एंजाइम के सक्रिय साइट: संरचना, गुण। कौन एंजाइम के सक्रिय साइट की खोज की? क्या एंजाइम के सक्रिय साइट कहा जाता है?

हम सब एंजाइमों के बारे में सुना है, लेकिन यह संभावना नहीं है कि हम में से प्रत्येक को अच्छी तरह से जानता है कि कैसे इन पदार्थों व्यवस्थित कर रहे हैं, और वे क्यों की जरूरत है। यह लेख संरचना और समझने में मदद मिलेगी एंजाइमों के कार्यों (एंजाइम) सामान्य रूप में, और विशेष रूप से उनके सक्रिय केन्द्रों।

इतिहास अनुसंधान

1833 में, फ्रांसीसी रसायनज्ञ एनसे्म पेयेन की पहचान करने और एंजाइम amylase के गुणों का वर्णन।

कुछ साल बाद, लुई पास्टेयूर, शराब से जुड़े खमीर में शर्करा के रूपांतरण का अध्ययन, सुझाव दिया है कि इस प्रक्रिया के रसायन होते हैं जो खमीर बनाने के कारण है।

उन्नीसवीं सदी विज्ञानी के अंत में Villi Kyune पहले कार्यकाल "एंजाइम" गढ़ा।

जर्मन एडवर्ड 1897 में Buchner की पहचान की और zymase वर्णित - एंजाइम जटिल है कि इथेनॉल प्रतिक्रिया में सुक्रोज की रूपांतरण catalyzes। प्रकृति में खमीर में महान मात्रा में zymase।

यह ज्ञात नहीं है कि कब और कौन एंजाइम के सक्रिय साइट खोला। इस खोज के नोबेल पुरस्कार विजेता रसायनज्ञ Edaurdu Buchner, अमेरिकी जीवविज्ञानी जेम्स समनर और अन्य प्रसिद्ध वैज्ञानिकों ने एंजाइमी कटैलिसीस के अध्ययन पर काम किया श्रेय दिया जाता है।

एंजाइमों बारे में सामान्य जानकारी

याद रखें कि एंजाइमों - प्रोटीन प्रकृति के पदार्थ, जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के जीवों उत्प्रेरक जीने में कार्य करते हैं। एंजाइम अंश जो सीधे इसमें भाग नहीं लेते हैं, प्रतिक्रिया के प्रवाह एंजाइम के एक सक्रिय केन्द्र प्रदान करता है।

यहाँ एंजाइमों के गुणों में से कुछ हैं:

1) क्षमता। पर्याप्त उत्प्रेरक का एक छोटा सा राशि 10 ⁶ बार की रासायनिक प्रतिक्रिया में तेजी लाने के।

2) विशिष्टता। एक एंजाइम सेल में किसी भी प्रतिक्रिया के सार्वभौमिक उत्प्रेरक नहीं है। एंजाइम कार्रवाई की विशिष्टता व्यक्त के लिए: प्रत्येक एंजाइम केवल एक या कई समान substrates के साथ प्रतिक्रियाओं (अभिकारक फ़ीड) उत्प्रेरित करता है, लेकिन एक ही प्रकृति के लिए अन्य रासायनिक अभिकर्मकों, एंजाइम बेकार हो सकता है। उचित substrates और प्रतिक्रिया के आगे त्वरण के साथ बातचीत एंजाइम के एक सक्रिय केन्द्र प्रदान करता है।

3) गतिविधि साफ करें। सेल में एंजाइम गतिविधि लगातार नीचे से ऊपर के लिए बदल रहा है।

4) सेल में कुछ एंजाइमों की एकाग्रता स्थिर नहीं है और बाहरी स्थितियों के आधार पर भिन्न हो सकते हैं। जीव विज्ञान में इस तरह के एंजाइम inducible कहा जाता है।

एंजाइमों के वर्गीकरण

इसकी संरचना में, एंजाइमों में सरल और जटिल विभाजित किया जा सकता। सरल एमिनो एसिड अवशेष विशेष रूप से मिलकर बनता है, जटिल पदार्थों के गैर-प्रोटीन समूह रहे हैं। परिसर कहा जाता सहएंजाइमों।

एंजाइम के प्रकार के द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं में विभाजित हैं:

1) Oxidoreductases (रेडोक्स प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित)।

2) transferases (परमाणुओं के अलग-अलग समूहों) को स्थानांतरित कर दिया।

3) लाइसेस (फोड़ना रासायनिक बांड)।

4) लाइपेस (एटीपी की ऊर्जा के कारण प्रतिक्रियाओं में कनेक्शन फार्म)।

5) Isomerases (प्रतिक्रियाओं uchuvstvuyut आइसोमरों के interconversion)।

6) हाइड्रोलिसिस (बांड के साथ पाचन द्वारा रसायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित)।

संरचना एंजाइम

एनजाइम - एक जटिल त्रि-आयामी संरचना, जो मुख्य रूप से अमीनो अम्ल अवशेषों से बना है। गैर-प्रोटीन प्रकृति का एक घटक, अमीनो अम्ल अवशेषों के साथ जुड़े - इसके अलावा एक कृत्रिम समूह है।

एंजाइमों - मुख्य रूप से गोलाकार प्रोटीन है कि जटिल प्रणालियों में जोड़ा जा सकता है। अन्य प्रोटीन पदार्थों की तरह, एंजाइमों तापमान में वृद्धि से या कुछ रसायनों के संपर्क से विकृत कर रहे हैं। विकृतीकरण के दौरान तृतीयक एंजाइम की संरचना और इस प्रकार एंजाइमों के सक्रिय केन्द्र के गुणों भिन्न होता है। नतीजतन, एंजाइम गतिविधि में नाटकीय रूप से कम हो जाती है।

उत्प्रेरित सब्सट्रेट आमतौर पर एंजाइम ही तुलना में काफी छोटा है। सबसे आसान एंजाइम साठ एमिनो एसिड अवशेष होते हैं, और अपनी सक्रिय केंद्र - केवल दो।

सहायक कारक - वहाँ एंजाइमों उत्प्रेरक साइट अमीनो एसिड जो प्रतिनिधित्व नहीं है, और एक कार्बनिक कृत्रिम समूह, या (अधिक बार) अकार्बनिक मूल हैं।

सक्रिय साइट की अवधारणा

केवल एंजाइम की एक छोटा सा हिस्सा सीधे रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल किया गया। एंजाइम का यह हिस्सा सक्रिय साइट कहा जाता है। एंजाइम के सक्रिय साइट - एक लिपिड, कुछ अमीनो अम्ल अवशेषों या कृत्रिम समूह है, जो एक सब्सट्रेट को बांधता है और प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करता। आरोप लगाया, खुशबूदार न लगाए, ध्रुवीय अध्रुवीय - सक्रिय साइट के एमिनो एसिड अवशेष किसी भी अमीनो एसिड पास न हो।

सक्रिय एंजाइम केंद्र (इस लिपिड, अमीनो एसिड और अन्य अभिकर्मकों के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम पदार्थ) - एंजाइम का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा, इन पदार्थों के बिना बेकार हो सकता है।

आमतौर पर, एंजाइम अणु केवल एक सक्रिय साइट, एक या अधिक समान अभिकर्मकों के साथ बाध्यकारी नहीं है। सक्रिय केंद्र के अमीनो अम्ल अवशेषों हाइड्रोजन, हाइड्रोफोबिक या सहसंयोजक बंध का गठन, एक एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स का निर्माण।

सक्रिय केन्द्र की संरचना

के एंजाइमों, सरल और जटिल सक्रिय साइट एक जेब या स्लॉट है। एंजाइम के सक्रिय केंद्र की यह संरचना, ज्यामितीय और electrostatically सब्सट्रेट अनुरूप के बाद से एंजाइम की तृतीयक संरचना में बदलाव सक्रिय साइट को बदल सकता है चाहिए।

बाध्यकारी और उत्प्रेरक केंद्र - एंजाइम के सक्रिय केन्द्र के क्षेत्रों। जाहिर है, बाध्यकारी साइट "चेक" सब्सट्रेट अनुकूलता, और इसके साथ जुड़ा हुआ है, और उत्प्रेरक केंद्र सीधे प्रतिक्रिया में शामिल है।

सब्सट्रेट के सक्रिय केंद्र की बाइंडिंग

आदेश की व्याख्या करने के लिए कैसे एक विशेष अभिकर्मक के साथ जुड़े एंजाइम के सक्रिय साइट, कई सिद्धांत प्रस्तावित किया गया है में। उनमें से सबसे लोकप्रिय - फिशर का सिद्धांत है, यह "ताला और चाबी" का सिद्धांत है। फिशर का सुझाव दिया एक एंजाइम आदर्श अपने भौतिक और रासायनिक गुणों में प्रत्येक सब्सट्रेट के लिए अनुकूल नहीं है। किसी भी संशोधन के गठन के बाद एंजाइम सब्सट्रेट जटिल नहीं होती है।

एक और अमेरिकी विद्वान - डेनियल कोशलैंड - सिद्धांत के फिशर धारणा कहा कि एंजाइम के सक्रिय साइट के रूप में लंबे समय के रूप के लिए एक विशेष सब्सट्रेट फिट नहीं करता है उनके रचना बदल सकते हैं।

एंजाइमों की अभिक्रियाएं की गतिकी

एंजाइम गतिकी - सुविधाएँ एंजाइमी प्रतिक्रिया जैव रसायन निजी क्षेत्र का अध्ययन किया जाता है। एंजाइमों और substrates, सेल के अंदर के तापमान पर प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता और मध्यम के भौतिक और रासायनिक मापदंडों के आधार पर एंजाइमों के सक्रिय साइट के गुणों के विभिन्न सांद्रता के साथ प्रतिक्रियाओं की यह विशेष रूप से विज्ञान अध्ययन करता है।

एनजाइम गतिकी ऐसी प्रतिक्रिया की दर, सक्रियण ऊर्जा, सक्रियण बाधा, आणविक गतिविधि, विशिष्ट गतिविधि और दूसरों के रूप में अवधारणाओं चल रही है। इन अवधारणाओं के कुछ पर विचार करें।

यही कारण है कि वहाँ एक जैविक प्रतिक्रिया थी, आवश्यक अभिकर्मकों कुछ ऊर्जा हस्तांतरण करने के लिए। यह ऊर्जा सक्रियण ऊर्जा कहा जाता है।

अभिकारकों के लिए एंजाइम के अलावा कम करने के लिए सक्रियण ऊर्जा। कुछ पदार्थों, एंजाइम की भागीदारी के बिना पर प्रतिक्रिया के बाद से सक्रियण ऊर्जा बहुत अधिक है। प्रतिक्रिया संतुलन एंजाइम के योग के साथ बदलाव नहीं करता है।

प्रतिक्रिया की दर - प्रतिक्रिया उत्पाद की मात्रा दिखाई दिया या इकाई समय में गायब हो गया।

सब्सट्रेट एकाग्रता आयामरहित भौतिक मात्रा पर प्रतिक्रिया वेग की निर्भरता की विशेषता है - Michaelis निरंतर।

आण्विक गतिविधि - सब्सट्रेट अणुओं की संख्या कि प्रति इकाई समय एंजाइम के एक अणु में बदल रही हैं।