Определение комплекса ферментного субстрата
Фермент подложка комплекс временный молекула образуется, когда фермент вступает в идеальный контакт с его субстратом. Без субстрата фермент немного другой формы. Подложка вызывает конформационное изменение или изменение формы, когда подложка входит в активный сайт, активный сайт площадь фермента, способного образовывать слабые связи с субстратом. Это изменение формы может объединить две или более молекул субстрата или разделить отдельные молекулы на более мелкие части. Большинство реакций, которые клетки используют, чтобы остаться в живых, требуют, чтобы действия ферментов происходили достаточно быстро, чтобы быть полезными. Эти ферменты непосредственно кодируются в ДНК организм.
Комплекс ферментных субстратов чрезвычайно важен по ряду причин. Во-первых, ферментный субстратный комплекс носит временный характер. Это означает, что после замены субстрата он больше не может связываться с ферментом. Продукты выпущены, и фермент готов для другой молекулы субстрата. Один фермент может работать многократно миллионы раз, что означает, что в каждом из них требуется только небольшое количество фермента. клетка.
Ферменты обычно называют в честь субстрата, с которым они работают, и имеют суффикс -ase, обозначающий, что они являются ферментами. Каждый фермент имеет определенную специфичность для субстрата, с которым он работает, что определяет, с какими молекулами он может связываться. Некоторые молекулы, похожие по структуре на субстрат, могут застрять в активном сайте, потому что они не могут подвергнуться реакции, намеченной ферментом. В этом искривленном ферментном субстратном комплексе конкурентный ингибитор связывается с ферментом и ингибирует его дальнейшее действие. Другие ингибиторы не копируют субстрат, но модифицируют фермент другими способами, так что комплекс энзимного субстрата не может быть сформирован.
Примеры ферментного субстратного комплекса
Амилаза и Амилоза
Амилоза – это сложный сахар, производимый растениями. В нашей слюне есть фермент, амилаза, который используется для расщепления амилозы. Амилаза использует одну субстратную молекулу амилозы и кофактор одной молекулы воды, чтобы произвести комплекс субстрата фермента. Комплекс сильно уменьшает количество энергии, необходимой для начала реакции, что увеличивает время, за которое она происходит. Типичной молекуле саха��а потребовались бы миллионы лет, чтобы распасться, если бы не действие ферментов, таких как амилаза.
На самом деле, ферменты настолько важны для переваривания пищи, которую мы едим, что наш организм вырабатывает фермент почти для каждого типа пищи, которую организм эволюционно готов потреблять. Новые продукты плохо обрабатываются, поскольку ферменты не успели скорректировать свою эффективность. Например, современная диета обработанных пищевых продуктов приводит к эпидемии ожирения, потому что технологические продукты богаты легкодоступными питательными веществами, но только на пути, которые используются для хранения жира. В результате большая часть Население испытывает связанные с весом болезни. Многие диетологи стремятся к более натуральной, цельной пище, растение основанные на диете, которые имеют тенденцию поддерживать ферменты, которые наш организм естественным образом развил.
Аллостерическая регуляция в ферментах
Хотя комплекс ферментного субстрата, образующийся быстро, важен для большинства реакций, в некоторых случаях важно «выключить» фермент для экономии энергии или ресурсов. Многие ферменты регулируются таким образом, чтобы обеспечить нужное количество энергии и продуктов. Одним из наиболее важных мест, где это происходит, является производство аденозинтрифосфата (АТФ) или молекулы, которая обеспечивает энергию для клеточных процессов. Многие ферменты в пути, который создает АТФ, инактивируются АТФ. Таким образом, когда вырабатывается слишком много АТФ, фермент отключается. Это известно как запрет обратной связи или способность к саморегуляции. Таким же образом ферменты могут быть реактивированы присутствием аденозиндифосфата АДФ, АТФ, который использовал фосфатная группа чтобы обеспечить энергию для процесса или реакции.
Таким образом контролируются многие процессы в организме, и комплекс ферментных субстратов в этих случаях может образовываться только при наличии соответствующих молекул. Многие из кофакторов, которые активируют ферменты, представляют собой витамины, минералы и другие неорганические молекулы, присутствующие в рационе.
- энзим – Белковые катализаторы, которые снижают энергию активации и ускоряют биологические реакции.
- подложка – Молекула или атом, на который действует фермент.
- Энергия активации – Энергия, необходимая для начала реакции.
- катализатор – Любая молекула или вещество, которое снижает энергию активации определенной реакции.
викторина
1. Угарный газ является опасной молекулой для вдыхания. В вашей кровь Поток, окись углерода может проникнуть в ваши клетки и прочно соединиться с железом, кофактором важного фермента в производстве АТФ. Без этой функции фермента АТФ не может быть сформирована. Почему фермент не может функционировать?A. Комплекс ферментных субстратов не может быть сформирован.B. Угарный газ предотвращает попадание кислорода в легкие.C. Это все еще может, как только это вызывает реакцию окиси углерода.
Ответ на вопрос № 1
верно. Без полного формирования ферментного субстратного комплекса с соответствующим субстратом субстрат не может быть трансформирован. Окись углерода связывается с кофактором железа, слегка изменяя форму фермента и заставляя его больше не принимать субстрат, отчасти потому, что на пути находится молекула окиси углерода. Фермент не сможет воздействовать на молекулу, но в конечном итоге он будет освобожден.
2. Некоторые ферменты производят один продукт из двух молекул субстрата. В этих ферментах субстраты загружаются в активный сайт, ферментный субстратный комплекс образуется и выделяется один продукт. Может ли этот процесс происходить в обратном порядке, например, может ли продукт загружаться в фермент и делиться на два продукта?A. даB. нетC. Зависит от фермента
Ответ на вопрос № 2
В верно. Нет, фермент не может работать наоборот. Фермент можно рассматривать как инструмент. Хотя вы можете использовать топор, чтобы разделить бревно, вы не можете использовать его, чтобы собрать журнал вместе. В этом случае вы должны использовать другой инструмент, например зажим, чтобы собрать бревно вместе. Точно так же фермент – это специально разработанная машина. Силы, необходимые для взаимодействия молекул, очень отличаются от сил, необходимых для разрыва одной и той же большой молекулы на части. Как таковые, ферменты имеют очень разные формы.
3. Что из перечисленного является ферментом?A. лактозаB. лактаза C. лактол
Ответ на вопрос № 3
В верно. Суффикс -ase говорит читателю, что это химическое вещество в ферменте. Префикс обычно представляет собой действующую молекулу, в данном случае сахарную лактозу. -Осное обозначает сахар. Лактол представляет собой спирт, образованный из сахарной лактозы, обозначаемый суффиксом -ol.