Ενζυμα Flashcards
(6 cards)
Τι είναι η ενέργεια ενεργοποίησης;
Είναι η ελάχιστη ενέργεια που πρέπει να προσλάβουν τα αντιδρώντα για να ξεκινήσει η αντίδραση. Συγκεκριμένα για να πραγματοποιηθούν πολλές από τις χημικές αντιδράσεις, ακόμη και αυτές που τελικά αποδίδουν ενέργεια( εξώθερμεσ ), πρέπει αρχικά να προσφερθεί ενέργεια στα αντιδρώντα μόρια. Η ενέργεια αυτή ονομάζεται ενέργεια ενεργοποίησης.Στο περιβάλλον η ενέργεια ενεργοποίησης μπορεί να εξασφαλιστεί με προσφορά θερμότητας. Σε ό,τι αφορά τις αντιδράσεις του μεταβολισμού,αν επιδιώξουμε την πραγματοποίηση τους στο εργαστήριο , έξω από το κύτταρο , προσφέροντας θερμότητα , θα διαπιστώσουμε ότι το ποσό της θερμότητας που απαιτείται θα ήταν απαγορευτικό για την επιβίωση του κυττάρου . Επιπλέον , ο χρόνος που απαιτείται για την ολοκλήρωση των μεταβολικών αντιδράσεων είναι πολύ μεγάλος. Αυτό θα δημιουργούσε επίσης προβλήματα στους οργανισμούς, των οποίων οι ανάγκες είναι σχεδόν πάντα άμεσες και φυσικά απαιτούν μεγάλη ταχύτητα αντίδρασης . Τα κύτταρα, για να αντιμετωπίζουν αυτό το πρόβλημα διαθέτουν μηχανισμό μείωσης της ενέργειας ενεργοποίησης των μεταβολικών τους αντιδράσεων. Ο μηχανισμός αυτός στηρίζεται στην δράση των ενζύμων, που είναι πρωτεΐνες.
Τι είναι τα ένζυμα και πως δρουν;
Τα ένζυμα γενικά καταλύουν αντιδράσεις που θα μπορούσα να γίνουν και χωρίς την παρουσία τους. Με την παρουσία όμως των ενζύμων η ταχύτητα των αντιδράσεων αυξάνεται ακόμη και μέχρι 100 εκατομμύρια φορές. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι αντιδράσεις που πραγματοποιούνται, με την παρουσία ενζύμων, μέσα σε 1 λεπτό θα χρειάζονταν 32 μήνες για να πραγματοποιηθούν χωρίς αυτά . Αυτό επιτυγχάνεται με τον κατάλληλο προσανατολισμό των αντιδρώντων μορίων ή μορίων υποστρωμάτων .
Ο προσανατολισμός των μορίων υποστρωμάτων γίνεται στο ενεργό κέντρο του ενζύμου που αποτελεί μια μικρή περιοχή του. Η σύνδεση των αντιδρώντων μορίων με αυτό μοιάζει με το ταίριασμα του κλειδιού στην κλειδαριά.
Η σύνδεση των υποστρωμάτων με το ένζυμο έχει ως αποτέλεσμα να γίνονται ασταθείς οι δεσμοί των αντιδρώντων μορίων. Σπάνε πιο εύκολα, κάτι που αποτελεί προϋπόθεση για τον σχηματισμό των προϊόντων. Σε ορισμένες περιπτώσεις το ενεργό κέντρο των ενζύμων αποκτά σχήμα συμπληρωματικό του σχήματος του υποστρώματος μόνο μετά την πρόσδεση του υποστρώματος στο ενεργό κέντρο.
Τι είναι το ενεργό κέντρο του ενζύμου;
Είναι το μέρος του ενζύμου στο οποίο γίνεται η σύνδεση με το υπόστρωμα ή τα υποστρώματα με αποτέλεσμα την διευκόλυνση της χημικής αντίδρασης την οποία το το ένζυμο καταλύει . Συγκεκριμένα ο προσανατολισμός των μορίων υποστρωμάτων γίνεται στο ενεργό κέντρο του ενζύμου που αποτελεί μια μικρή περιοχή του ενζύμου. Η σύνδεση των αντιδρώντων μορίων με αυτό μοιάζει με το ταίριασμα του κλειδιού στην κλειδαριά .
Ποιες είναι οι ιδιότητες των ενζύμων;
Το γεγονός ότι τα ένζυμα είναι πρωτεϊνικά μόρια έχει ως αποτέλεσμα ορισμένες τουλάχιστον από τις ιδιότητες της με τις κυριότερες να είναι:
- Η καταλυτική δράση των ενζύμων καθορίζεται από την τριτοταγή δομή του πρωτεϊνικού μορίου και χάνεται όταν η δομή αυτή για κάποιο λόγο πάψει να υπάρχει.
- Τα ένζυμα δρουν πολύ γρήγορα. Για παράδειγμα ένα μόριο καταλάσης μπορεί να καταλύσει, στην θερμοκρασία του κυττάρου, τη διάσπαση 6 εκατομμυρίων μορίων υπεροξείδιο του υδρογόνου μέσα σε 1 λεπτό.
- Δεν συμμετέχουν στην αντίδραση που καταλύουν, με την έννοια ότι παραμένουν αναλλοίωτα και μετά το τέλος της αντίδρασης μπορούν να ξαναχρησιμοποιηθούν πολλές φορές μέχρι να καταστραφούν.
- Εμφανίζουν υψηλό βαθμό εξειδίκευσης, που οφείλεται στην διάταξη του στο χώρο και στην δυνατότητα σύνδεσης του ενεργού τους κέντρου με το υπόστρωμα. Αυτό σημαίνει ότι δρουν συνήθως σε ένα μόνο συγκεκριμένο υπόστρωμα. Ένα ένζυμο δηλαδή καταλύει συνήθως μία μόνο χημική αντίδραση ή το πολύ μια σειρά από συγγενικές αντιδράσεις. Η καταλάση για παράδειγμα καταλύει μόνο την αντίδραση διάσπασης του υπεροξειδίου του υδρογόνου μου. Αντίθετα η παγκρεατική λιπάση, ένζυμο που εκκρίνεται από το πάγκρεας καταλύει τις αντιδράσεις διάσπασης μιας σειράς διαφορετικών λιπιδίων .
- Η δραστικότητα των ενζύμων επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες. Σε αυτούς ανήκουν η θερμοκρασία και το pH .
Ποια είναι τα είδη των ενζύμων ανάλογα με το χώρο δράσης τους;
Τα ένζυμα ανάλογα με το αν δρουν μέσα στα κύτταρα του οργανισμού ή εκκρίνονται και δρουν έξω από αυτά σε κοιλότητες όπως το στομάχι ,διακρίνονται σε ενδοκυτταρικά και εξωκυτταρικά. Μέσα στο κύτταρο τα ένζυμα βρίσκονται είτε ελεύθερα είτε δεσμευμένα πάνω σε μεμβρανες . Αυτό προσδιορίζει και το χώρο όπου μπορεί να λαμβάνει χώρα η αντίδραση στην οποία κάθε ένζυμο καταλύει .
Ονοματολογία ενζύμων
Τα ένζυμα παίρνουν συνήθως το όνομά τους είτε με προσθήκη της κατάληξης – αση στο όνομα του υποστρώματος στο οποίο δρουν είτε από τον τύπο της αντίδρασης που καταλύουν . Για παράδειγμα οι λιπάσες καταλύουν αντιδράσεις διάσπασης λιπιδίων .
