Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +

Enzymy-biokatalizatory reakcji metabolicznych Urszula Grygier Beata Jancarz

Co to są enzymy? Enzymy to biologiczne katalizatory reakcji metabolicznych, które obniżają energię aktywacji reakcji. W układach poza komórkowych łatwym sposobem przyspieszenia przebiegu procesów chemicznych jest podniesienie temperatury, co zwiększa reaktywność cząsteczek. W organizmie jednak ze względu na wrażliwość białek, jest to nie możliwe i dlatego niezbędnym staje się obniżenie energii aktywacji reakcji przy pomocy enzymów. 3

Budowa enzymów Większość enzymów ma budowę białkową. Te makrocząsteczki doskonale pełnią swoje funkcje, ponieważ: Wykazują ogromną różnorodność kształtów ułożonych w przestrzeni łańcuchów polipeptydowych co pozwala na dopasowanie ich do różnych substratów; Małe cząsteczki łatwo przyłączają się do białek zmieniając ich kształt co pozwala regulować aktywność enzymów; Wykazują różnorodność ugrupowań bocznych aminokwasów je budujących co umożliwia tworzenie różnorodnych centrów aktywnych. 4

Budowa enzymów 5

Przebieg reakcji enzymatycznej E + S ES E + P Warunkiem zajścia reakcji enzymatycznej jest połączenie się apoenzymu z właściwym substratem. Następuje ono w miejscu zwanym centrum aktywnym, czyli tym fragmencie łańcucha polipeptydowego apoenzymu, który zawiera reaktywne grupy funkcyjne. W ten sposób powstaje kompleks enzym-substrat /ES/ gdzie obniżona zostaje energia aktywacji reakcji. Jego utworzenie jest możliwe gdy substrat pasuje do centrum aktywnego. Za dopasowanie to odpowiedzialny jest między innymi koenzym. 6

Przebieg reakcji enzymatycznej 7

Specyfika działania (jeden enzym katalizuje jeden rodzaj reakcji) Cechy enzymów Nie zużywanie się w czasie reakcji (nie mogą on jednak „pracować” w nieskończoność, dlatego w komórce następuje ciągła ich synteza). Specyfika działania (jeden enzym katalizuje jeden rodzaj reakcji) Wrażliwość na temperaturę Wrażliwość na pH 8

Klasyfikacja enzymów 9 Ze względu na rodzaj katalizowanej reakcji: oksydoreduktazy - katalizują reakcje redoks czyli utleniania i redukcji transferazy - katalizują przenoszenie grup chemicznych lub atomów z jednego związku na drugi hydrolazy - katalizują rozkład złożonych związków organicznych do związków prostszych z udziałem cząsteczek wody /do tej grupy należą enzymy trawienne/ liazy - katalizują reakcje rozpadu wiązania bez udziału wody izomerazy - katalizują reakcje przegrupowań wewnątrzcząsteczkowych - ligazy /syntetazy/ - katalizują reakcje syntez nowych wiązań chemicznych 9

Rybozymy W czasie powstawania życia na Ziemi funkcje katalizatorów pełniły nie białka lecz cząsteczki RNA. Do dziś pozostało kilka enzymów, które w całości lub częściowo są zbudowane z RNA i stąd nazwano je rybozymami. Katalizują one reakcje rozcinania powstających w jądrze komórkowym cząsteczek RNA. 10