Koenzimek és kofaktorok
Mint a többi funkcionális fehérjék, enzimek vannak osztva egyszerű és összetett. Egyszerű enzimek - fehérjék egyszerű, megépítésük a aminosavak és hidrolízis csak bonthatók aminosavak. Kifinomult enzimek - amelyek komplex fehérjék, ezek állhat egyetlen fehérje és nem-fehérje komponenseket. Az ő hidrolízis mellett a szabad aminosavak, nem-fehérje része felszabadul, vagy a termékeket annak bomlási.
A fehérje része egy komplex nevű enzim apoenzim, nem-fehérje része - kofaktor. Kofaktorok eltérő kémiai természete és változhat a kötés erőssége a apoenzim. A kofaktor lehet elvégezni a különböző fémionok, valamint más szervetlen ionok.
Szerves anyagok nem aminosav jellegét használják kofaktorok, úgynevezett koenzimek. A koenzim a apoenzimmel formában holoenzimben.
A koenzim apoenzimmel + ↔ holoenzimben
Egyes esetekben, egy élő sejt egyensúlyi ebben a reakcióban erősen jobbra tolódott, és a koenzim erősen társított annak fehérje részét, azokat nem választja el a izolálás és tisztítás. Ez az úgynevezett koenzim prosztetikus csoport.
Meg kell jegyezni, az egyik megkülönböztető jellemzője az összetett enzimek az a tény, hogy nem co-faktor (beleértve koenzim), sem apoenzim maga rendelkezik katalitikus aktivitása nemcsak azok egyesítése egyetlen egység biztosítja a gyors kémiai reakció.
Koenzimek összetett szerves anyagok, a molekulák sokkal kisebb, mint az enzim-molekula. Koenzimek tud hatolni át a biológiai membránokon, fűtés általában nem okoz változásokat a szerkezetükben.
A funkció a koenzim részt vesznek a katalitikus reakcióban, az enzim mennyisége és kémiai szerkezete változatlan marad megjelenésű. Tény, koenzim egyik szubsztrátok az enzimatikus reakció, azaz Úgy működik, mint egy ko-szubsztrát. A reakció alatt a koenzim átesett kémiai átalakításokat, amely pontosan ellentétes előfordulók a szubsztrát. Például, a redox reakciók, a szubsztrát molekula oxidált, és kinyerjük a koenzim-molekula. Későbbi reakciók konjugátum tisztítása koenzim változások következnek be fordított irányban, és reprodukálódik eredeti formájában.
Így, koenzimek lehet jellemezni, mint hordozók egyes atomok, elektronok, vagy kémiai csoportokat a megfelelő akceptor. A szerkezet a apoenzim határozza meg a fajlagosságot e reakció, és a koenzim szerkezet - annak típusától.
Eredet és kémiai szerkezete lehet osztani koenzimek vitamin- (vitamin) és nevitaminnye. Az első csoport a vízoldható származékai vitaminok csoport B. A készítmény tartalmazhat adenin nukleotid. Szerkezete és funkciója vitamin koenzimek a táblázatban megadott.
Azáltal nevitaminnym koenzimek elsősorban peptid és nukleotid koenzimek.
Glutation - koenzim peptid. Kémiailag ez egy tripeptid # 947-glutamil-ciszteinil-glicin. A reaktivitást határozzuk SH-csoport, cisztein, amelyek könnyen átmegy redox reakcióban. Ezért, a glutation nyerhető ki (D-SH) és oxidált (G-S-S-D) formában. A sejt glutation van jelen túlnyomórészt redukált formában. Fő funkciója áll az a tény, hogy a glutation védi az SH-csoport enzimek tiolok oxidációjához, amely diszulfidhidakat képez.
6. ábra - A reakciókat glutationnal
Az adenozin-trifoszfát (ATP) - a koenzim nukleotid természetét. Ez magában foglalja a purin bázis adenin, ribóz és három szénhidrát maradékot foszforsav. Ez a vegyület tartalmaz gazdag energia (energia-gazdag) és foszfát kötések részt vehetnek összetett anyagok szintézis reakciókban, és azt is szolgálja, mint a foszfátcsoport-donort.
7. ábra - Az adenozin-trifoszfát (ATP)
Nem-fehérje része a enzimkomplexet képviseli is fémionok. Tartalmazó enzimek az összetételében egy fémion nevezzük metalloenzimek (pl # 945-amiláz magában foglalja a Ca2 + ionok, amelyek részt vesznek a stabilizációs a térszerkezete az enzim). Eltávolítása Ezen ionok elvesztéséhez vezet az enzim aktivitását. Más esetekben, fémionok szolgálhat aktivátorok enzimek - a reakció léphet fel hiányában ezen ionok.
Sok koenzimek és prosztetikus csoportok enzimek származnak vitaminokat - szerves anyagok, amelyek nem szintetizált az emberi szervezetben, és kívánatos, mint egy része élelmiszer. Ezeket nevezik vitamin ko-enzimek. A molekula ilyen koenzim aktív komponenst összekötő a hordozható csoport, ez egy vitamin. A többi koenzim molekulának specifikus kötődése az apoenzim egy szigorúan meghatározott orientációban. Eredő betegségek emberekben egy hiányzó vitaminokat az étrendben, amelyek következtében metabolikus betegségek által koncentrációjának csökkentésére konkrét koenzimek, enzim reakciók.
A legfontosabb vitamin a koenzimek:
Tiamindifosfata (THP) egy származékát a B1-vitamin; részt vesz a oxidatív dekarboxilezése piruvát és # 945; -ketoglutarovoy savak. A formula ábrán látható.
Piridoxál-foszfát egy származéka a B6 vitamin; Részt vesz reakcióit transzaminálását aminosavak. A formula ábrán látható.
Koenzim NAD + (nikotinamid-adenin-dinukleotid) és NADP + (nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát) tartalmaznak azok összetételét és a PP-vitamin résztvevő redox reakciók. Csökkentett formái koenzim NADH és az NADPH kijelölt megfelelően. Formula koenzim NAD + látható az ábrán; + NADP struktúra jelenléte jellemzi további foszfát-csoport, a második helyzetben a ribóz adenin nukleotidok.
Oktatási redukált formáján nikotinamid nukleotid képviselt az ábrán:
Koenzim FAD (flavin-adenin-dinukleotid) és FMN (flavin-mononukleotid) tartalmaznak azok összetételét és a B2-vitamin részt vesznek redox reakciók. Csökkentett formái koenzim kijelölt FADN2 és FMNN2 rendre.
Koenzim-A (CoA-SH) egy származéka B3-vitamin (pantoténsav) és részt vesz transzfer reakciókban a zsírsav-maradék (acilezési reakciók).
5,6,7,8-tetrahidrofolsav (tetrahidrofolsav) egy származékát vitamin Su (folsav), és részt vesz egy szénatomos transzfer reakciók csoportok: metil (CH3), metilén (-CH2-), metenilnoy (-CH =), formil- (-COH) és mások.
Methylcobalamin (tartalmaz B12-vitamin), és szintén részt vesz az átadás egy metilcsoport.
Biotin (H-vitamint) aktiválásában részt vevő CO2, és az átviteli karboxilcsoportok (karbonizáció reakciók).
Jelenleg több mint két ezer katalizált kémiai reakciókat enzimek, és ez a szám folyamatosan növekszik. Kell vezetni egy ilyen sor transzformációk. sürgősen szükség van egy szisztematikus osztályozása és nómenklatúra, amellyel bármilyen enzim lehet pontosan azonosítani. Nómenklatúra melyet közepéig XX században, nagyon messze volt a tökéletestől. A kutatók, nyit egy új enzimet, amely adta a nevét a saját, ami elkerülhetetlenül zavart eredményezne, és mindenféle ellentmondások. Egyes nevek voltak rossz, a másik nem mond semmit a természet a katalizált reakció. A tudósok különböző iskolák gyakran használnak különböző neveket ugyanaz az enzim, vagy éppen ellenkezőleg, ugyanazt a nevet több különböző enzimeket.
A besorolás alapja a legfontosabb jel, amelyben az egyik enzim eltér a másik - ez által katalizált reakció őket. A több típusú kémiai reakciók viszonylag kicsi, ami lehetővé tette, hogy osztani az összes jelenleg ismert enzimek a 6 fő osztályát, attól függően, hogy milyen típusú katalizált reakció. Ezek az osztályok a következők:
oxidoreduktázok (redox reakciók);
transzferáz (Transfer funkciós csoportok);
hidroláz (reakciókban víz felosztása);
liáz (szétválasztás részvétele nélkül a víz);
izomeráz (izomer transzformáció);
ligáz (szintézis a kiadási ATP molekulák).
Enzimek Az egyes osztályokba alosztályokba osztják, vezérli a szerkezet a szubsztrátok. A alosztályok enzimek egyesítjük, hogy aktus hasonló szubsztrátok épített. Alosztályok osztva podpodklassy amelyben több szigorúbb tisztázni a szerkezettel a kémiai csoportok egymástól különböző szubsztrátok. Belül podpodklassov lista egyes enzimek. Minden egység saját besorolás számokat. Így minden enzim kap egy egyedi szám, amelyet négy, pontokkal elválasztott számból. Az első szám utal az osztály, és a második - az alosztály, a harmadik - podpodklass, a negyedik - az enzim számát belül podpodklassa. Például, az enzim # 945-amiláz, amely megtöri a keményítő, kijelölt 3.2.1.1, ahol:
3 - típusú reakcióban (hidrolízis);
2 - kapcsolat típusa a szubsztrát (glikozid);
1 - kommunikációs fajok (O-glikozid);
1 - szám enzim podpodklasse.
Beszél a besorolás enzimek, azt is meg kell jegyezni, hogy az enzimek nem minősülő egyes anyagokat, valamint katalizátorként bizonyos kémiai reakciókban. Izolált enzimek különböző biológiai forrásokból, és katalizálják a reakciót azonos különbözhetnek elsődleges szerkezete. Mindazonáltal az osztályozási listán, úgy tűnik, az ugyanazt a kódszámot.
A tudás a kódszám az enzim lehetővé teszi, hogy:
kiküszöbölése kétértelműséget, ha a különböző kutatók ugyanazt a nevet használja a különböző enzimek;
keressen információt a szakirodalmi adatbázisok hatékonyabb;
További információ a aminosavszekvenciáját a térszerkezet az enzim, kódoló gének enzimfehérjék más adatbázisokban.
osztályozási rendszer által kifejlesztett enzim Bizottság is az újonnan létrehozott különböző enzimeket, amelyek alapján konkrét irányelveket. Az ajánlások szerint a IUBMB enzimek Kétféle nevek: a rendszeres és operatív (ajánlott). Szisztematikus név, amely két részből áll. Az első rész tartalmazza a nevét, a szubsztrátum vagy szubsztrátumok, gyakran - koenzim nevét, a második rész jelzi a természet a katalizált reakció, és tartalmaz egy osztály nevét, amely az aktív enzim. Ha szükséges, további információt a reakciót a zárójelben a második része a nevét. Szisztematikus név van hozzárendelve csak azokat az enzimeket, katalitikus hatására teljesen érteni.
Például a szisztematikus neve # 945; amiláz - 1,4 # 945; -D-glükán glucanohydrolases. Természetesen a név nagyon kényelmetlen megjegyezni és megnyilatkozás. Ezért, valamint a rendszeres IUBMB Enzim Bizottság ajánlja a dolgozók (egyszerűsített) nevű enzim.
Alapvető szabályok építési szisztematikus és munkaköri különböző osztályainak enzimek:
A szisztematikus neve ennek az enzimnek osztály épül a rendszer a donor: akceptor - oxidoreductase. Szerint triviális nomenklatúra, oxidoreduktázok, lehasíthatjuk hidrogénatom vagy elektronok és át őket, hogy bármilyen akceptor, továbbá az oxigén, nevezzük dehidrogenázok. Oxidoreduktázok felhasználásával oxigént, mint egy akceptor hidrogén atomok vagy elektronokat, hogy nevezzük oxidázok. Egyes enzimek, amelyek általában túlnyomórészt helyreállító intézkedéseket, nevezzük reduktáz. Mindezek a nevek is, hogy össze egy munkacíme oxidoreduktázokkal.
Szisztematikus neve enzimek az ilyen reakciók felgyorsításában minősülnek alakja donor: akceptor (szállított csoport) transzferáz. A munka címe rendszerint jelzi csak egy specifikus szubsztrát vagy a termék mellett a neve a szállított csoportosulások.
Szisztematikus név készül formájában szubsztrát-hidroláz. A hidrolázok, amely specifikusan hasítja az egyes csoport, ez lehet jelezni egy előtag. A munka címe leggyakrabban alkotják a nevét hidrolizált szubsztrátum hozzáadásával végén -aea. Meg kell azonban jegyezni, hogy mivel a meglehetősen bonyolult, és gyakran nem teljesen azonosítható a természet a specificitása sok hidrolázok nem mindig lehetséges, hogy nekik egy szisztematikus nevét. Ezekben az esetekben ajánlatos használni empirikus neveket adott nekik az első leírást. Tehát, nincs szisztematikus neve enzimek, például pepszin, papain, a trombin.
A szisztematikus neve az enzim alapul, a következő séma szerint: egy szubsztrátumot, kilépőcsoport liáz. Ahhoz, hogy meghatározza, hogy milyen csoportot lehasítjuk, az előtagok „karboxi”, „ammónia”, „hydro”, stb Mint egy működő enzim nevek megmaradnak triviális nevek, mint a „dekarboxiláz”, „aldoláz”, „dehidratáz”, „desulfgidraza”. Liáz vannak osztva alosztályok természete szerint a törött linkeket.
A szisztematikus neve az enzim szubsztrát magában foglalja a nevét és a szó izomeráz, amely előtt jelzi a típusú izomerizáció reakciók. Blue nevű hasonlóak (néhány egyszerűsítést) szisztematikus neveket.
Szisztematikus név keletkezik a nevét csatlakoztatott szubsztrátok szóval kombinálva ligázzal. Zárójelben a termék származó hidrolízisével nukleozid-trifoszfát. A munkacím az enzimek ezen osztályának összeállított, általában a termék neve kombinálva a szót szintetáz.