Die Enzyme (Enzyme)
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Enzyme

Enzyme (Enzyme) sind spezifische Proteine, die die Rolle von biologischen Katalysatoren spielen; werden von Zellen lebender Organismen produziert.

Enzyme unterscheiden sich von herkömmlichen Katalysatoren durch ihre größere Spezifität (siehe unten) und auch durch die Fähigkeit, den Verlauf chemischer Reaktionen unter Bedingungen normaler Lebensaktivität des Organismus zu beschleunigen.

Enzyme sind in allen lebenden Zellen vorhanden - Tiere, Pflanzen, Bakterien. Die meisten Enzyme befinden sich in Geweben in vernachlässigbaren Konzentrationen, aber es gibt Fälle, in denen das Protein, das einen wesentlichen Teil des Zellplasmas bildet, z. B. Myosin im Muskelgewebe, enzymatische Aktivität aufweist. Das Molekulargewicht von Enzymen variiert stark: von mehreren tausend bis mehrere Millionen, mit der gleichen Art von Enzymen, aber aus verschiedenen Quellen isoliert, können unterschiedliche Molekulargewichte haben, unterscheiden sich in der Reihenfolge der Aminosäurezusammensetzung.

Enzyme, die die gleiche katalytische Wirkung haben, sich jedoch in ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften unterscheiden, werden Isoenzyme (Isoenzyme) genannt. Enzyme können einfache oder komplexe Proteine ​​sein. Letztere haben neben dem Protein (Apoenzym) in ihrer Zusammensetzung und Nicht-Protein-Komponente - den Rest eines organischen Moleküls oder eines anorganischen Ions. Die Nicht-Protein-Komponente, die leicht von dem Apoenzym getrennt ist, wird Coenzym genannt. Stark an das Enzym gebunden, wird der Nicht-Protein-Teil als prosthetische Gruppe bezeichnet. Viele prosthetische Gruppen und Coenzyme sind Derivate von Vitaminen, Pigmenten usw. Enzyme haben eine strikte Spezifität in Bezug auf das Substrat (dh wechselwirken selektiv mit der einen oder anderen chemischen Substanz und Verbindungen). Zum Beispiel spaltet Laktase (gefunden im Darmsaft) nur Disaccharid-Laktose und Laktose-Derivate (Laktobionsäure, Laktouride usw.) unter Bildung einer Mischung aus Glukose und Galaktase; Maltase spaltet Maltose in zwei Glukosemoleküle, und Amylase wirkt nur auf Stärke, Glykogen und andere Polysaccharide .

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Infolge der sequentiellen Wirkung dieser Enzyme sowie anderer Enzyme werden die Kohlenhydrate von Nahrungsmitteln in Monosaccharide umgewandelt und von der Darmwand absorbiert. Die Spezifität von Enzymen wird dadurch bestimmt, dass sie mit einer bestimmten chemischen Gruppierung des Substrats interagieren. Zum Beispiel wirkt Pepsin (siehe) auf Proteine, spaltet Bindungen innerhalb der Polypeptidkette des Proteinmoleküls auf, und das Proteinmolekül spaltet sich in Polypeptide, die dann unter der Wirkung anderer Enzyme - Trypsin (siehe), Chymotrypsin (siehe) und Peptidase - entstehen können um Aminosäuren zu spalten. Die Spezifität von Enzymen spielt eine wichtige biologische Rolle; Dank ihm wird eine Folge von chemischen Reaktionen im Körper erreicht. Anorganische Ionen aktivieren eine Anzahl von Enzymen; einige Enzyme (Metalloenzyme) sind im allgemeinen inaktiv, wenn es kein bestimmtes Ion für das gegebene Enzym gibt. Die Enzymstellen, die für die Lokalisierung und Aktivierung des Substrats im enzymatischen Prozess verantwortlich sind, werden aktive Enzymzentren genannt. Die Bildung der aktiven Stelle beinhaltet spezifische Aminosäurereste des Proteinmoleküls, Sulfhydrylgruppen und prosthetische Gruppen, falls vorhanden. Also, in der Zusammensetzung von Enzymen, die den Gruppennamen von Flavoproteinen tragen, schließt eine prosthetische Gruppe das Flavinderivat ein (gewöhnlich ist dies Flavinadenidindinucleotid - FAD). Leicht oxidierbare und wiedergewonnene flavin-prosthetische Gruppen wirken als biologische Wasserstoffträger, beispielsweise bei der Dehydrierung von Aminosäuren unter Beteiligung von Sauerstoff oder bei der Dehydrierung unter Beteiligung von Cytochromen in den Mitochondrien der Ausgangskomponenten der Atmungskette (wie Succinat, Cholin , Sarcosin, etc.). Ähnliche Funktionen werden von anderen Atmungspigmenten (Hämoglobin und Myoglobin - in höheren Tieren und Menschen, sowie Hemaritrin, Erythrocricin, Hämocyanin und andere - bei niederen Tieren) ausgeübt. Alle diese Enzyme kombinieren die Anwesenheit aktiver Atome des Metalls (Eisen oder Kupfer).