2011-veres-Zaklyuchne--Biohimiya

11

В ензиматичних реакціях, молекули, що вступають в перетворення, називають субстратами, які згодом перетворюються в інші молекули, котрі називають продуктами.

Більшість всіх процесів у біологічній клітині потребують ензимів для їх проходження з підвищеною швидкістю.

Оскільки ензими вибірково каталізують реакції з певними субстратами, то підвищується тільки кілька реакцій серед інших можливих, а такий набір ензимів визначає метаболічний шлях у клітині.

Більшість ензимів є набагато більшими за субстрат і тому вони діють тільки своєю малою частиною (біля 3–4 амінокислот) у каталітичному процесі.

Область, на якій зосереджені ―активні‖ залишки амінокислот, зв'язує субстрат і там проходить відповідна реакція. Таку область називають активним сайтом.

Ензими також мають місця – сайти, які зв'язують кофактори, що необхідні для каталізу.

Деякі ензими також мають зв'язувальні сайти для малих молекул, часто прямих чи непрямих продуктів або ж субстратів каталізованої реакції.

16

Як всі каталізатори, ензими працюють зі зниженням енергії активації (Ea) реакції, що таким чином сильно підвищує швидкість її.

Внаслідок цього продукти утворюються швидше і реакція швидше досягає відповідної рівноваги.

Реакції, каталізовані ензимами, відбуваються в мільйон раз швидше, за

реакції без них. Наприклад:

(у тканинах; висока CO2 концентрація)

(в легенях; низька CO2 концентрація)

17

Енергетичні етапи хімічної реакції. Субстратам потрібно багато енергії, щоб досягнути переходу для перетворення в продукти. Ензим стабілізує стан переходу, знижуючи енергію, необхідну для утворення продуктів.

18

Механізм для односубстратної ензимної реакції. Ензим (E) зв'язує субстрат (S) внаслідок чого утворюється продукт (P).

19

Міжнародна спілка біохімії і молекулярної біології розробила номенклатура для ензимів, КФ; кожний ензим описується послідовністю 4-х чисел, представлених ―КФ".

Перше число представляє клас ензиму, який базується на механізмі реакції.

20

ЕС або КФ (класифікація ферментів)

КФ 1 Оксидоредуктази: каталізують реакції окислення/відновлення

CH3CH2OH + NAD+ 

 (CH3)CHO + NADH + H+

оксидоредуктаза (алкогольдегідрогеназа)

КФ 2 Трансферази: переносять функціональні групи (наприклад, метильну чи фосфатну групу)

Глюкоза + ATФ 

 Глюкоза-6-фосфат + AДФ

трансфераза (гексокіназа)

21

КФ 3 Гідролази: каталізують гідроліз різних зв'язків

ATФ + H2O  AДФ + Фi

гідролаза (АТФаза)

КФ 4 Ліази: розрізають різні зв'язки, відмінні від таких як гідроліз і окислення

ліаза (піруват декарбоксилаза)

22

ізомераза (малеат ізомераза)

КФ 6 Лігази: об'єднують дві молекули з ковалентними зв'язками.

CH3(CO)COO- + ATФ + CO2 

 AДФ + Фi + -OOC-CH2 (C0) COO-

(оксалоацетат) лігаза (піруваткарбоксилаза)