Budowa enzymu
Każdy enzym jest utworzony z
białka. Enzym prosty jest utworzony tylko z białka, enzym złożony to białko
(apoenzym) i składnik niebałkowy. Część niebiałkowa może być trwale połączona z
białkiem i wtedy jest to grupa prostetyczna, jeśli natomiast część niebiałkowa
łączy się z białkiem nietrwale, nazywamy ją koenzymem. Enzym jest strukturą
przestrzenną. Możemy w nim wyróżnić specjalne miejsce - centrum aktywne,
charakterystyczne dla każdego eznymu. Są w nim różne ugrupowania pierwiastków i
grup chemicznych.
Właściwości enzymów
Jako białka enzymy
wrażliwe na temperaturę i aktywne tylko w jej określonych przedziałach. Enzymy
katalizują reakcje biochemiczne tylko w określonym odczynie chemicznym (ph). Co
ważne, katalizują tylko ściśle określone reakcje biochemiczne. W czasie
katalizowanej reakcji nie zużywają się. Zwykle działają nie pojedyczno, a w
cyklach metabolicznych. Są to to wieloetapowe, ciągle przebiegające, cykliczne
przemiany, podczas których poszczególne metabolity pośrednie odtwarzają się
nieustannie, a wprowadzone do cyklu substraty ulegają nieodwracalnym przemianom.
Substrat jest wyjściową substancję, daje produkt. W następnej reakcji to on
będzie substratem.
Etapy katalizy
Są trzy etapy
katalizy:
1) aktywowanie centrum enzymu i substratu w celu ich dopasowania
przestrzennego,
2) tworzenie kompleksu enzymu-substrat, co obniża energię
aktywacji danej reakcji,
3) rozpad kompleksu na enzym i substrat.
E +
S <=> ES <=> E + P
Rola enzymów w procesach
biochemicznych
Każda reakcja biochemiczna wymaga pewnego nakładu
energetycznego. Ilość energii potrzebnej do zapoczątkowania procesu chemicznego
nazywamy energią aktywacji. Czasem jednak konieczne jest dostarczenie
katalizatora, który ją obniży. W chemii nieorganicznej może to być np. cynk czy
platyna, w organicznej jest nim enzym. W reakcjach biochemicznych w obecności
enzymów nakład energii jest niewielki. Jeżeli reakcja zachodzi bez udzialu
enzymu, nakład i zysk jest taki sam - taka reakcja nie ma sensu, jeżeli ma
służyć wydzielaniu energii.
ATP
ATP -
adenozynotrójfosforan, uniwersalny przenośnik i akumulator energii. Jest
ładowany (niczym prądnica) i rozładowywany przez katabolizm. ATP utworzony jest
z zasady azotowej adeniny, pięciowęglowego cukru rybozy i reszt
fosforanowych.
A - R - P - P - P
Między rybozą a fosforem znajduje się
wiązanie trwałe.
A - R - P = AMP
A - R - P - P = ADP
ADP + P = ATP
(A - R - P - P - P) Nad znakiem "="
energia!
Wiązania wysokoenergetyczne mogą ulec
rozerwaniu. W:
- ADP - jedno wiązanie
- ATP - dwa wiązania; może
dostarczyć więcej energii
- AMP - brak takich wiązań, lecz może dostarczyć
fosfor.