蛋白质酵素:蛋白质酵素在体内的作用、性质、功能

科学 2023

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蛋白质酵素:蛋白质酵素在体内的作用、性质、功能
蛋白质酵素:蛋白质酵素在体内的作用、性质、功能
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每个活细胞都有很多化学反应。酶(enzymes)是具有特殊且极其重要功能的蛋白质。它们被称为生物催化剂。蛋白质酶在体内的主要功能是加速生化反应。由这些分子催化相互作用的初始试剂称为底物,最终化合物称为产物。

在自然界中,酶蛋白只在生命系统中起作用。但在现代生物技术、临床诊断、制药和医学中,使用纯化的酶或其复合物,以及系统运行和研究人员数据可视化所需的附加组件。

蛋白质酶
蛋白质酶

酶的生物学意义和性质

没有这些分子,生物体就无法发挥作用。由于酶,所有生命过程都能和谐地工作。酶蛋白在体内的主要功能是调节新陈代谢。没有它们,正常的新陈代谢是不可能的。分子活性受调节激活剂(诱导剂)或抑制剂。对照作用于不同水平的蛋白质合成。它也与完成的分子有关。

蛋白质酶的主要特性是对某种底物的特异性。并且,因此,仅催化一种或不经常催化多种反应的能力。通常这样的过程是可逆的。一种酶负责这两种功能。但这还不是全部。

蛋白质酶在体内的作用
蛋白质酶在体内的作用

酶蛋白的作用是必不可少的。没有它们,生化反应就不会进行。由于酶的作用,试剂可以在不消耗大量能量的情况下克服活化障碍。在体内,无法将温度加热到 100°C 以上或使用化学实验室等腐蚀性组件。酶蛋白与底物结合。在绑定状态下,修改发生在后者的后续版本中。这就是化学合成中使用的所有催化剂的工作原理。

酶蛋白分子的组织水平是多少?

通常这些分子具有三级(小球)或四级(几个相连的小球)蛋白质结构。首先,它们以线性形式合成。然后将它们折叠成所需的结构。为了保证活性,生物催化剂需要一定的结构。

蛋白质酶
蛋白质酶

酶和其他蛋白质一样,会被高温、极端pH值、腐蚀性化学物质破坏。

附加属性酵素

其中,区分组件的以下特点:

  1. Stereospecific - 仅形成一种产品。
  2. 区域选择性 - 破坏化学键或仅在一个位置修饰基团。
  3. 化学选择性-仅催化一种反应。

作品特色

酶特异性不同。但是任何酶对于特定的底物或结构相似的化合物组总是具有活性。非蛋白质催化剂不具有这种性质。特异性通过结合常数 (mol/l) 来衡量,该常数可高达 10−10 mol/l。活性酶的作用是迅速的。一个分子每秒催化数千到数百万次操作。生化反应的加速程度显着(1000-100000倍)高于常规催化剂。

酶的作用基于多种机制。最简单的相互作用发生在一个底物分子上,然后形成产物。大多数酶能够结合 2-3 种不同的反应分子。例如,基团或原子从一种化合物转移到另一种化合物,或根据“乒乓”原理进行双重取代。在这些反应中,一种底物通常是相连的,另一种底物通过一个官能团与酶结合。

使用方法研究酶的作用机制:

  1. 中间产品和最终产品的定义
  2. 几何结构和官能团研究底物并提供高反应率。
  3. 酶基因的突变及其合成和活性变化的测定。
酶蛋白的作用
酶蛋白的作用

活跃和连接中心

底物分子比酶蛋白小得多。因此,由于生物催化剂的少量官能团而发生结合。它们形成一个活性中心,由一组特定的氨基酸组成。在复杂的蛋白质中,结构中存在一个非蛋白质性质的辅基,它也可以是活性中心的一部分。

需要单独挑出一组酶。它们的分子含有一种辅酶,该辅酶不断与分子结合并从中释放出来。完全形成的酶蛋白称为全酶,除去辅因子后,称为脱辅基酶。维生素、金属、含氮碱基的衍生物通常充当辅酶(NAD - 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,FAD - 黄素腺嘌呤二核苷酸,FMN - 黄素单核苷酸)。

酶蛋白性质
酶蛋白性质

结合位点提供底物特异性。因此,形成了稳定的底物-酶复合物。球体的结构是这样构造的,即在一定大小的表面上有一个利基(狭缝或凹陷),以确保基质的结合。该区域通常位于离活动中心不远的地方。一些酶具有与辅因子或金属离子结合的位点。

结论

蛋白质-这种酶在体内起着重要作用。这些物质催化化学反应,负责新陈代谢的过程 - 新陈代谢。在任何活细胞中,数百个生化过程不断发生,包括还原反应、化合物的分解和合成。随着大量能量的释放,物质的氧化不断发生。反过来,它用于碳水化合物、蛋白质、脂肪及其复合物的形成。裂解产物是合成必要有机化合物的基石。

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