We leggen uit wat enzymen zijn en hun structuur.Ook hoe deze eiwitten zijn geclassificeerd en hoe ze werken.
Wat zijn enzymen?
Enzymen zijn een set van eiwit verantwoordelijk voor het katalyseren (vuren, versnellen, wijzigen, vertragen en zelfs stoppen) van verschillende chemische reacties, op voorwaarde dat ze thermodynamisch mogelijk zijn. Dit betekent dat het regulerende stoffen zijn in het lichaam van de levende wezens, meestal door het verlagen van de Energie aanvankelijk vereist om de reactie te starten.
Enzymen zijn essentieel voor de leven en katalyseren ongeveer 4.000 bekende chemische reacties, op voorwaarde dat de voorwaarden van pH, temperatuur- of chemische concentratie, aangezien enzymen, die eiwitten zijn, ook kunnen denatureren en hun effectiviteit verliezen.
Het eerste enzym werd in het midden van de 19e eeuw ontdekt door Anselme Payen en Jean-Francois Persoz, hoewel de experimenten rond de fermentatie Louis Pasteur had al intuïtief de aanwezigheid van een organische "versnellende" stof in deze processen, die destijds als puur chemisch werden beschouwd, aangevoeld.
Enzymen zijn tegenwoordig algemeen bekend en worden in feite gebruikt door verschillende menselijke industrieën (voedsel, Chemicaliën, landbouw, olie, enz.), naast een onmisbaar onderdeel van de componenten die het interne evenwicht van ons lichaam in stand houden, noodzakelijke reacties versnellen (zoals die welke energie leveren), andere selectief activeren en deactiveren (zoals hormonen doen) en een bonte en ga zo maar door.
Structuur van enzymen
De meeste enzymen zijn opgebouwd uit bolvormige eiwitten van zeer variabele grootte: van monomeren van 62 aminozuren tot enorme ketens van ongeveer 2500. Slechts enkele daarvan zijn echter direct betrokken bij de katalyse van de reactie, bekend alsactief centrum.
De volgorde waarin al deze aminozuren zijn geassembleerd, bepaalt de driedimensionale structuur van het enzym, die ook zijn specifieke werking dicteert. Soms heeft deze structuur ook plaatsen om cofactoren aan te trekken, dat wil zeggen andere stoffen waarvan de interventie nodig is om het gewenste effect te bereiken.
Enzymen zijn zeer specifiek, dat wil zeggen, ze reageren nergens mee of nemen aan geen enkele reactie deel. Ze hebben een zeer specifieke en precieze biochemische taak, die ze met een zeer laag foutenpercentage uitvoeren.
Classificatie van enzymen
Enzymen worden als volgt geclassificeerd op basis van de specifieke reactie die ze katalyseren:
- Oxidoreductasen. Ze katalyseren oxidatie-reductiereacties, dat wil zeggen overdracht van elektronen of van atomen waterstof van het ene substraat naar het andere. Voorbeelden hiervan zijn de enzymen dehydrogenase enC oxidase.
- Overdrachten. Ze katalyseren de overdracht van een specifieke chemische groep anders dan waterstof, van het ene substraat naar het andere. Een voorbeeld hiervan is het enzym glucokinase.
- Hydrolasen. Ze gaan over de reacties van hydrolyse (breuk van) moleculen organisch door moleculen van Water). Lactase bijvoorbeeld.
- Liasa's. Enzymen die het breken of lassen van substraten katalyseren. Bijvoorbeeld acetaatdecarboxylase.
- Isomerasen. Ze katalyseren de onderlinge omzetting van isomeren, dat wil zeggen, ze zetten een molecuul om in zijn driedimensionale geometrische variant.
- Kousenbanden. Deze enzymen katalyseren specifieke substraatbindingsreacties door gelijktijdige hydrolyse van trifosfaatnucleotiden (zoals ATP of de GTP). Bijvoorbeeld het enzym private carboxylase.
Hoe werken enzymen?
De werking van het enzym kan worden versneld door een verhoging van de calorische energieniveaus.
Enzymen kunnen op verschillende manieren werken, hoewel ze altijd de activeringsenergie van een chemische reactie verminderen, dat wil zeggen de hoeveelheid energie die nodig is om deze te starten. Deze verschillende modi zijn:
- Omgeving. De activeringsenergie wordt verminderd door een omgeving te creëren die bevorderlijk is voor de reactie die plaatsvindt, bijvoorbeeld door de chemische eigenschappen van het substraat te wijzigen door reacties met zijn eigen aminozuurlaag.
- Vergemakkelijk de overgang. De overgangsenergie wordt verminderd zonder het substraat te wijzigen, dat wil zeggen, het creëren van een omgeving met optimale ladingen om de reactie te laten plaatsvinden.
- Geef een alternatieve route. In dit geval reageren de enzymen met het substraat om een ES-complex (Enzym/Substraat) te genereren dat "stappen overslaat" in het normale pad van de reactie, waardoor de benodigde tijd wordt verkort.
- Verhoog de temperatuur. Binnen bepaalde parameters kan de werking van het enzym worden versneld door een verhoging van de niveaus van calorische energie, gegeven door exotherme reacties parallel.