אנזימים

הַגדָרָה

אנזימים הם חומרים כימיים שניתן למצוא בכל הגוף. הם מציבים תגובות כימיות בתנועה בגוף.

הִיסטוֹרִיָה

המילה אֶנזִים היה מ וילהלם פרידריך קונה 1878 והיא נגזרת מהמילה היוונית אנזימון שמשמעותה שמרים או בצק חמצמץ. זה מצא את דרכו אל המדע הבינלאומי. ה האיחוד הבינלאומי של כימיה מיושמת טהורה (IUPAC) וה האיחוד הבינלאומי לביוכימיה (IUBMB) פיתח שמות של אנזימים, המגדירה את נציגי קבוצת החומרים הגדולה הזו כקבוצה נפוצה. השמות, המסווג את האנזימים לפי משימותיהם, חשוב לקביעת המשימות של האנזימים הבודדים.

איור של אנזימים

אנזימים
6 שיעורי אנזים:

1. Oxidoreductases
   (הורדת חמצון)
2. העברות
   (הפצה)
3. הידרולסים
   (שימוש במים)
4. Lyases
   (מַחשׂוֹף)
5. איזומרים
   (אותה נוסחה מולקולרית)
6. ליגסים
   (תגובות תוספת)
7. מצעים
8. מרכז פעיל
9. אנזים / מצע
   מורכב
10. אנזים / מוצר
    מורכב

סקירה של כולםאת תמונותיו של ד"ר גומפרט ניתן למצוא ב: איורים רפואיים

שִׁיוּם

ה שִׁיוּם האנזים דולק שלושה עקרונות בסיסיים מבוסס.שמות אנזימים שמסתיימים במקום מתארים מספר אנזימים במערכת. שם האנזים עצמו מתאר את התגובה שהאנזים מפעיל (מזרז). שם האנזים הוא גם סיווג של האנזים. בנוסף, מערכת קוד ש מערכת מספרי EC, שבהם האנזימים מיוצרים תחת קוד מספרי ארבעה מספרים יכול להמצא. המספר הראשון מציין את מחלקת האנזים. רשימות של כל האנזימים שהתגלו מבטיחות כי ניתן למצוא את קוד האנזים שצוין מהר יותר. אף על פי שהקודים מבוססים על תכונות התגובה שהאנזים מזרז, בפועל קודים מספריים מוכיחים כבלתי מסובכים. משתמשים בשמות שיטתיים המבוססים על הכללים לעיל בתדירות גבוהה יותר. בעיות עם הננומקלטוריה מתעוררות, למשל, עם אנזימים המזרזים מספר תגובות. לכן לפעמים יש כמה שמות עבורם. בחלק מהאנזימים יש שמות טריוויאליים שלא מצביעים על כך שהחומר שהוזכר הוא אנזים. מכיוון שהשמות היו בשימוש נרחב באופן מסורתי, חלקם נשמרו.

סיווג לפי תפקוד האנזים

על פי IUPAC ו- IUBMB, אנזימים מחולקים לשש כיתות אנזים בהתאם לתגובה שהם יוזמים:

• Oxidoreductases
  Oxidoreductases להפעיל תגובות redox בתנועה. בתגובה כימית זו עוברים אלקטרונים משותף תגובה אחד למשנהו. יש שחרור של אלקטרונים (חמצון) של חומר אחד וקליטה של ​​אלקטרונים (הפחתה) על ידי חומר אחר.
  הנוסחה לתגובה המזרזת היא A ?? + B? A? + B?.
  חומר A משחרר אלקטרון (?) ומחומצן, ואילו חומר B סופג אלקטרון זה ומופחת. זו הסיבה שתגובות redox נקראות גם תגובות להפחתת חמצון.
  תגובות מטבוליות רבות הן תגובות redox. חמצן מביא אטומי חמצן אחד או יותר למצע שלהם.
• העברות
  Transferases מעבירים את הקבוצה הפונקציונלית ממצע אחד למשנהו. קבוצות פונקציונאליות הן קבוצות אטומיות בתרכובות אורגניות שקובעות במידה רבה את תכונות החומר ואת התנהגות התגובה. תרכובות כימיות שיש להן אותן קבוצות פונקציונליות מקובצות לשיעורי חומרים בשל תכונותיהם הדומות. קבוצות פונקציונאליות יחולקו בהתאם אם מדובר בהטרואטומים או לא. הטרו-אטומים הם כולם אטומים בתוך תרכובות אורגניות שאינן פחמן ולא מימן.
  למשל: -OH -> קבוצת הידרוקסיל (אלכוהולים)
• הידרולסים
  ההידרולאזים מפצלים את הקשרים בתגובות הפיכות בעזרת מים. אסטרים, אסטרים, פפטידים, גליקוזידים, חומצות אנהידרידים או קשרי C-C. תגובת שיווי המשקל היא: A-B + H2O? A-H + B-OH.
  אנזים השייך לקבוצת ההידרולאזים הוא למשל. אלפא גלקטוזידאז.
• Lyases
  Lyases, המכונים גם סינטאזים, מזרזים את המחשוף של מוצרים מורכבים מצירים פשוטים מבלי להתנתק מ- ATP. סכמת התגובה היא A-B → A + B.
  ATP הוא אדנוזין טריפוספט ונוקלאוטיד, המורכב מהטריפוספט של הנוקלאוזיד אדנוזין (וככזה אבן בניין עשירה באנרגיה של חומצת הגרעין RNA). עם זאת, ATP הוא בעיקר הצורה האוניברסלית של אנרגיה זמינה מיידית בכל תא ובו זמנית רגולטור חשוב של תהליכי אספקת אנרגיה. במידת הצורך ATP סינתזה ממחסני אנרגיה אחרים (קריאטין פוספט, גליקוגן, חומצות שומן). מולקולת ה- ATP מורכבת משאריות אדנין, ריבוז הסוכר ושלושה פוספטים (? עד?) באסטר (?) או בקשרים עם אנהידריד (? ו-?).
• איזומרים
  איזומרזים מאיצים את ההמרה הכימית של איזומרים. איזומריזם הוא התרחשות של שני תרכובות כימיות או יותר עם אותם אטומים בדיוק (אותה נוסחה אמפירית) והמונים מולקולריים, אשר, לעומת זאת, נבדלים זה מזה בקשר או בסידור המרחביים של האטומים. התרכובות המתאימות נקראות איזומרים.
  איזומרים אלה נבדלים זה מזה בכימיקלים או / ובפיזיים שלהם, ולעתים קרובות גם בתכונותיהם הביוכימיות. האיזומריות מתרחשת בעיקר עם תרכובות אורגניות, אך גם עם תרכובות קואורדינציה (אורגניות). האיזומריות מחולקת לתחומים שונים.
• ליגסים
  ליגזות מזרזות את היווצרותם של חומרים מורכבים יותר מבחינה כימית מהמצעים בהם נעשה שימוש, אך בניגוד לליאזים, הם יעילים אך ורק באופן אנזימטי עם מחשוף ATP. היווצרות חומרים אלה דורשת אפוא אנרגיה המתקבלת באמצעות פיצול ה- ATP.

אנזימים מסוימים מסוגלים לזרז מספר תגובות, לפעמים שונות מאוד. אם זה המקרה, הם מוקצים למספר שיעורי אנזים.

אתה עשוי להתעניין גם במאמרים הבאים:

• אלפא גלוקוזידאז
• ליפאז
• טריפסין

סיווג לפי מבנה האנזים

כמעט כל האנזימים הם חלבונים וניתן לסווג אותם לפי אורך שרשרת החלבון:

• מונונרים
  אנזימים המורכבים משרשרת חלבון אחת בלבד
• אוליגומרים
  אנזימים המורכבים מכמה שרשראות חלבון (מונומרים)
• שרשראות מולטי אנזים
  כמה אנזימים מצטברים שמשתפים פעולה ומווסתים זה את זה. שרשראות האנזים הללו מזרזות את הצעדים העוקבים בחילוף החומרים של התא.

בנוסף, ישנן שרשראות חלבון אינדיבידואליות המכילות מספר פעילויות אנזים, אלה נקראות אנזימים רב-פונקציונליים.

סיווג לפי קופקטורים

סיווג נוסף הוא הסיווג לפי שיקול הקופקטורים. קופקטורים, קואנזימים ותת מצעים הם שמות לסיווגים שונים של חומרים המשפיעים על תגובות ביוכימיות דרך האינטראקציה שלהם עם אנזימים.
נחשב מולקולות ויונים אורגניים (בעיקר יוני מתכת).

אנזימי החלבון הטהור מורכבים אך ורק מחלבונים והמרכז הפעיל נוצר רק משאריות חומצות אמיניות ומעמוד השדרה הפפטיד. חומצות אמינו הן סוג של תרכובות אורגניות עם קבוצת קרבוקסי אחת לפחות (-COOH) וקבוצת אמינו אחת (-NH2).

ההולנוזימים מורכבים מרכיב חלבון, האפנזים, וקופקטור, מולקולה בעלת משקל מולקולרי נמוך (לא חלבון). שניהם יחד חשובים לתפקוד האנזים.

קואנזימים
מולקולות אורגניות כקופקטורים נקראות קואנזימים. אם הם קשורים קוולנטית לאפואנזים, הם נקראים קבוצות תותבות או מצעים משותפים. קבוצה תותבת היא המונח המשמש לתיאור רכיבים שאינם חלבונים בצורה איתנה (בדרך כלל קוואלינטית) המחוברים לחלבון בעל השפעה קטליטית.

Cosubstrates הם שמות לסיווגים שונים של חומרים המשפיעים על תגובות ביוכימיות באמצעות האינטראקציה שלהם עם אנזימים. כביו-קטליטיקאים, מולקולות מאיצות תגובות באורגניזמים, אנזימים מאיצים תגובות ביוכימיות. הם מצמצמים את אנרגיית ההפעלה שצריך להתגבר על מנת שניתן יהיה להמיר את החומר.