnosť enzýmov. Napríklad ak enzým produkuje príliš veľa produktu, musí existovať spôsob, ako znížiť alebo zastaviť produkciu.
Aktivita enzýmov môže byť inhibovaná niekoľkými spôsobmi:
Konkurenčné inhibítory - molekula blokuje aktívne miesto, takže substrát musí konkurovať inhibítoru o pripojenie k enzýmu.
Nekompetitívne inhibítory - molekula sa viaže na enzým niekde inde ako na aktívnom mieste a znižuje jeho efektivitu.
Nekompetitívne inhibítory - inhibítor sa viaže na enzým a substrát po ich vzájomnom naviazaní. Produkty ľahšie opúšťajú aktívne miesto a reakcia sa spomaľuje.
Ireverzibilné inhibítory - ireverzibilný inhibítor sa viaže na enzým a trvale ho deaktivuje.
Príklady špecifických enzýmov
V ľudskom tele sú tisíce enzýmov, tu uvádzam iba niekoľko príkladov:
- Lipázy - skupina enzýmov, ktoré pomáhajú tráviť tuky v čreve.
- Amyláza - pomáha meniť škroby na cukry. Amyláza sa nachádza v slinách.
- Maltáza - nachádza sa tiež v slinách; štiepi cukrovú maltózu na glukózu. Maltóza sa nachádza v potravinách, ako sú zemiaky, cestoviny a pivo.
- Trypsín - nachádza sa v tenkom čreve, štiepi bielkoviny na aminokyseliny.
- Laktáza - tiež sa nachádza v tenkom čreve, štiepi laktózu, cukor v mlieku, na glukózu a galaktózu.
- Acetylcholínesteráza - štiepi neurotransmiter acetylcholín v nervoch a svaloch.
- Helikáza - rozpletá DNA.
- DNA polymeráza - syntetizujte DNA z deoxyribonukleotidov.
Stručne
Enzýmy hrajú obrovskú úlohu pri každodennom chode ľudského tela. Tým, že sa viažu na zlúčeniny a menia ich, sú nevyhnutné pre správne fungovanie tráviaceho systému, nervového systému, svalov a oveľa, oveľa viac.
