Vypracovala: Mgr. Zuzana Szocsová
Enzýmy z chemického hľadiska zaraďujeme medzi bielkoviny (proteíny). Ich funkciou v živých organizmoch je katalyzovať všetky chemické deje a chemické reakcie, ktoré sa v nich uskutočňujú. Keďže ich pôsobenie, prebieha v živých organizmoch a živých sústavách, nazývame ich aj biokatalyzátory.
Enzým = vysokošpecifický biokatalyzátor
Ich pôsobenie prebieha na základe skutočnosti, že enzýmy už v nepatrnom množstve urýchľujú priebeh biochemických reakcií v bunkeprostredníctvom zníženia ich aktivačnej energie a zároveň pri tomto pôsobení nevplývajú na chemickú rovnováhu. Enzým v chemickej reakcii pôsobí ako katalyzátor – zúčastňuje sa na chemickej reakcii, katalyzuje – urýchľuje ju, a po ukončení chemickej reakcie zostáva nezmenený (nie je to ani reaktant ani produkt).
Vlastnosti enzýmov
Enzýmy sa vyznačujú určitými špecifickými vlastnosťami, a to:
- Znižujú aktivačnú energiu biochemickej reakcie, ktorej sa zúčastňujú. Aktivačná energia je potrebná na začatie chemickej reakcie. Hodnota aktivačnej energie sa rovná hodnote maximálnej energie prechodného stavu.
- Po ukončení priebehu biochemickej reakcie zostávajú v pôvodnom - nezmenenom stave.
- Vyznačujú sa vysokou špecifickosťou – sú špecifické pre daný typ biochemickej reakcie – majú schopnosť urýchľovať len určitý špecifický typ chemickej reakcie a schopnosť spájať sa len s určitým druhom substrátu. Špecifickosť je určená bielkovinovým charakterom ich základnej zložky.
- ich pôsobenie je špecifické tým, že pôsobia len v mieste, ktoré nazývame aktívne centrum, teda nepôsobia celým svojím povrchom. Aktívne centrum sa nazýva aj aktívne miesto. Látka, ktorá je enzýmom spracovávaná sa nazýva substrát.
- Urýchľujú a regulujú chemické reakcie prebiehajúce v živých sústavách.
- Enzýmy sa vyznačujú vysokou účinnosťou – pretože reakcie katalyzované enzýmami sú o niekoľko rádov rýchlejšie ako biochemické reakcie, ktoré sú katalyzované inými chemickými katalyzátormi.
- Enzýmy často pôsobia v celých komplexoch – katalyzujú za sebou nasledujúce biochemické reakcie v živých sústavách.
- Enzýmové reakcie prebiehajú väčšinou do 60°C.
Špecifickosť enzýmov
Enzýmy majú podobné vlastnosti ako iné chemické katalyzátory. Líšia sa však od nich vysokou špecifickosťou, a to:
-
Substrátovou špecifickosťou – za substrátovú špecifickosť zodpovedá apoenzým. Teda každý enzým katalyzuje len určitú biochemickú reakciu určitého substrátu (východiskovej látky).
-
Špecifickosťou účinku – za špecifickosť účinku zodpovedá koenzým. Teda určitý enzým katalyzuje iba jednu z termodynamicky možných premien substrátu.
-
Stereošpecifickosťou – vyjadruje ju schopnosť katalyzovať len premenu jedného enantioméru.
Zloženie enzýmov
Pri enzýmoch rozlišujeme:
-
jednozložkové enzýmy – sú tvorené len bielkovinou,
-
dvojzložkové enzýmy – sú tvorené komplexom - holoenzýmom, ktorý sa skladá z bielkovinovej zložky – apoenzýmu a nebielkovinovej zložky – kofaktoru.
Kofaktor:
- môže ním byť anorganická molekula napríklad: Zn2+, Mg2+
- ďalej ním môže byť organická molekula, napríklad NAD – organickú molekulu nazývame koenzým. Koenzýmom bývajú často aj vitamíny. Ak je koenzým s apoenzýmom viazaný slabo – ľahko sa môže oddisociovať.
- môže ním byť aj prostetická skupina, ktorá je s apoenzýmom viazaná pevne kovalentnou väzbou.
Zloženie holoenzýmu
- Bielkovinová zložka apoenzým
- Nebielkovinová zložka - kofaktor:
- anorganické molekuly, katióny kovov, napr. Zn2+
- koenzým (organická molekula - vitamíny)
- prostetická skupina (pevne viazaná kovalentnou väzbou, napr. hém v hemoglobíne)
Názorné ukážky štruktúry enzýmov:
- cytochróm P450 (CYP) – vyskytuje sa u cicavcov, v ich tele pôsobí tento enzým pri odbúravaní cudzorodých látok (napríklad aj liečiv)
Cvičenie:
-
Charakterizujte enzýmy.
-
Definujte enzýmovú špecifickosť
-
Definujte stavbu dvojzložkového enzýmu.
Použitá literatúra:
1. Zmaturuj z chémie
2. Chémia pre 3. ročník gymnázií
3.http://images.google.sk/imgres?imgurl=http://kulturystyka.pl/wp-content/uploads/2008/07/enzymy.jpg&imgrefurl=http://kulturystyka.pl/enzymy-krotka-charakterystyka-i-budowa/&usg=__So7e5HjOHLt4CJaqYPpFLsNyD1I=&h=413&w=445&sz=101&hl=sk&start=
35&um=1&itbs=1&tbnid=ELU6NvDW97cs4M:&tbnh=118&tbnw=127&prev=/images%3Fq%3Denzymy%26start%3D20%26um%3D1%26hl%3Dsk%26sa%
3DN%26ndsp%3D20%26tbs%3Disch:1
4. http://fch.upol.cz/vyzkum/fold.png
5. http://fch.upol.cz/vyzkum/cdk_reg.jpg