خصائص الإنزيم الناشئ ، وظائف وأمثلة

ل holoenzima هو إنزيم يتكون من جزء من البروتين يسمى apoenzyme مع جزيء غير بروتين يسمى العامل المساعد. لا apoenzyme ولا العامل المساعد نشطان عندما يكونان منفصلين ؛ أي ، لتكون قادرة على العمل يجب أن تكون مقرونة.

وبالتالي ، فإن الإنزيمات المتشابهة هي الإنزيمات المدمجة ، وبالتالي فهي نشطة الحفاز. الإنزيمات هي نوع من الجزيئات الحيوية وظيفتها أساسًا هي زيادة سرعة التفاعلات الخلوية. بعض الإنزيمات تحتاج إلى مساعدة من جزيئات أخرى ، تسمى العوامل المساعدة.

وتستكمل العوامل المساعدة مع apoenzymes وتشكل holoenzyme النشط الذي يؤدي الحفز. وتُعرف تلك الإنزيمات التي تتطلب عامل مساعد معين باسم الإنزيمات المترافقة. لهما مكونان رئيسيان: العامل المساعد ، والذي يمكن أن يكون أيون معدني (غير عضوي) أو جزيء عضوي ؛ apoenzyme ، جزء البروتين.

مؤشر

• 1 الخصائص
  • 1.1 تتكون من apoenzymes والعوامل المساعدة
  • 1.2 يعترفون بمجموعة متنوعة من العوامل المساعدة
  • 1.3 اتحاد مؤقت أو دائم
• 2 وظيفة
• 3 أمثلة على الإنزيمات الشائعة
  • 3.1 رنا بوليميريز
  • 3.2 بوليميريز الحمض النووي
  • 3.3 الكربون الأنهيدراز
  • 3.4 الهيموغلوبين
  • 3.5 السيتوكروم أوكسيديز
  • 3.6 بيروفات كيناز
  • 3.7 بيروفات كربوكسيلاز
  • 3.8 أسيتيل CoA كربوكسيلاز
  • 3.9 أوكسيديز أحادي الأمين
  • 3.10 اللاكتات ديهيدروجينيز
  • 3.11 كاتالاز
• 4 المراجع

ملامح

يتكون من apoenzymes والعوامل المساعدة

الأنوزيمات هي جزء من البروتين في المجمع ، ويمكن أن تكون العوامل المساعدة أيونات أو جزيئات عضوية.

يعترفون بمجموعة متنوعة من العوامل المساعدة

هناك عدة أنواع من العوامل المساعدة التي تساعد على تكوين المتشاكلات. بعض الأمثلة هي أنزيمات وفيتامينات شائعة ، على سبيل المثال: فيتامين B و FAD و NAD + وفيتامين C t coenzyme A.

بعض العوامل المساعدة مع أيونات المعادن ، على سبيل المثال: النحاس والحديد والزنك والكالسيوم والمغنيسيوم وغيرها. فئة أخرى من العوامل المساعدة هي ما يسمى المجموعات الاصطناعية.

اتحاد مؤقت أو دائم

يمكن للعوامل المساعدة أن تنضم إلى apoenzymes بكثافة مختلفة. في بعض الحالات يكون الاتحاد ضعيفًا ومؤقتًا ، بينما في حالات أخرى يكون الاتحاد قويًا لدرجة أنه دائم.

في الحالات التي يكون فيها الاتحاد مؤقتًا ، عندما تتم إزالة العامل المساعد من الإنزيم الهوليزي ، يتحول إلى أنزيم آخر ويوقف نشاطه..

وظيفة

إن الإنزيم الإنزيمي هو إنزيم جاهز لممارسة وظيفته الحفزية ؛ وهذا هو ، لتسريع بعض التفاعلات الكيميائية التي يتم إنشاؤها في مناطق مختلفة.

قد تختلف الوظائف وفقًا للإجراء المحدد لعضلة الإنزيم. من بين أهمها ، بوليميريز الحمض النووي ، وتتمثل مهمته في ضمان أن يتم نسخ الحمض النووي بشكل صحيح.

أمثلة من الإنزيمات الشائعة

بوليميريز الحمض النووي الريبي

بوليميريز الحمض النووي الريبي هو إنزيم إنزيمي يحفز التفاعل التوليفي للـ RNA. يعد هذا الإنزيم اللاحق ضروريًا لبناء خيوط الحمض النووي الريبي (RNA) من خيوط الحمض النووي (DNA) التي تعمل كقوالب أثناء عملية النسخ.

وتتمثل مهمتها في إضافة النكليوتيدات في الطرف الثالث لجزيء الحمض النووي الريبي المتنامي. في بدائيات النوى ، يحتاج إنزيم بوليميريز الحمض النووي الريبي إلى عامل مساعد يدعى sigma 70.

بوليميريز الحمض النووي

إن بوليميريز الحمض النووي هو أيضًا إنزيم يحفز تفاعل بلمرة الحمض النووي. يلعب هذا الإنزيم دورًا مهمًا جدًا للخلايا لأنه مسؤول عن تكرار المعلومات الوراثية.

يحتاج بوليميريز الحمض النووي إلى أيون موجب الشحنة ، عادة المغنيسيوم ، لأداء وظيفته.

هناك عدة أنواع من بوليميريز الحمض النووي: إن بوليميريز الحمض النووي الثالث هو إنزيم متعدد الإنزيمات يحتوي على اثنين من الإنزيمات المركزية (Pol III) ، يتكون كل منهما من ثلاث وحدات فرعية (α و ɛ و θ) ، المشبك المنزلق الذي يحتوي على وحدتين فرعيتين بيتا ومجمع من تثبيت الشحن الذي يحتوي على وحدات فرعية متعددة (δ و τ و γ و ψ و χ).

الأنهيدراز الكربوني

الأنهيدراز الكربوني ، الذي يُسمى أيضًا كربونات الكربونات ، ينتمي إلى عائلة من أنواع الإنزيمات التي تحفز التحول السريع لثاني أكسيد الكربون (CO2) والماء (H2O) إلى بيكربونات (H2CO3) والبروتونات (H +).

يتطلب الإنزيم أيون زنك (Zn + 2) كعامل مساعد لأداء وظيفته. يمكن رد الفعل المحفز بواسطة الأنهيدراز الكربوني ، ولهذا يعتبر نشاطه مهمًا لأنه يساعد في الحفاظ على التوازن الحمضي القاعدي بين الدم والأنسجة.

الهيموغلوبين

الهيموغلوبين هو إنزيم مهم للغاية لنقل الغازات في الأنسجة الحيوانية. يحتوي هذا البروتين الموجود في خلايا الدم الحمراء على الحديد (Fe + 2) ، وتتمثل وظيفته في نقل الأكسجين من الرئتين إلى مناطق أخرى من الجسم.

التركيب الجزيئي للهيموغلوبين هو رباعي الطبقات ، مما يعني أنه يتكون من 4 سلاسل أو وحدات فرعية متعددة الببتيد.

تحتوي كل وحدة فرعية من هذا الإنزيم على مجموعة من الهيم ، وتحتوي كل مجموعة من الهيم على ذرة حديدية يمكنها ربط جزيئات الأكسجين. مجموعة الهيم من الهيموغلوبين هي مجموعتها الاصطناعية ، وهي ضرورية لوظيفة الحفاز.

أوكسيديز السيتوكروم

إنزيم السيتوكروم أوكسيديز هو إنزيم يشارك في عمليات الحصول على الطاقة ، والتي تتم في الميتوكوندريا لجميع الكائنات الحية تقريبًا.

وهو إنزيم معقد يتطلب تعاون بعض العوامل المساعدة ، أيونات الحديد والنحاس ، لتكون قادرة على تحفيز رد فعل نقل الإلكترون وإنتاج ATP.

بيروز كيناز

بيروز كيناز هو إنزيم هام آخر لجميع الخلايا ، لأنه يشارك في أحد مسارات التمثيل الغذائي العالمية: تحلل السكر.

وتتمثل مهمتها في تحفيز نقل مجموعة الفوسفات من جزيء يسمى phosphoenolpyruvate إلى جزيء آخر يسمى الأدينوزين ثنائي فسفات ، لتشكيل ATP والبيروفات.

يتطلب أنزيم الإيبوزيم الكاتيونات البوتاسيوم (K ') والمغنيسيوم (Mg + 2) كعوامل مساعدة لتشكيل اللانزيمي الوظيفي.

بيروكس كربوكسيليز

مثال آخر مهم هو البيروكس كربوكسيلاز ، وهو إنزيم يحفز نقل مجموعة الكربوكسيل إلى جزيء البيروفات. وبالتالي ، يتم تحويل البيروفات إلى oxaloacetate ، وهو وسيط مهم في عملية التمثيل الغذائي.

لكي تكون نشطة من الناحية الوظيفية ، يتطلب apoenzyme بيروكسيت كاربوكسيلاز عامل مساعد يدعى البيوتين.

أسيتيل CoA كربوكسيلاز

إن أسيتيل CoA carboxylase عبارة عن إنزيم متعدد الإنزيمات يكون العامل المشترك ، كما يشير اسمه ، أنزيم A.

عندما يقترن apoenzyme و coenzyme A ، يكون holoenzyme نشطًا حفازًا لأداء وظيفته: نقل مجموعة carboxyl إلى acetyl-CoA لتحويله إلى malonyl coenzyme A (malonyl-CoA).

يؤدي Acetyl-CoA وظائف مهمة في كل من الخلايا الحيوانية والخلايا النباتية.

أوكسيديز أحادي الأمين

هذا هو انزيم هام في الجهاز العصبي البشري ، وظيفته هي تعزيز تدهور بعض الناقلات العصبية.

لكي يكون أوكسيديز أحادي الأمين نشطًا حفازًا ، يجب أن يكون مرتبطًا تساهميًا مع العامل المساعد الخاص به ، وهو فلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد (FAD).

اللاكتات ديهيدروجينيز

إن اللاكتات ديهيدروجينيز هو إنزيم هام بالنسبة لجميع الكائنات الحية ، وخاصة في الأنسجة التي تستهلك الكثير من الطاقة ، مثل القلب والدماغ والكبد والعضلات الهيكلية والرئتين وغيرها..

يتطلب هذا الإنزيم وجود العامل المساعد الخاص به ، وهو النيكوتيناميد الأدينين دينوكليوتيد (NAD) ، من أجل تحفيز تفاعل تحويل البيروفات إلى اللاكتات.

الكاتالاز

الكاتلاز هو إنزيم هام في الوقاية من السمية الخلوية. وتتمثل مهمتها في تحلل بيروكسيد الهيدروجين ، منتج الأيض الخلوي ، في الأكسجين والماء.

يتطلب apoenzyme الكاتلاز تنشيط اثنين من العوامل المساعدة: أيون المنغنيز ومجموعة HEMO الصناعية ، على غرار الهيموغلوبين.

مراجع

1. Agrawal، A.، Gandhe، M.، Gupta، D.، & Reddy، M. (2016). دراسة أولية عن المصل الحيوي لنبات لاكتات المصل (LDH) - علامة بيولوجية تشخيصية في سرطان الثدي. مجلة البحوث السريرية والتشخيصية, 6-8.
2. Athappilly، F. K.، & Hendrickson، W. A. ​​(1995). هيكل مجال البيوتينيل لأسيتيل أنزيم أ كاربوكسيلاز تحدده مراحل MAD. هيكل, 3(12) ، 1407-1419.
3. Berg، J.، Tymoczko، J.، Gatto، G. & Strayer، L. (2015). كيمياء حيوية (الطبعة الثامنة). دبليو إتش فريمان وشركاه.
4. Butt، A.A.، Michaels، S.، & Kissinger، P. (2002). ارتباط مستوى هرمون لاكتات المصل مع بعض الالتهابات الانتهازية وتطور فيروس العوز المناعي البشري. المجلة الدولية للأمراض المعدية, 6(3) ، 178-181.
5. Fegler، J. (1944). وظيفة الأنهيدراز الكربوني في الدم. طبيعة, 137-38.
6. Gaweska، H.، & Fitzpatrick، P. F. (2011). هياكل وآلية عائلة أوكسيديز أحادي الأمين. مفاهيم الجزيئية الحيوية, 2(5) ، 365-377.
7. Gupta، V.، & Bamezai، R. N. K. (2010). البيروفات كيناز الإنسان M2: بروتين متعدد الوظائف. علوم البروتين, 19(11) ، 2031-2044.
8. Jitrapakdee، S.، St Maurice، M.، Rayment، I.، Cleland، W. W.، Wallace، J. C.، & Attwood، P. V. (2008). هيكل وآلية وتنظيم البيروفوكس كربوكسيلاز. مجلة الكيمياء الحيوية, 413(3) ، 369-387.
9. Muirhead، H. (1990). انزيمات انزيم البيروفات كيناز. معاملات مجتمع الكيمياء الحيوية, 18, 193-196.
10. Solomon، E.، Berg، L. & Martin، D. (2004). علم الاحياء (الطبعة 7) Cengage التعلم.
11. Supuran، C. T. (2016). هيكل ووظيفة الأنهيدرات الكربونية. مجلة الكيمياء الحيوية, 473(14) ، 2023-2032.
12. Tipton، K. F.، Boyce، S.، O'Sullivan، J.، Davey، G. P.، & Healy، J. (2004). أوكسيديز أحادي الأمين: اليقين والشكوك. الكيمياء الطبية الحالية, 11(15) ، 1965-1982.
13. Voet، D.، Voet، J. & Pratt، C. (2016). أساسيات الكيمياء الحيوية: الحياة في المستوى الجزيئي (الطبعة الخامسة). وايلي.
14. Xu، H. N.، Kadlececk، S.، Profka، H.، Glickson، J. D.، Rizi، R.، & Li، L. Z. (2014). هل اللاكتات العليا مؤشر على خطر ورم خبيث في ورم؟ دراسة تجريبية للسيدة MRS باستخدام Hyperpolarized13C-Pyruvate. الأشعة الأكاديمية, 21(2) ، 223-231.