Énzim

Énzim mangrupa protéin, atawa kompléks protéin, nu ngatalisan réaksi kimiawi dina awak organisme. Na jero sél biologis téh lumangsung loba pisan réaksi kimiawi, nu mun tanpa énzim bakal lambat pisan sahingga moal ngadukung kahirupan. Énzim ngagancangkeun réaksi nepi ka rébuan kali lipet.

Énzim RNA atawa "ribozim" dijieunna tina RNA, lain protéin. Umumna ribozim ukur ngatalisan RNA splicing.

Struktur

Hiji énzim bisa mangrupa protéin badag nu diwangun ku sababaraha ratus asam amino, atawa sababaraha protéin nu polah babarengan salaku hiji unit.

Énzim ngandung sisi aktif, sisi beungkeut nu meungkeut substrat nalika réaksi dikatalisan.

Unggal bagéan énzim biasana mibanda tujuan/pungsi pangatur atawa struktural.

Pungsi

Énzim ngatalisan réaksi kimiawi.

Peran énzim dina réaksi kimiawi

Énzim bisa ngagabungkeun dua atawa leuwih réaksi sahingga réaksi nu sacara térmodinamis nguntungkeun bisa dipaké pikeun "nyetir" réaksi séjénna nu sacara térmodinamis teu nguntungkeun. Salasahiji conto nu pangilaharna nyaéta énzim nu ngamangpaatkeun défosforilasi ATP pikeun réaksi kimiawi séjén nu teu patali.

Laju réaksi dimédiasi énzim

Énzim bisa ningkatkeun laju réaksi ku jalan milih atawa narabas jalur réaksi nu énergi aktivasina handap, sahingga leuwih gampang kajadian réaksina. The overall rate of enzyme mediated reactions depends on many factors.

Diagram réaksi katalitis, nunjukkeun énergi nu dipikabutuh (E) ngalawan waktu (t).

Substrat (A jeung B) perlu énergi nu badag (E₁) pikeun ngahontal kaayaan transisi A^...B, nu saterusna jadi produk ahir (AB). Énzimna (E) nyiptakeun microenvironment sahingga A jeung B bisa ngahontal kaayaan transisi (A^...E^...B) kalawan leuwih gampang, ngurangan jumlah énergi nu dipikabutuh (E₂). Hasilna, réaksina leuwih gampang sahingga ningkatkeun laju réaksi.

Kaspésifikan

Énzim biasana spésifik dina réaksi nu dikatalisanana sarta substrat nu aub dina réaksina. Sipat struktur kompleméntér antara énzim jeung substrat ngarupakeun hal nu penting dina hal ieu (Gbr. 2).

Jalur métabolis

Sababaraha énzim bisa gawé bareng ngawangun hiji susunan husus, nyiptakeun jalur métabolis. Dina hiji jalur métabolis, hiji énzim nyokot produk énzim séjén salaku substrat. Satutasna réaksi katalitis, produkna dibikeun ka énzim séjénna. Produk ahir jalur sarupa kitu kadang jadi inhibitor pikeun salasahiji énzim-énzim na awal jalur (biasana lengkah kahiji nu teu bisa balik, disebut committed step), sahingga ngatur jumlah produk ahir nu dijieun ku jalur éta.

Gambar 6: Mékanisme inhibisi eupan-balik nu ilahar.

The basic feedback inhibition mechanism, where the product (P) inhibits the committed step (A->B).
Sequential feedback inhibition. The end products P₁ and P₂ inhibit the first committed step of their individual pathway (C->D or C->F). If both products are present in abundance, all pathways fron C are blocked. This leads to a buildup of C, which in turn inhibits the first common committed step A->B.
Enzyme multiplicity. Each end product inhibits both the first individual committed step and one of the enzymes performing the first common committed step.
Concerted feedback inhibition. Each end product inhibits the first individual committed step. Together, they inhibit the first common committed step.
Cumulative feedback inhibition. Each end product inhibits the first individual committed step. Also, each end product partially inhibits the first common committed step.

Modél mékanis-kuantum katalisis énzim

Kuliah "Quantum Theory of some Biochemical Reactions" nu didugikeun na Kongrés Biofisis Internasional IV (Moscow, 1972) ku R.R. Dogonadze jeung Z.D. Urushadze ngarumuskeun modél mékanis kuantum munggaran ngeunaan bentuk pangbasajanna katalisis énzim. Taun 1972-1973, hasil gawé M.V. Volkenshtein, R.R. Dogonadze, A.K. Madumarov, Z.D. Urushadze, jeung Yu.I. Kharkats ngarumuskeun modél (fisik) mekanis-kuantum katalisis énzim. Karya ieu ngabuktikeun peran transformasi konformasional dina réaksi katalitis.

Énzim jeung kaséhatan

Énzim dipikabutuh ku organisme hirup, gangguan na hiji énzim ti kira 2.000 nu aya na awak urang bisa ngakibatkeun kasakit parna nu bisa nepi ka tiwasna. Hiji conto kasakit nu disababkeun ku gangguan fungsi hiji énzim nyaéta fénilketonuria (PKU). Énzim fénilalanin hidroxilase, nu kuduna ngarobah asam amino ésénsil fénilalanin jadi tirosin teu bisa meta, sahingga fénilalanin numpuk nu ngakibatkeun rétardasi méntal.

Énzim na awak manusa bisa ogé dipangaruhan ku inhibitor. Aspirin, misalna, nyegah énzim nu ngahasilkeun prostaglandin (messenger inflamasi), sahingga suppressing pain and inflammation. Énzim ogé dimangpaatkeun dina produk sapopoé kayaning deterjén, nu nyepetkeun réaksi kimia meresihan papakéan (misalna, meresihan noda getih).

Énzim cerna jeung métabolik

Gizi pikeun sato gumantung ka énzim cerna kayaning amilase, tripsin, jeung kimotripsin na ciduh. Peran utamana nyéta pikeun nyerna dahareun sahingga zat gizina sadia pikeun prosés na bagian awak nu mikabutuhna.

Golongan énzim séjénna nyaéta énzim métabolik, nu peranna pikeun ngatalisan réaksi kimia dina unggal prosés na jero awak. Kalolobaan sél urang (iwal ti éritrosit), bakal hanaang ku oxigén najan oxigénna ngalayah lamun énzimna, sitokrom oxidase teu meta. Énzim ogé dipikabutuh pikeun kontraksi jeung rélaxasi otot. Mémang nyatana, tanpa dua golongan énzim ieu, kahirupan (cerna jeung métabolik) moal aya.

Konvénsi ngaran énzim

Dumasar konvénsi umum, ngaran hiji énzim ngawengku dadaran naon hancana, ditambah ahiran "-ase". Contona dehidrogénase alkohol jeung polimérase DNA. Kinase ngarupakeun énzim nu mindahkeun gugus fosfat. International Union of Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB) geus ngembangkeun hiji sistim tatangaran pikeun énzim, nyéta nomer EC; unggal énzim digambarkeun ku hiji runtuyan opat angka nu dimimitian ku "EC". Nomer kahiji sacara lega ngagolongkeun énzim-énzim dumasar mékanismena:

EC 1 Oxidoreduktase: ngatalisan réaksi oxidasi/réduksi
EC 2 Transferase: mindahkeun gugus fungsi (misalna gugus métil atawa fosfat)
EC 3 Hidrolase: ngatalisan hidrolisis rupa-rupa beungkeut
EC 4 Liase: megatkeun rupa-rupa beungkeut ku cara nu lian ti hidrolisis jeung oxidasi
EC 5 Isomérase: ngatalisan parobahan isomérisasi na hiji molekul
EC 6 Ligase: ngagabungkeun dua molekul ku beungkeut kovalén

Tatangaran nu lengkep bisa disungsi di http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/

Énzim jeung kelas-kelas énzim

Adénilat siklase: meta dina transduksi sinyal ku jalan ngarobah ATP jadi AMP siklik
Alkohol dehidrogénase: ngarecah alkohol jadi aldehid na ati jalma; nyiptakeun alkohol na férméntasi kapang
Alkalin fosfatase
Amilase: ngarecah aci jadi maltosa, aya na ciduh sarta ogé dikaluarkeun ku pankréas
Énzim pangubah angioténsin
ATPase: énzim-énzim nu ngahidrilosis ATP jadi ADP jeung fosfat anorganik pikeun ngarojong réaksi séjén nu sacara énergetik teu dipisuka
ATP sintase: nyipta ATP tina ADP, fosfat anorganik, jeung énergi
Autolisin: istilah umum pikeun énzim-énzim nu nyababkeun paéhna sél
Béta-galaktosidase: tempo laktase.
Beta-laktamase: ngancurkeun pénisilin, mangrupa faktor wedukna baktéri
Katalase: ngarobah hidrogén péroxida jadi oxigén jeung cai
Kitinase: ngarecah kitin
Kolinésterase
Kimosin: better known as rennet, contained in the stomachs of many animals and causes milk to curdle
Kimotripsin: bisa nyerna protéin
Koénzim Q - sitokrom c réduktase: meta dina ranté alih éléktron ku jalan ngaréduksi sitokrom c sarta ngompa proton meuntas mémbran
Sitokrom c oxidase: titik ahir ranté alih éléktron, dimana oxigén diréduksi jadi cai
Sitokrom c peroxidase takes reducing equivalents from sitokrom c sarta ngaréduksi hidrogén péroxida jadi cai
Déiodinase: ngaktifkeun hormon tiroid ku jalan ngaleupaskeun iodin
Diastase: ngarecah aci jadi glukosa
Dihidrofolat réduktase: ngaréduksi asam dihidrofolat jadi asam tétrahidrofolat]]
DNA girase
Glutamat dékarboxilase: nyintésis neurotransmitter GABA na otak
Glutation péroxidase: ngajaga sél ku jalan ngarobah hidrogén péroxida jadi cai
Isomérase: sadaya énzim nu ngarobah molekul hiji jadi salasahiji bentukisomerna
Kinase: sadaya énzim nu ngatalisan alih gugus fosfat
Laktase (atawa béta-galaktosidase): ngarecah laktosa jadi galaktosa jeung glukosa
Ligase: sadaya énzim nu bisa nyambungkeun ("ligate") dua molekul ku beungkeut kovalén
Liase: sadaya énzim nu bisa ngaleungitkeun hiji gugus tina hiji molekul sahingga ngabentuk hiji beungkeut ganda atawa sabalikna.
Monoamina oxidase (MAO): ngoxidasi certain neurotransmitters and biologically active amines
NADH déhidrogénase: kompléx kahiji na ranté alih éléktron, mindahkeun éléktron ti NADH ka koénzim Q
Nitrogénase
Ornitin dékarboxilase: ngolah ornitin dina hambalan awal ngahasilkeun poliamina
Péroxidase: golongan énzim nu bisa ngarobah hidrogén péroxida atawa sanyawa sabangsana
Fénilalanin hidroxilase (PAH):
Fosfolipase
Polimérase: ngawangun ranté panjang polimér asam nukléat tina komponén-komponénna
Protéase (péptidase): énzim nu neukteuk beungkeut péptida protéin
Protéin kinase: énzim nu ngalihkeun hiji gugus fosfat ka hiji résidu asam amino na hiji protéin
Protéin fosfatase: énzim nu nyokot gugus fosfat tina résidu asam amino hiji protéin
Énzim réstriksi: énzim nu neukteuk DNA atawa RNA dina posisi nu tangtu
Reverse transcriptase: digunakeun ku rétrovirus pikeun nranskripsikeun informasi tina RNA jadi DNA
Ribulosa bisfosfat karboxilase: fixes carbon in green plants.
RNAse: énzim nu bisa ngarecah RNA jadi nukléotida komponénna
Superoxida dismutase: ngarobah superoxida jadi oxigén jeung hidrogén péroxida
Tirosin kinase: énzim nu ngalihkeun gugus fosfat ka résidu tirosin na hiji protéin
Tirosinase
Uréase: ngahidrolisis uréa jadi karbon dioxida jeung amonia
Xantin oxidase: ngoxidasi hipoxantin jadi xantin sarta salajengna jadi asam urat

Purifikasi

Kusabab énzim ngarupakeun protéin, purifikasi énzim dimimitian ku purifikasi protéin. Unggal hambalan na prosedur purifikasi diponcorong kaaktifan énzimna.

Étimologi

Tina basa Yunani: "in ferment".

Rujukan

Koshland D. The Enzymes, v. I, ch. 7, Acad. Press, New York, 1959
Perutz M. Proc.Roy.Soc., B 167, 448, 1967
M.V. Volkenshtein, R.R. Dogonadze, A.K. Madumarov, Z.D. Urushadze, Yu.I. Kharkats. Theory of Enzyme Catalysis.- Molekuliarnaya Biologia, Moscow, 6, 1972, pp. 431-439 (Basa RusiaI, ihtisar dina basa Inggris)
M.V. Volkenshtein, R.R. Dogonadze, A.K. Madumarov, Z.D. Urushadze, Yu.I. Kharkats. Electronic and Conformational Interactions in Enzyme Catalysis.- In: E.L. Andronikashvili (Ed.), Konformatsionnie Izmenenia Biopolimerov v Rastvorakh, Publishing House "Nauka", Moscow, 1973, pp. 153-157 (Basa Rusia, ihtisar dina basa Inggris)
R.R. Dogonadze, Z.D. Urushadze, V.K. Khidureli. Calculation of Kinetic Parameters of Reactions with the Conformational Transformations.- In: E.L. Andronikashvili (Ed.), Konformatsionnie Izmenenia Biopolimerov v Rastvorakh, Publishing House "Metsniereba", Tbilisi, 1975, pp. 368-375 (Basa Rusia)

Tumbu kaluar

ExPASy enzyme database, tumbu ka data sekuens Swiss-Prot, éntri-éntri na database séjén sarta panéang pustaka nu patali
PDBsum tumbu ka data struktur énzim 3-D nu dipikanyaho dina Bang Data Protéin
BRENDA, comprehensive compilation of information and literature references about all known enzymes; requires payment by commercial users
Weizmann Institute's Genecards Database, extensive database of protein properties and their associated genes.bling bling, fool

Énzim | Biokimia | Métabolisme

Gourt Home::Gourt :: Énzim