Struktur und Funktion eines Enzyms

Verbessern Sie Ihr Verständnis der Enzymstruktur und -funktion mit dieser Definition des Prozesses, ergänzt durch Enzymklassifizierungen und Beispiele.

Um die Struktur und Funktion von Enzymen zu verstehen, ist es zunächst wichtig zu wissen, was genau Enzyme sind. Einfach ausgedrückt sind Enzyme Proteine, die an zellulären Stoffwechselprozessen beteiligt sind und die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Biomolekülen erhöhen können.

Leben würde ohne die Anwesenheit von Enzymen nicht existieren.

Was Enzyme zu etwas Besonderem macht

Einige Enzyme können sogar eine Reaktion (oder Reaktanten) aus der Richtung umkehren, die normalerweise erforderlich wäre, indem sie die Aktivierungsenergie (Ea) soweit reduzieren, dass die Reaktion die umgekehrte Richtung begünstigt. In ähnlicher Weise können Enzyme Reaktionen katalysieren, die sonst nicht auftreten könnten, indem sie die Aktivierungsenergie auf ein "erschwinglicheres" Niveau für die Zelle senken.

Enzyme können mit verschiedenen Proteinreinigungsmethoden isoliert werden. Die Reinheit einer Enzymzubereitung wird durch Bestimmen ihrer spezifischen Aktivität gemessen.

Die Zusammensetzung von Enzymen

Enzyme können Molekulargewichte im Bereich von ungefähr 10 000 bis mehr als 1 Million haben. Das Molekulargewicht ist die Summe der Atomgewichte der Atome eines Moleküls. In der Chemie tendiert der Begriff dazu, austauschbar mit der molekularen Masse verwendet zu werden. Einige Enzyme haben Molekulargewichte, die unter den oben aufgeführten Bereich fallen.

Eine kleine Anzahl von Enzymen sind keine Proteine, sondern bestehen aus kleinen katalytischen RNA-Molekülen. Enzyme sind oft Multi-Protein-Komplexe, die aus einer Anzahl von einzelnen Proteinuntereinheiten bestehen.

Viele Enzyme katalysieren Reaktionen ohne Hilfe, aber einige erfordern eine zusätzliche Nicht-Protein-Komponente, die als Cofaktor bezeichnet wird.

Co-Faktoren können anorganische Ionen wie Fe 999 2+ 999, Mg 999 2+ 999, Mn 999 2+ 999 oder Zn 999 2+ sein. oder bestehen aus organischen oder metallorganischen Molekülen, die als Co-Enzyme bekannt sind. ^{Wie Enzyme klassifiziert werden} Enzyme werden nach den Reaktionen klassifiziert, die sie katalysieren. Die sechs Klassen sind wie folgt: Oxidoreduktasen, Transferasen, Hydrolasen, Lyasen, Isomerasen und Ligasen. ^{Hydrolasen, Oxidoreduktasen und Transferasen sind die zahlreichsten Formen von Enzymen, während die verbleibenden Formen von Enzymen weniger verbreitet sind.} Oxidoreduktasen katalysieren Oxidationsreaktionen, bei denen Elektronen von einem Molekül zum anderen wandern. Transferasen katalysieren den Transport einer funktionellen Gruppe von einem Molekül zu einem anderen. Hydrolaseenzyme katalysieren die Hydrolyse oder den Prozess, bei dem einzelne Bindungen bei Einwirkung von Wasser abgebaut werden. ^{Lyasen katalysieren Lysereaktionen, die zu einer Doppelbindung führen. Isomerasen katalysieren Strukturverschiebungen in einem Molekül und bewirken eine Formänderung.Ligasen sind für die Katalyse der Ligation, auch bekannt als die Kombination von einem Paar von Substraten oder Reaktanten, verantwortlich.} Beispiele für Enzyme ^{Alkoholdehydrogenase ist ein Oxidoreduktase-Enzym, das Alkohole in Aldehyde oder Ketone umwandelt. Dieses Enzym macht Alkohol weniger giftig, da es es abbaut.} Es spielt auch eine Schlüsselrolle im Gärprozess.

Aminotransferasen sind Transferasen, die den Aminosäureabbau durch Entfernen von Aminogruppen katalysieren.

Glucose-6-phosphatase ist eine Hydrolase, die die Phosphatgruppe aus Glucose-6-phosphat entfernt, wobei Glucose verbleibt und H

3

PO

4

. Pyruvatdecarboxylase ist eine Lyase, die CO

2

aus Pyruvat entfernt.

Ribulosephosphat-Epimerase ist eine Isomerase, die die gegenseitige Umwandlung von Ribulose-5-phosphat und Xylulose-5-phosphat katalysiert. Und schließlich ist Hexokinase eine Ligase, die die Umwandlung von Glucose und ATP mit Glucose-6-phosphat und ADP untereinander katalysiert.