1.9: Функція ферменту

Last updated
Save as PDF

Page ID: 55925

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Ф-Д_133937Е1Ф920Д75С3ФК09С42Ф95Д39Е47Б28С4Е0Ф5С553С60Е35С55+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.jpg

Чи мають клітини один фермент з великою кількістю функцій, або багато ферментів, кожен з яких має лише одну функцію?

Ферменти. Життєво важливі білки, необхідні для життєдіяльності. Отже, як працюють ферменти? Як вони каталізують лише одну конкретну біохімічну реакцію? У головоломці тільки дві частини будуть правильно поєднуватися між собою. Розуміння цього є одним з основних кроків у розумінні того, як працюють ферменти.

Функція ферменту

Як ферменти так різко прискорюють біохімічні реакції? Як і всі каталізатори, ферменти працюють за рахунок зниження енергії активації хімічних реакцій. Енергія активації - це енергія, необхідна для початку хімічної реакції. Це проілюстровано на малюнку нижче. Біохімічна реакція, показана на малюнку, вимагає приблизно в три рази більше енергії активації без ферменту, ніж це відбувається з ферментом.

Ферменти, як правило, знижують енергію активації, зменшуючи енергію, необхідну для того, щоб реагенти зібралися та реагували. Наприклад:

Ферменти об'єднують реагенти, тому їм не доведеться витрачати енергію, рухаючись, поки вони не зіткнуться навмання. Ферменти зв'язують обидві молекули реагентів (звані субстратом), щільно і конкретно, на ділянці на молекулі ферменту, званому активною ділянкою (рис. Нижче).
Зв'язуючи реагенти на активному місці, ферменти також правильно позиціонують реагенти, тому їм не доведеться долати міжмолекулярні сили, які інакше розсунули б їх. Це дозволяє молекулам взаємодіяти з меншою енергією.
Ферменти також можуть дозволити реакціям відбуватися різними шляхами, які мають меншу енергію активації.

Активна ділянка специфічна для реагентів біохімічної реакції, яку фермент каталізує. Подібно до частин головоломки, що підходять один до одного, активний сайт може зв'язувати лише певні субстрати.

Діяльність ферментів також залежить від температури, іонних умов і рН навколишнього середовища. Деякі ферменти найкраще працюють при кислотних рН, тоді як інші найкраще працюють в нейтральних середовищах.

Травні ферменти, що виділяються в кислому середовищі (низький рН) шлунка, допомагають розщеплювати білки на більш дрібні молекули. Основним травним ферментом в шлунку є пепсин, який найкраще працює при рН близько 1,5. Ці ферменти не працювали б оптимально при інших рН. Трипсин - ще один фермент в травній системі, який розбиває білкові ланцюги в їжі на більш дрібні частини. Трипсин працює в тонкому кишечнику, який не є кислим середовищем. Оптимальний рН трипсину становить близько 8.
Біохімічні реакції оптимальні при фізіологічних температурах. Наприклад, більшість біохімічних реакцій найкраще працюють при нормальній температурі тіла 98,6˚F, багато ферментів втрачають функцію при більш низьких і високих температурах. При більш високих температурах форма ферменту погіршується. Тільки коли температура приходить в норму, фермент повертає свою форму і нормальну активність.

Резюме

Ферменти працюють, знижуючи енергію активації, необхідну для початку біохімічних реакцій.
Діяльність ферментів залежить від температури, іонних умов і рН навколишнього середовища.

Рецензія

Як ферменти прискорюють біохімічні реакції?
Де знаходиться активний сайт? Поясніть роль активного сайту?
Завершіть це речення: Діяльність ферментів залежить від умов __________, __________ та __________ оточення.
Розрізняють умови, необхідні для правильного функціонування пепсину і трипсину.

Зображення	Довідка	Атрибуції
	[Рисунок 1]	Кредит: Джеррі Багряний Манн (Вікімедіа: Макі Джеррі); Гана Завадська; Лаура Герін Джерело: Commons.wikimedia.org/wiki/file:Alloseric_competitive_inhibition_3.svg; Ліцензія Фонду CK-12: CC BY-NC 3.0
	[Рисунок 2]	Кредит: Гана Завадська; Джеррі Багряний Манн (Вікімедіа: Макі Джеррі) Джерело: Фонд CK-12; Commons.wikimedia.org/wiki/file:Alloseric_competitive_inhibition_3.svg Ліцензія: CC BY-NC 3.0
	[Рисунок 3]	Кредит: Лора Герін; Джеррі Багряний Манн (Вікімедіа: Макі Джеррі) Джерело: Фонд CK-12; Commons.wikimedia.org/wiki/file:Alloseric_competitive_inhibition_3.svg Ліцензія: CC BY-NC 3.0