АКТИВНОСТ ЕНЗИМА: ЈЕДИНИЦА, МЕРЕЊЕ, РЕГУЛАЦИЈА И ФАКТОРИ - ХЕМИЈА - 2025

Ензимска активност је начин да изрази количину ензима садашњости у датом тренутку. Означава количину супстрата трансформисаног у производ каталитичким деловањем ензима по јединици времена.

На њу утичу услови у којима се одвија ензимска реакција, због чега се обично односи на температуру на којој се мери. Али шта су ензими? Они су биолошки катализатори, способни да убрзају брзину реакције, а да не подносе неповратну промену током катализираног процеса.

Ананас или ананас, воће које садржи ензим бромелаин и због тога показује високу ензимску активност Извор: Х. Зелл

Ензими су, углавном, протеини са изузетком рибосома, РНА молекула са ензиматском активношћу.

Ензими повећавају брзину реакције смањујући енергетску баријеру (енергија активације); које мора да истекне да би се достигло прелазно стање и тако настаје реакција.

Молекули супстрата који дођу у прелазном стању пролазе структурне промене, што их доводи до стварања молекула производа. На основу функција које испуњавају, ензими су класификовани у шест великих група: оксиредуктазе, трансферазе, хидролазе, лизазе, изомеразе и лигазе.

Ензими бромелаин и папаин, на пример, су протеолитички ензими (хидролазе) који се налазе у ананасу или ананасу, односно папаји односно папаји.

Познато је да и ананас и папаја олакшавају пробавни процес, пошто делујући протеолитичким ензимима које садрже, помажу у варењу протеина из, односно меса и житарица.

Јединица ензимске активности

Ензимска јединица (ИУ) је количина ензима која катализује трансформацију 1 умол супстрата у једној минути.

Након тога, Међународни систем јединица (СИ) дефинисао је јединицу ензимске активности као количину ензима која претвара 1 мол супстрата у производ у секунди. Ова јединица је добила име катал (кат).

1 мол = 10 ⁶ умол и 1 минут = 60 секунди.

Због тога је 1 катал једнак 60 · 10 ⁶ ИУ. Пошто је катал велика јединица, често се користе мање јединице, као што су: микрокатал (µкат), 10 ^-6 катал и нанокатал (πкат), 10 ^-9 катал.

Специфична активност

То је број јединица активности ензима подијељен с милиграмима протеина у узорку који се тестира. Специфична активност је директно повезана са степеном прочишћавања ензима.

Како се мери активност ензима?

Постоји неколико метода за одређивање активности ензима. Избор одређене методе зависиће од циља испитивања ензима; примењивост методе; приступ опреми потребној за спровођење експеримента; трошак коришћења одређене методе итд.

Постоје спектрофотометријске, флуорометријске, хемилуминесцентне, калориметријске, радиометријске и хроматографске методе.

Спектрофотометријске методе могу бити колориметријске и очитавати се у ултраљубичастом (УВ) подручју електромагнетног зрачења.

-Клориметрична метода

Заснива се на стварању хромофора ензиматским деловањем. Активност ензима може се пратити континуирано или прекидно.

Континуирани облик

У континуираном облику, реагенси се смештају у кивету у спектрофотометру на жељеној таласној дужини, која одговара оној на којој хромофор има своју максималну вредност оптичке густине; и да поред тога, не сметају неке друге супстанце које се могу створити.

Ензимска реакција се покреће додавањем узорка који садржи ензим, чија се активност треба утврдити. Истовремено се покреће штоперица, а с времена на време примећује се вредност оптичке густине.

Како је позната еквиваленција оптичке густине са моловима супстрата или производом ензиматског деловања, у зависности од технике која се користи, могу се израчунати молови супстрата који се конзумирају или произведени молови.

Даље, пошто је измерено протекло време ензимске реакције, могу се добити молови који се конзумирају или стварају у секунди. Дакле, ензиматска активност успостављена је у катал јединицама.

Непрекидан облик

У облику шарже за одређивање ензимске активности, епрувете са компонентама реакције, осим узорка који садржи ензим или неку другу компоненту, су смештене у купељи на 37 ° Ц. Реакција је тада започета додатком компоненте која недостаје.

Вријеме које је назначено техником је дозвољено да наступи, а реакција се прекида додавањем једињења које зауставља реакцију. У том се тренутку очитава оптичка густина и на крају се одвија на исти начин као у континуираном начину одређивања ензимске активности.

-Метод очитања у ултраљубичастој светлости

На пример, коензим никотинамидадинуклеотид има два облика: НАДХ (редуковани) и НАД ⁺ (оксидовани). Слично томе, коензим никотинамитиинуклеотидефосфат има два облика НАДПХ и НАДП ⁺ , редуковане и оксидоване, респективно.

И редуковани и оксидовани облици коензима очитавају се на дужини од 260 нм из ултраљубичастог светла; у међувремену се очитавају само редуковани облици на дужини од 340 нм из ултраљубичастог светла.

Стога се и у реакцијама оксидације или редукције у којима учествују именовани коензими очитавају на 340 нм.

Одређивање ензимске активности, у суштини, је исто као и оно које је уследило у континуираном облику колориметријске методе; осим што се очитава оптичка густина на 340 нм ради посматрања стварања НАДХ или НАДПХ или за мерење потрошње ових коензима.

То ће зависити од тога да ли је измерена реакција оксидација или редукција. Користећи подударност између оптичке густине и молова НАДХ и НАДПХ, у зависности од случаја, ензимска активност може се израчунати дељењем молова коензима на протекло време у секундама.

Регулација активности ензима

Контрола на нивоу подлоге или производа

Како се концентрација супстрата повећава, активност ензима расте. Али при одређеној концентрацији супстрата, активно место или активна места ензима су засићена, тако да активност ензима постаје константна.

Међутим, производ ензиматског деловања такође може да делује у интеракцији са активним местима ензима, стварајући инхибицију ензимске активности.

Производ може деловати као конкурентни инхибитор; на пример, може се поменути ензим хекокиназа. Овај ензим ствара фосфорилацију глукозе стварајући глукоза-6-фосфат, једињење које, када се накупља, инхибира хекокиназу.

Контрола повратних информација

Може се догодити да група ензима (А, Б, Ц, Д, Е и Ф) делује метаболичким путем узастопно. Ензим Б користи производ Ензима А као супстрат и тако даље.

Ћелија, у зависности од својих метаболичких потреба, може активирати или инхибирати секвенце ензимских активности. На пример, акумулација продукта ензима Ф може деловати инхибирањем ензима А или било којег другог ензима у низу.

Алостерни ензими

Ензим се може састојати од више подјединица, од којих свака има своја активна места. Али ове подјединице не делују независно, тако да активност једне од подјединица може активирати или инхибирати деловање осталих.

Иако се хемоглобин не сматра ензимом, то је величанствен модел феномена алостеризма. Хемоглобин се састоји од четири ланца протеина, два α ланца и два β ланца, од којих је сваки везан за хеме групу.

Између подјединица се могу појавити две појаве: хомоалостеризам и хетероалостеризам.

Хомоалостеризам

Везивање супстрата за једну од подјединица повећава афинитет осталих подјединица за супстрат, заузврат повећавајући ензиматску активност сваке од преосталих подјединица.

Исто тако, инхибиција ензимске активности у једној од подјединица даје исти ефекат и у осталом.

У случају хемоглобина, везивање кисеоника за хем групу једног од протеинских ланаца изазваће пораст авидности за кисеоником у осталим ланцима.

Исто тако, ослобађање кисеоника из хемске групе изазива ослобађање кисеоника из преосталих група ланца протеина.

Хетеролостеризам

Везивање неке активирајуће или инхибирајуће материје, осим супстрата, на једну од подјединица изазваће активирање или инхибицију ензимске активности у осталим подјединицама.

У случају хемоглобина, везивање за хем групе Х ⁺ , ЦО ₂ и 2,3-дипхоспхоглицерате једном од субјединица, смањује афинитет хема групе за кисеоник, изазивајући његово ослобађање. Ово ослобађање кисеоника се производи и у осталим ланцима хемоглобина.

Фактори који утичу на активност ензима

-Концентрација подлоге

Како се концентрација супстрата повећава, повећава се и активност ензима. То је због повећаног приступа молекула супстрата активним местима ензима.

Али, за одређену концентрацију супстрата, сва активна места ензима засићена су овим, што узрокује да се ензимска активност не повећава чак и ако је концентрација супстрата повећана.

-пХ из ензимске реакције

Ензими имају оптималан пХ при коме је афинитет ензима за супстрат највиши. При овом пХ достиже се максимална вредност ензимске активности.

Вишак киселости или базичности медијума може изазвати денатурацију ензима, услед чега се смањује његова активност.

ПХ профил ензимске активности је разнолик. Тако, на пример, пепсин има максималну активност између 1-2 пХ јединице; трипсин има оптимални пХ од 8; а папаин има константну активност између пХ вредности између 4 и 8.

- Температура ензимске реакције

Активност ензима повећава се како температура расте. Генерално, активност ензима се удвостручује на сваких 10 степени повећања, све док се не постигне оптимална температура за активност ензима.

Међутим, када се прекорачи оптимална температура, активност ензима има тенденцију смањења како температура реакције расте. То је због чињенице да се протеини, а самим тим и ензими, подвргавају денатурацији због прекомерног повећања температуре.

-Јонска концентрација реакције

Генерално, ензими имају оптималну активност у распону концентрација између 0 и 500 ммол / Л. Међутим, за веће концентрације активност ензима има тенденцију смањења.

Под тим околностима, одређена су јонска интеракција ензима, неопходна за њихову максималну активност.

Референце

1. Сегел, ИХ (1975). Биохемијска израчунавања. ( ^2. издање). Јохн Вилеи & Сонс, ИНЦ
2. Лехнингер, АЛ (1975). Биохемија. ( ^2. издање). Вортх Публисхерс, инц.
3. Матхевс, ЦК, ван Холде, КЕ и Ахерн, КГ (2002). Биохемија. (3 ^ра издање). Пеарсон Аддисон Весхлеи.
4. Википедиа. (2019). Ензим тест. Опоравак од: ен.википедиа.орг
5. Гонзалез Јуан Мануел. (сф) Кинетички ензим. Курс биомолекула. Опоравак од: еху.еус