الموقع النشط للإنزيم. ملخصات امتحانات الدولة لطلاب الأحياء

8.7.1. في المحتوى الخلوي ، لا يتم توزيع الإنزيمات بشكل عشوائي ، ولكن يتم ترتيبها بدقة. بمساعدة الأغشية داخل الخلايا ، تنقسم الخلية إلى مقصورات أو مقصورات(الشكل 8.18). يتم تنفيذ عمليات كيميائية حيوية محددة بدقة في كل منها ويتم تركيز الإنزيمات المقابلة أو المجمعات الأنزيمية المتعددة. فيما يلي بعض الأمثلة النموذجية.

الشكل 8.18.التوزيع داخل الخلايا لأنزيمات المسارات الأيضية المختلفة.

تحتوي الليزوزومات في الغالب على مجموعة متنوعة من الإنزيمات المتحللة للماء. هنا ، تتم عمليات تقسيم المركبات العضوية المعقدة إلى مكوناتها الهيكلية.

تحتوي الميتوكوندريا على أنظمة معقدة من إنزيمات الأكسدة والاختزال.

يتم توزيع إنزيمات تنشيط الأحماض الأمينية في الهيالوبلازم ، ولكنها موجودة أيضًا في النواة. يحتوي الهيالوبلازم على العديد من مستقلبات تحلل السكر ، مدمجة هيكليًا مع تلك الموجودة في دورة فوسفات البنتوز ، والتي تضمن العلاقة بين المسارات ثنائية التفرع والمسار الأبوتومي لانهيار الكربوهيدرات.

في الوقت نفسه ، تتركز الإنزيمات التي تسرع في نقل بقايا الأحماض الأمينية إلى نهاية النمو لسلسلة البولي ببتيد وتحفز بعض التفاعلات الأخرى في عملية التخليق الحيوي للبروتين في الجهاز الريبوسومي للخلية.

في نواة الخلية ، يتم توطين ترانسفيرازات النوكليوتيد بشكل أساسي ، مما يسرع نقل بقايا النوكليوتيدات أثناء تكوين الأحماض النووية.

8.7.2. تمت دراسة توزيع الإنزيمات في العضيات تحت الخلوية بعد التجزئة الأولية لمجانسات الخلية بواسطة الطرد المركزي عالي السرعة ، وتحديد محتوى الإنزيمات في كل جزء.

غالبًا ما يمكن تحديد توطين إنزيم معين في نسيج أو خلية في الموقع عن طريق طرق الكيمياء النسيجية ("علم الأنسجة الأنزيمية"). للقيام بذلك ، يتم معالجة أقسام رقيقة (من 2 إلى 10 ميكرومتر) من الأنسجة المجمدة بمحلول من الركيزة التي يكون هذا الإنزيم خاصًا بها. في تلك الأماكن التي يوجد فيها الإنزيم ، يتم تكوين ناتج التفاعل المحفز بواسطة هذا الإنزيم. إذا كان المنتج ملونًا وغير قابل للذوبان ، فإنه يظل في موقع التكوين ويسمح بتوطين الإنزيم. يوفر علم أنزيم النسيج صورة واضحة ، وإلى حد ما ، فسيولوجية لتوزيع الإنزيمات.

أنظمة الإنزيمات من الإنزيمات المركزة في الهياكل داخل الخلايا منسقة بدقة مع بعضها البعض. يضمن الترابط بين التفاعلات المحفزة بواسطتها النشاط الحيوي للخلايا والأعضاء والأنسجة والكائن الحي ككل.

عند دراسة نشاط الإنزيمات المختلفة في أنسجة الجسم السليم ، يمكن للمرء الحصول على صورة لتوزيعها. اتضح أن بعض الإنزيمات تتوزع على نطاق واسع في العديد من الأنسجة ، ولكن بتركيزات مختلفة ، في حين أن البعض الآخر نشط جدًا في المستخلصات المأخوذة من نسيج واحد أو أكثر ، وهي غائبة عمليًا في أنسجة الجسم الأخرى.

الشكل 8.19.النشاط النسبي لبعض الإنزيمات في الأنسجة البشرية ، معبراً عنه كنسبة مئوية من النشاط في الأنسجة بأقصى تركيز لهذا الإنزيم (موس ، بتروورث ، 1978).

8.7.3. مفهوم اعتلالات الانزيم.في عام 1908 ، اقترح الطبيب الإنجليزي أرشيبالد جارود أن سبب عدد من الأمراض قد يكون غياب أي من الإنزيمات الرئيسية المشاركة في عملية التمثيل الغذائي. قدم مفهوم "الأخطاء الخلقية في التمثيل الغذائي" (عيب خلقي في التمثيل الغذائي). بعد ذلك ، تم تأكيد هذه النظرية من خلال البيانات الجديدة التي تم الحصول عليها في مجال البيولوجيا الجزيئية والكيمياء الحيوية المرضية.

يتم تسجيل المعلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد للبروتين في القسم المقابل من جزيء الحمض النووي في شكل سلسلة من شظايا ثلاثي النوكليوتيد - ثلاثة توائم أو أكواد. كل ثلاثة رموز لحمض أميني معين. تسمى هذه المراسلات بالشفرة الجينية. علاوة على ذلك ، يمكن ترميز بعض الأحماض الأمينية بعدة أكواد. هناك أيضًا أكواد خاصة تمثل إشارات لبدء تخليق سلسلة البولي ببتيد وإنهائها. حتى الآن ، تم فك الشفرة الجينية بالكامل. إنه عالمي لجميع أنواع الكائنات الحية.

يشمل إدراك المعلومات الواردة في جزيء الحمض النووي عدة مراحل. أولاً ، يتم تصنيع الرنا المرسال (mRNA) في نواة الخلية أثناء النسخ ويدخل السيتوبلازم. في المقابل ، يعمل الرنا المرسال كقالب للترجمة - تخليق سلاسل بولي ببتيد على الريبوسومات. وبالتالي ، فإن طبيعة الأمراض الجزيئية تتحدد من خلال اختلال بنية ووظيفة الأحماض النووية والبروتينات التي تتحكم فيها.

8.7.4. نظرًا لأن المعلومات حول بنية جميع البروتينات في الخلية موجودة في تسلسل نيوكليوتيدات الحمض النووي ، ويتم تحديد كل حمض أميني بواسطة مجموعة ثلاثية من النيوكليوتيدات ، فإن التغيير في البنية الأولية للحمض النووي يمكن أن يكون له تأثير عميق على البروتين المركب . تحدث هذه التغييرات بسبب أخطاء في تكرار الحمض النووي ، عندما يتم استبدال قاعدة نيتروجينية بأخرى ، إما نتيجة للإشعاع أو التعديل الكيميائي. تسمى جميع العيوب الموروثة التي نشأت بهذه الطريقة الطفرات. يمكن أن تؤدي إلى خطأ في قراءة الكود وحذف (فقدان) حمض أميني رئيسي ، أو استبدال حمض أميني بآخر ، أو التوقف المبكر عن تخليق البروتين ، أو إضافة متواليات الأحماض الأمينية. مع الأخذ في الاعتبار اعتماد التعبئة المكانية للبروتين على التسلسل الخطي للأحماض الأمينية فيه ، يمكن افتراض أن مثل هذه العيوب يمكن أن تغير بنية البروتين ، وبالتالي وظيفته. ومع ذلك ، توجد العديد من الطفرات فقط في المختبر ولا تؤثر سلبًا على وظيفة البروتين. وبالتالي ، فإن النقطة الأساسية هي توطين التغييرات في الهيكل الأساسي. إذا كان موضع الأحماض الأمينية المستبدلة أمرًا بالغ الأهمية لتشكيل البنية الثلاثية وتشكيل الموقع التحفيزي للإنزيم ، فإن الطفرة تكون خطيرة وقد تظهر كمرض.

يمكن أن تظهر عواقب نقص إنزيم واحد في سلسلة التفاعلات الأيضية بطرق مختلفة. نفترض أن تحول المركب أفي الاتصال بيحفز الانزيم هوما الاتصال جيحدث على مسار تحويل بديل (الشكل 8.20):

الشكل 8.20.مخطط الطرق البديلة للتحولات البيوكيميائية.

يمكن أن تكون عواقب نقص الإنزيم هي الظواهر التالية:

  1. عدم كفاية ناتج التفاعل الأنزيمي ( ب). على سبيل المثال ، يمكننا أن نشير إلى انخفاض في نسبة الجلوكوز في الدم في بعض أشكال الجليكوجين.
  2. تراكم المادة أ) ، الذي يتم تحفيز تحويله بواسطة إنزيم (على سبيل المثال ، حمض homogentisic في alkaptonuria). في العديد من أمراض التخزين الليزوزومية ، تتراكم فيها المواد التي تخضع عادةً للتحلل المائي في الجسيمات الحالة بسبب نقص أحد الإنزيمات ؛
  3. الانحراف عن مسار بديل مع تكوين بعض المركبات النشطة بيولوجيا ( ج). تشمل هذه المجموعة من الظواهر إفراز بولي لأحماض فينيل بيروفيك وحمض فينيلاكتيك ، والتي تتشكل في جسم مرضى بيلة الفينيل كيتون نتيجة لتفعيل المسارات الإضافية لتفكك فينيل ألانين.

إذا تم تنظيم التحويل الأيضي ككل من خلال مبدأ التغذية المرتدة للمنتج النهائي ، فإن تأثيرات النوعين الأخيرين من الحالات الشاذة ستكون أكثر أهمية. لذلك ، على سبيل المثال ، في البورفيريات (الاضطرابات الخلقية لتخليق الهيم) ، يتم التخلص من التأثير الساحق للهيم على تفاعلات التوليف الأولية ، مما يؤدي إلى تكوين كميات زائدة من المنتجات الوسيطة للمسار الأيضي ، والتي لها تأثير سام على خلايا الجلد والجهاز العصبي.

قد تعزز العوامل البيئية أو حتى تحدد تمامًا المظاهر السريرية لبعض اضطرابات التمثيل الغذائي الخلقية. على سبيل المثال ، لا يصاب العديد من المرضى الذين يعانون من نقص نازعة هيدروجين الجلوكوز 6 فوسفات بالمرض إلا بعد تناول الأدوية مثل البريماكين. في حالة عدم الاتصال بالعقاقير ، يعطي هؤلاء الأشخاص انطباعًا بأنهم يتمتعون بصحة جيدة.

8.7.5. عادة ما يتم الحكم على نقص الإنزيم بشكل غير مباشر من خلال زيادة تركيز المادة الأولية ، والتي تخضع عادة لتحولات تحت تأثير هذا الإنزيم (على سبيل المثال ، فينيل ألانين في بيلة الفينيل كيتون). يتم إجراء التحديد المباشر لنشاط هذه الإنزيمات فقط في المراكز المتخصصة ، ولكن إذا أمكن ، يجب تأكيد التشخيص بهذه الطريقة. التشخيص قبل الولادة (قبل الولادة) لبعض الاضطرابات الأيضية الخلقية ممكن عن طريق فحص خلايا السائل الأمنيوسي التي تم الحصول عليها في المراحل المبكرة من الحمل والمزروعة في المختبر.

يمكن علاج بعض اضطرابات التمثيل الغذائي الخلقية عن طريق إيصال المستقلب المفقود إلى الجسم أو عن طريق الحد من تناول سلائف عمليات التمثيل الغذائي الضعيفة في الجهاز الهضمي. يمكن أحيانًا إزالة المنتجات المتراكمة (مثل الحديد في داء ترسب الأصبغة الدموية).

8.7.1. في المحتوى الخلوي ، لا يتم توزيع الإنزيمات بشكل عشوائي ، ولكن يتم ترتيبها بدقة. بمساعدة الأغشية داخل الخلايا ، تنقسم الخلية إلى مقصورات أو مقصورات(الشكل 8.18). يتم تنفيذ عمليات كيميائية حيوية محددة بدقة في كل منها ويتم تركيز الإنزيمات المقابلة أو المجمعات الأنزيمية المتعددة. فيما يلي بعض الأمثلة النموذجية.

الشكل 8.18.التوزيع داخل الخلايا لأنزيمات المسارات الأيضية المختلفة.

تحتوي الليزوزومات في الغالب على مجموعة متنوعة من الإنزيمات المتحللة للماء. هنا ، تتم عمليات تقسيم المركبات العضوية المعقدة إلى مكوناتها الهيكلية.

تحتوي الميتوكوندريا على أنظمة معقدة من إنزيمات الأكسدة والاختزال.

يتم توزيع إنزيمات تنشيط الأحماض الأمينية في الهيالوبلازم ، ولكنها موجودة أيضًا في النواة. يحتوي الهيالوبلازم على العديد من مستقلبات تحلل السكر ، مدمجة هيكليًا مع تلك الموجودة في دورة فوسفات البنتوز ، والتي تضمن العلاقة بين المسارات ثنائية التفرع والمسار الأبوتومي لانهيار الكربوهيدرات.

في الوقت نفسه ، تتركز الإنزيمات التي تسرع في نقل بقايا الأحماض الأمينية إلى نهاية النمو لسلسلة البولي ببتيد وتحفز بعض التفاعلات الأخرى في عملية التخليق الحيوي للبروتين في الجهاز الريبوسومي للخلية.

في نواة الخلية ، يتم توطين ترانسفيرازات النوكليوتيد بشكل أساسي ، مما يسرع نقل بقايا النوكليوتيدات أثناء تكوين الأحماض النووية.

8.7.2. تمت دراسة توزيع الإنزيمات في العضيات تحت الخلوية بعد التجزئة الأولية لمجانسات الخلية بواسطة الطرد المركزي عالي السرعة ، وتحديد محتوى الإنزيمات في كل جزء.

غالبًا ما يمكن تحديد توطين إنزيم معين في نسيج أو خلية في الموقع عن طريق طرق الكيمياء النسيجية ("علم الأنسجة الأنزيمية"). للقيام بذلك ، يتم معالجة أقسام رقيقة (من 2 إلى 10 ميكرومتر) من الأنسجة المجمدة بمحلول من الركيزة التي يكون هذا الإنزيم خاصًا بها. في تلك الأماكن التي يوجد فيها الإنزيم ، يتم تكوين ناتج التفاعل المحفز بواسطة هذا الإنزيم. إذا كان المنتج ملونًا وغير قابل للذوبان ، فإنه يظل في موقع التكوين ويسمح بتوطين الإنزيم. يوفر علم أنزيم النسيج صورة واضحة ، وإلى حد ما ، فسيولوجية لتوزيع الإنزيمات.

أنظمة الإنزيمات من الإنزيمات المركزة في الهياكل داخل الخلايا منسقة بدقة مع بعضها البعض. يضمن الترابط بين التفاعلات المحفزة بواسطتها النشاط الحيوي للخلايا والأعضاء والأنسجة والكائن الحي ككل.

عند دراسة نشاط الإنزيمات المختلفة في أنسجة الجسم السليم ، يمكن للمرء الحصول على صورة لتوزيعها. اتضح أن بعض الإنزيمات تتوزع على نطاق واسع في العديد من الأنسجة ، ولكن بتركيزات مختلفة ، في حين أن البعض الآخر نشط جدًا في المستخلصات المأخوذة من نسيج واحد أو أكثر ، وهي غائبة عمليًا في أنسجة الجسم الأخرى.

الشكل 8.19.النشاط النسبي لبعض الإنزيمات في الأنسجة البشرية ، معبراً عنه كنسبة مئوية من النشاط في الأنسجة بأقصى تركيز لهذا الإنزيم (موس ، بتروورث ، 1978).

8.7.3. مفهوم اعتلالات الانزيم.في عام 1908 ، اقترح الطبيب الإنجليزي أرشيبالد جارود أن سبب عدد من الأمراض قد يكون غياب أي من الإنزيمات الرئيسية المشاركة في عملية التمثيل الغذائي. قدم مفهوم "الأخطاء الخلقية في التمثيل الغذائي" (عيب خلقي في التمثيل الغذائي). بعد ذلك ، تم تأكيد هذه النظرية من خلال البيانات الجديدة التي تم الحصول عليها في مجال البيولوجيا الجزيئية والكيمياء الحيوية المرضية.

يتم تسجيل المعلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد للبروتين في القسم المقابل من جزيء الحمض النووي في شكل سلسلة من شظايا ثلاثي النوكليوتيد - ثلاثة توائم أو أكواد. كل ثلاثة رموز لحمض أميني معين. تسمى هذه المراسلات بالشفرة الجينية. علاوة على ذلك ، يمكن ترميز بعض الأحماض الأمينية بعدة أكواد. هناك أيضًا أكواد خاصة تمثل إشارات لبدء تخليق سلسلة البولي ببتيد وإنهائها. حتى الآن ، تم فك الشفرة الجينية بالكامل. إنه عالمي لجميع أنواع الكائنات الحية.

يشمل إدراك المعلومات الواردة في جزيء الحمض النووي عدة مراحل. أولاً ، يتم تصنيع الرنا المرسال (mRNA) في نواة الخلية أثناء النسخ ويدخل السيتوبلازم. في المقابل ، يعمل الرنا المرسال كقالب للترجمة - تخليق سلاسل بولي ببتيد على الريبوسومات. وبالتالي ، فإن طبيعة الأمراض الجزيئية تتحدد من خلال اختلال بنية ووظيفة الأحماض النووية والبروتينات التي تتحكم فيها.

8.7.4. نظرًا لأن المعلومات حول بنية جميع البروتينات في الخلية موجودة في تسلسل نيوكليوتيدات الحمض النووي ، ويتم تحديد كل حمض أميني بواسطة مجموعة ثلاثية من النيوكليوتيدات ، فإن التغيير في البنية الأولية للحمض النووي يمكن أن يكون له تأثير عميق على البروتين المركب . تحدث هذه التغييرات بسبب أخطاء في تكرار الحمض النووي ، عندما يتم استبدال قاعدة نيتروجينية بأخرى ، إما نتيجة للإشعاع أو التعديل الكيميائي. تسمى جميع العيوب الموروثة التي نشأت بهذه الطريقة الطفرات. يمكن أن تؤدي إلى خطأ في قراءة الكود وحذف (فقدان) حمض أميني رئيسي ، أو استبدال حمض أميني بآخر ، أو التوقف المبكر عن تخليق البروتين ، أو إضافة متواليات الأحماض الأمينية. مع الأخذ في الاعتبار اعتماد التعبئة المكانية للبروتين على التسلسل الخطي للأحماض الأمينية فيه ، يمكن افتراض أن مثل هذه العيوب يمكن أن تغير بنية البروتين ، وبالتالي وظيفته. ومع ذلك ، توجد العديد من الطفرات فقط في المختبر ولا تؤثر سلبًا على وظيفة البروتين. وبالتالي ، فإن النقطة الأساسية هي توطين التغييرات في الهيكل الأساسي. إذا كان موضع الأحماض الأمينية المستبدلة أمرًا بالغ الأهمية لتشكيل البنية الثلاثية وتشكيل الموقع التحفيزي للإنزيم ، فإن الطفرة تكون خطيرة وقد تظهر كمرض.

يمكن أن تظهر عواقب نقص إنزيم واحد في سلسلة التفاعلات الأيضية بطرق مختلفة. نفترض أن تحول المركب أفي الاتصال بيحفز الانزيم هوما الاتصال جيحدث على مسار تحويل بديل (الشكل 8.20):

الشكل 8.20.مخطط الطرق البديلة للتحولات البيوكيميائية.

يمكن أن تكون عواقب نقص الإنزيم هي الظواهر التالية:

  1. عدم كفاية ناتج التفاعل الأنزيمي ( ب). على سبيل المثال ، يمكننا أن نشير إلى انخفاض في نسبة الجلوكوز في الدم في بعض أشكال الجليكوجين.
  2. تراكم المادة أ) ، الذي يتم تحفيز تحويله بواسطة إنزيم (على سبيل المثال ، حمض homogentisic في alkaptonuria). في العديد من أمراض التخزين الليزوزومية ، تتراكم فيها المواد التي تخضع عادةً للتحلل المائي في الجسيمات الحالة بسبب نقص أحد الإنزيمات ؛
  3. الانحراف عن مسار بديل مع تكوين بعض المركبات النشطة بيولوجيا ( ج). تشمل هذه المجموعة من الظواهر إفراز بولي لأحماض فينيل بيروفيك وحمض فينيلاكتيك ، والتي تتشكل في جسم مرضى بيلة الفينيل كيتون نتيجة لتفعيل المسارات الإضافية لتفكك فينيل ألانين.

إذا تم تنظيم التحويل الأيضي ككل من خلال مبدأ التغذية المرتدة للمنتج النهائي ، فإن تأثيرات النوعين الأخيرين من الحالات الشاذة ستكون أكثر أهمية. لذلك ، على سبيل المثال ، في البورفيريات (الاضطرابات الخلقية لتخليق الهيم) ، يتم التخلص من التأثير الساحق للهيم على تفاعلات التوليف الأولية ، مما يؤدي إلى تكوين كميات زائدة من المنتجات الوسيطة للمسار الأيضي ، والتي لها تأثير سام على خلايا الجلد والجهاز العصبي.

قد تعزز العوامل البيئية أو حتى تحدد تمامًا المظاهر السريرية لبعض اضطرابات التمثيل الغذائي الخلقية. على سبيل المثال ، لا يصاب العديد من المرضى الذين يعانون من نقص نازعة هيدروجين الجلوكوز 6 فوسفات بالمرض إلا بعد تناول الأدوية مثل البريماكين. في حالة عدم الاتصال بالعقاقير ، يعطي هؤلاء الأشخاص انطباعًا بأنهم يتمتعون بصحة جيدة.

8.7.5. عادة ما يتم الحكم على نقص الإنزيم بشكل غير مباشر من خلال زيادة تركيز المادة الأولية ، والتي تخضع عادة لتحولات تحت تأثير هذا الإنزيم (على سبيل المثال ، فينيل ألانين في بيلة الفينيل كيتون). يتم إجراء التحديد المباشر لنشاط هذه الإنزيمات فقط في المراكز المتخصصة ، ولكن إذا أمكن ، يجب تأكيد التشخيص بهذه الطريقة. التشخيص قبل الولادة (قبل الولادة) لبعض الاضطرابات الأيضية الخلقية ممكن عن طريق فحص خلايا السائل الأمنيوسي التي تم الحصول عليها في المراحل المبكرة من الحمل والمزروعة في المختبر.

يمكن علاج بعض اضطرابات التمثيل الغذائي الخلقية عن طريق إيصال المستقلب المفقود إلى الجسم أو عن طريق الحد من تناول سلائف عمليات التمثيل الغذائي الضعيفة في الجهاز الهضمي. يمكن أحيانًا إزالة المنتجات المتراكمة (مثل الحديد في داء ترسب الأصبغة الدموية).

الكيمياء البيولوجية ليليفيتش فلاديمير فاليريانوفيتش

الموقع النشط للإنزيم

الموقع النشط للإنزيم

يسمى جزء جزيء الإنزيم الذي يتفاعل بشكل خاص مع الركيزة بالموقع النشط. المركز النشط هو مزيج فريد من بقايا الأحماض الأمينية في جزيء الإنزيم ، مما يضمن تفاعله المباشر مع جزيء الركيزة ويشارك بشكل مباشر في فعل التحفيز. في الإنزيمات المعقدة ، يشتمل المركز النشط أيضًا على عامل مساعد. في المركز النشط ، يتم تمييز الموقع الحفاز ، الذي يدخل مباشرة في التفاعل الكيميائي مع الركيزة ، وموقع الربط ، الذي يوفر تقاربًا محددًا للركيزة وتشكيل مجمعها مع الإنزيم.

خصائص مواقع الإنزيمات النشطة:

1. يمثل المركز النشط جزءًا صغيرًا نسبيًا من الحجم الكلي للإنزيم.

2. المركز النشط له شكل انخفاض ضيق أو شق في إنزيم الكريات.

3. المركز النشط عبارة عن تكوين ثلاثي الأبعاد ، تشارك فيه مجموعات وظيفية من الأحماض الأمينية البعيدة خطيًا عن بعضها البعض.

4. ترتبط الركائز بشكل ضعيف نسبيًا بالموقع النشط.

5. تعتمد خصوصية ربط الركيزة على ترتيب محدد بدقة للذرات والمجموعات الوظيفية في الموقع النشط.

بعض الإنزيمات التنظيمية لها مركز آخر يسمى خيفي أو تنظيمي. يتم فصله مكانيًا عن الموقع النشط.

المركز الخيفي هو جزء من جزيء إنزيم ترتبط به عادة بعض المواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض (منظمات خيفية) ، والتي لا تتشابه جزيئاتها في التركيب مع الركيزة. يؤدي ارتباط المنظم بالمركز الخيفي إلى تغيير في البنية الثلاثية والرباعية لجزيء الإنزيم ، وبالتالي ، تكوين المركز النشط ، مما يتسبب في انخفاض أو زيادة في النشاط الأنزيمي.

من كتاب النمط الظاهري الموسع [التأثير البعيد للجين] مؤلف دوكينز كلينتون ريتشارد

الفصل الخامس: مكرر السلالة الجرثومية النشط في عام 1957 ، أثبت بيزر أن "الجين" لم يعد من الممكن اعتباره مفهومًا واحدًا وحدويًا. قام بتحليلها إلى ثلاثة أقانيم: لحم الضأن - الوحدة الدنيا للتغييرات الطفرية ؛ ريكون - أصغر وحدة

من كتاب الحقائق الأحدث. المجلد 1 [علم الفلك والفيزياء الفلكية. الجغرافيا وعلوم الأرض الأخرى. علم الأحياء والطب] مؤلف

من كتاب المافيا الصيدلانية والغذائية بواسطة Brower Louis

من كتاب الحقائق الأحدث. المجلد 1. علم الفلك والفيزياء الفلكية. الجغرافيا وعلوم الأرض الأخرى. علم الأحياء والطب مؤلف كوندراشوف أناتولي بافلوفيتش

مركز المراقبة الدوائية "باريس ، 4 فبراير 1977. اجتمع NCPP ، الذي أنشئ في يناير 1974 ، في الجمعية العامة في 2 فبراير ، مع مندوبين من المواثيق الوطنية للأطباء والصيادلة ، وانضم إليهم مجموعة من مراكز المراقبة من التسمم و

من كتاب القراءة بين سطور الحمض النووي [الرمز الثاني في حياتنا أو الكتاب الذي يحتاج الجميع لقراءته] المؤلف Shpork Peter

أين مركز كتلة نظام الأرض والقمر؟ يقع مركز كتلة نظام الأرض والقمر ، المعروف باسم barycenter ، على مسافة 4672 كيلومترًا من مركز الأرض باتجاه القمر ، أي على عمق 1700 كيلومتر تقريبًا تحت سطح الأرض. بالمعنى الدقيق للكلمة ، عن طريق

من كتاب سر الله وعلم الدماغ [علم الأعصاب للإيمان والتجربة الدينية] بواسطة نيوبيرج أندرو

ما هو مركز المتعة وأين يقع في الجسد؟ أحد أجزاء الدماغ هو منطقة ما تحت المهاد ، وهي جزء من الدماغ البيني وتقع تحت الدرنات البصرية (المهاد). منطقة ما تحت المهاد ، التي تضم المراكز اللاإرادية

من كتاب أصل الدماغ مؤلف سافيليف سيرجي فياتشيسلافوفيتش

من برلين إلى مركز ثورة مستقبلية لا يشعر بالإهانة عندما يظن خطأ أنه طالب أو مرشح دكتوراه. وهذا يحدث لعالم الوراثة البالغ من العمر 32 عامًا طوال الوقت. ألكساندر ميسنر - عيون رمادية زرقاء ، شعر أشقر داكن ممشط بلا مبالاة ، لحية خفيفة لمدة ثلاثة أيام - ليس فقط الشباب ،

من كتاب البحث عن الذاكرة [نشأة علم جديد للنفسية البشرية] مؤلف كانديل اريك ريتشارد

النهج الفعال لا يبدأ النوع النشط من التأمل بقصد تصفية ذهن الأفكار ، بل بالرغبة في توجيه الانتباه الأكثر تركيزًا إلى فكرة أو شيء ما. لذلك ، على سبيل المثال ، يمكن للبوذي ترديد تعويذة أو إلقاء نظرة على وهج شمعة أو في

من كتاب ماذا لو كان لامارك على حق؟ علم الوراثة المناعية والتطور المؤلف ستيل إدوارد

§ 37. المركز الترابطي لدماغ الزواحف بعد النظر في الخطة العامة لهيكل الجهاز العصبي ، يجب أن نتناول بشكل منفصل المبادئ الجديدة لتنظيم وعمل الدماغ ، والتي تم تحقيقها لأول مرة في الزواحف. أصبح الجهاز العصبي للسلويات القديمة تطورًا منطقيًا للهيكل

من كتاب السيكوباتيين. قصة موثوقة عن أناس بلا شفقة ، بلا ضمير ، بلا ندم بواسطة Keel Kent A.

من كتاب المؤلف

من كتاب المؤلف

مركز التكاثر: فرط الطفرة الجسدية لجينات V (D) J المعاد ترتيبها تشير جميع الأدلة المتاحة إلى أن ترميز الجينات V (D) J المعاد ترتيبها فقط لبروتين الجسم المضاد هي التي تحورت في الخلايا الليمفاوية البائية. بمعنى آخر ، الجينات المتغيرة التي تبقى في تكوين السلالة الجرثومية

من كتاب المؤلف

مركز ميندوتا لإعادة تأهيل الأحداث في أوائل التسعينيات ، اجتاح وباء حقيقي لعنف المراهقين الولايات المتحدة. عدد الجرائم التي يرتكبها الأحداث تضاعف تقريبا بين 1980 و 1993. يبدو أنه لا شيء يمكن أن يوقف هذا

الإنزيمات عبارة عن مواد جزيئية ضخمة يصل وزنها الجزيئي إلى عدة ملايين ، وعادة ما يكون لجزيئات الركائز التي تتفاعل مع الإنزيمات حجم أصغر بكثير. لذلك ، من الطبيعي أن نفترض أنه لا يتفاعل جزيء الإنزيم بأكمله مع الركيزة ، ولكن جزءًا منه فقط ، ما يسمى بـ "المركز النشط" للإنزيم.

المركز النشط للإنزيم هو جزء من جزيئه الذي يتفاعل مباشرة مع الركائز ويشارك في فعل التحفيز.

يتكون المركز النشط للإنزيم على مستوى الهيكل الثالث. لذلك ، أثناء التمسخ ، عندما يكون الهيكل الثالث مضطربًا ، يفقد الإنزيم نشاطه التحفيزي. !

يتكون المركز النشط بدوره من:

- مركز حفاز الذي ينفذ التحول الكيميائي للركيزة ؛

- مركز الركيزة ("المرساة" أو منطقة الاتصال) ، والتي تضمن ربط الركيزة بالإنزيم ، وتشكيل مركب الركيزة الإنزيمية.

ليس من الممكن دائمًا رسم خط واضح بين المراكز الحفازة والركيزة ؛ في بعض الإنزيمات ، تتزامن أو تتداخل.

بالإضافة إلى المركز النشط ، يوجد في جزيء الإنزيم ما يسمى. مركز خيفي . هذا جزء من جزيء إنزيم ، نتيجة إضافة مادة معينة منخفضة الوزن الجزيئي ( المستجيب ) ، يتغير الهيكل الثالث للإنزيم. هذا يؤدي إلى تغيير في تكوين الموقع النشط ، وبالتالي إلى تغيير في نشاط الإنزيم. هذه هي ظاهرة التنظيم الخيفي لنشاط الإنزيم.

العديد من الإنزيمات multimers (أو oligomers )، بمعنى آخر. تتكون من وحدتين فرعيتين أو أكثر بروتومرات(على غرار التركيب الرباعي للبروتين).

الروابط بين الوحدات الفرعية هي في الغالب غير تساهمية. يعرض الإنزيم أقصى نشاط تحفيزي على وجه التحديد في شكل مولتيمر. التفكك في البروتومرات يقلل بشكل حاد من نشاط الإنزيم.

الإنزيمات - عادةً ما تحتوي المالتيمرات على عدد واضح من الوحدات الفرعية (2-4) ، أي هي ثنائية ورباعية. على الرغم من أن السداسي والأوكتامرات (6-8) معروفة ، إلا أن أدوات التشذيب والبنتامر (3-5) نادرة للغاية.

يمكن بناء الإنزيمات المتعددة من نفس الوحدات الفرعية أو مختلفة.

إذا تم تشكيل الإنزيمات المتعددة من أنواع مختلفة من الوحدات الفرعية ، فيمكن أن توجد في شكل أيزومرات متعددة. تسمى الأشكال المتعددة من الإنزيم بالإنزيمات المتشابهة (الإنزيمات المتوازنة أو الإنزيمات).

على سبيل المثال ، يتكون الإنزيم من 4 وحدات فرعية من النوعين A و B. ويمكن أن يشكل 5 أيزومرات: AAAA و AAAB و AABB و ABBB و BBBB. هذه الإنزيمات المتشابهة هي أنزيمات متشابهة.

تحفز الإنزيمات الإنزيمية نفس التفاعل الكيميائي ، وعادة ما تعمل على نفس الركيزة ، ولكنها تختلف في بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية (الوزن الجزيئي ، وتكوين الأحماض الأمينية ، والتنقل الكهربي ، وما إلى ذلك) ، والتوطين في الأعضاء والأنسجة.

مجموعة خاصة من الإنزيمات تسمى. مجمعات متعددة. هذه أنظمة من الإنزيمات التي تحفز المراحل المتتالية من تحول الركيزة. تتميز هذه الأنظمة بقوة الرابطة والتنظيم المكاني الصارم للأنزيمات ، مما يضمن الحد الأدنى من المسار لمرور الركيزة والحد الأقصى لمعدل تحولها.

مثال على ذلك هو مركب متعدد الإنزيمات يقوم بعملية نزع الكربوكسيل المؤكسدة لحمض البيروفيك. يتكون المجمع من 3 أنواع من الإنزيمات (Mv = 4،500،000).

نهاية العمل -

هذا الموضوع ينتمي إلى:

محاضرات في المقرر: الببتيدات الكيمياء الحيوية ، البروتينات: تركيبها ، خصائصها ، أهميتها في الجسم ، طرق البحث. 10- الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبروتينات

الوكالة الاتحادية للتعليم .. المؤسسة التعليمية الحكومية العليا المهنية ..

إذا كنت بحاجة إلى مواد إضافية حول هذا الموضوع ، أو لم تجد ما كنت تبحث عنه ، فإننا نوصي باستخدام البحث في قاعدة بيانات الأعمال لدينا:

ماذا سنفعل بالمواد المستلمة:

إذا كانت هذه المادة مفيدة لك ، فيمكنك حفظها على صفحتك على الشبكات الاجتماعية:

جميع المواضيع في هذا القسم:

الحمض النووي الريبي
H3PO4 H3PO4 Ribose Deoxyribose القواعد النيتروجينية (A ، G ، C ، U) (A ، G ، C ، T) يوضح الجدول 1 التكوين

الهيكل الأساسي لـ rna و dna
الهيكل الأساسي للحمض النووي الريبي والحمض النووي هو نفسه - فهو عبارة عن سلسلة خطية من عديد النوكليوتيد حيث ترتبط النيوكليوتيدات ببعضها البعض بواسطة روابط 3/5 / فوسفوديستر التي تشكل الباقي

التركيب الثانوي للحمض النووي
يتميز التركيب الثانوي للحمض النووي بقاعدة E. Chargaff (انتظام المحتوى الكمي للقواعد النيتروجينية): 1. يحتوي الحمض النووي على كسور مولارية من البيورين والبيريميدينو

البنية الثلاثية للحمض النووي
التركيب الثلاثي للحمض النووي هو حلزون وفائق معقد مع البروتينات. يمكن أن يوجد الحمض النووي في شكل خطي (في الكروموسومات حقيقية النواة) وفي شكل دائري (في بدائيات النوى والميتوكوندريا). تصاعد

هيكل ووظائف الحمض النووي الريبي
على عكس الحمض النووي ، يتكون جزيء الحمض النووي الريبي من سلسلة أحادية النوكليوتيد ملفوفة على نفسها ، أي تشكل جميع أنواع "الحلقات" و "دبابيس الشعر" بسبب تفاعلات النيتروجين التكميلي

تبادل الأحماض النووية والنيوكليوتيدات في جسم الإنسان
يتضمن استقلاب النيوكليوتيدات في الجسم عمليات الاستقلاب (التخليق الحيوي للبيورين - المسار الرئيسي والاحتياطي - ونيوكليوتيدات بيريميدين) وتقويض (تحلل الأحماض النووية)

النسخ
النسخ - يستمر التخليق الحيوي لجزيئات الحمض النووي الريبي في قالب الحمض النووي ، المترجمة في نواة الخلية ، باستمرار ، بغض النظر عن دورة الخلية. الركائز ومصادر الطاقة للأدوية الحيوية

تخليق البروتين
يحدث التخليق الحيوي للبروتين (الترجمة) في polysomes ويؤدي إلى بناء سلسلة polypeptide من الأحماض الأمينية (الهيكل الأساسي للبروتين). تحتاج لعملية الترجمة: المصفوفات

تنظيم النسخ. نظرية الاوبيرون
الأوبرا هو جزء من الحمض النووي يشفر بنية نوع واحد من البروتين ، يحتوي على منطقة تنظيمية تتحكم في تخليق هذه البروتينات. يتضمن تنظيم نسخ mRNA الاستقراء

دورة حامض الستريك - CTC - دورة كريبس
دورة حمض الستريك عبارة عن سلسلة من التفاعلات التي تحدث في الميتوكوندريا ، حيث يتم تقويض مجموعات الأسيتيل (حتى 2CO2) ويتم تكوين الإنعاش.

تنظيم دورة كريبس
رد الفعل المحدد لدورة كريبس بأكملها هو تفاعل تخليق السترات (إنزيم سينثيز السترات). الإنزيمات المنظمة لدورة كريبس: بيروفات ديهيدروجينيز (مثبطات: ATP ، NADH +

دور الأكسجين في التمثيل الغذائي
يعمل جسم الإنسان في ظروف هوائية: فهو يستقبل 90٪ من طاقته بمشاركة الأكسجين. يؤدي الأكسجين وظيفتين أساسيتين في عملية التمثيل الغذائي للحياة.

سمية الأكسجين
بالنسبة لجسم الإنسان ، فإن سمية الأكسجين ناتجة عن سمية أشكاله النشطة ، والتي يمكن أن تتشكل أثناء انتقال الإلكترونات من الركائز المؤكسدة إلى الأكسجين.

نوكليوزيد ثلاثي الفوسفات
أكثر الوسائط شيوعًا عالية الطاقة شيوعًا هي نوكليوزيد ثلاثي الفوسفات (NTPs) ، والتي يمكنها نقل الطاقة العالية الطرفية الخاصة بها

إن دراسة آلية التفاعل الكيميائي المحفز بواسطة إنزيم ، جنبًا إلى جنب مع تحديد المنتجات الوسيطة والنهائية في مراحل مختلفة من التفاعل ، تعني معرفة دقيقة بهندسة البنية الثلاثية للإنزيم ، وطبيعة الوظيفة الوظيفية. مجموعات من جزيئه ، والتي تضمن خصوصية العمل والنشاط التحفيزي العالي على ركيزة معينة ، بالإضافة إلى الطبيعة الكيميائية للموقع (المواقع).) جزيء إنزيم يوفر معدل عالٍ من التفاعل التحفيزي. عادةً ما تكون جزيئات الركيزة المشاركة في التفاعلات الأنزيمية صغيرة نسبيًا مقارنة بجزيئات الإنزيم. وهكذا ، أثناء تكوين معقدات الركيزة الإنزيمية ، تدخل أجزاء محدودة فقط من تسلسل الأحماض الأمينية لسلسلة البولي ببتيد في تفاعل كيميائي مباشر - "المركز النشط" - مزيج فريد من بقايا الأحماض الأمينية في جزيء الإنزيم ، مما يوفر تفاعلًا مباشرًا مع جزيء الركيزة والمشاركة المباشرة في فعل التحفيز

في المركز النشط ، التخصيص المشروط

    مركز تحفيزي - يتفاعل كيميائياً بشكل مباشر مع الركيزة ؛

    مركز الربط (موقع التلامس أو "المرساة") - يوفر تقاربًا محددًا للركيزة وتشكيل مركب الركيزة الإنزيمية.

لتحفيز التفاعل ، يجب أن يرتبط الإنزيم بواحدة أو أكثر من الركائز. يتم طي سلسلة بروتين الإنزيم بطريقة تتشكل فجوة ، أو انخفاض ، على سطح الكريات ، حيث ترتبط الركائز. تسمى هذه المنطقة موقع ربط الركيزة. عادة ما يتزامن مع الموقع النشط للإنزيم أو يقع بالقرب منه. تحتوي بعض الإنزيمات أيضًا على مواقع ربط للعوامل المساعدة أو أيونات المعادن.

الانزيم يربط الركيزة:

    ينظف الركيزة من الماء "معطف الفرو"

    يرتب جزيئات الركيزة المتفاعلة في الفضاء بالطريقة اللازمة لمواصلة التفاعل

    يستعد للتفاعل (على سبيل المثال ، يستقطب) جزيئات الركيزة.

عادةً ما يحدث ارتباط الإنزيم بالركيزة بسبب الروابط الأيونية أو الهيدروجينية ، ونادرًا ما يكون ذلك بسبب الروابط التساهمية. في نهاية التفاعل ، يتم فصل منتجه (أو منتجاته) عن الإنزيم.

نتيجة لذلك ، يقلل الإنزيم من طاقة تنشيط التفاعل. هذا لأنه في وجود الإنزيم ، يأخذ التفاعل مسارًا مختلفًا (في الواقع ، يحدث تفاعل مختلف) ، على سبيل المثال:

في حالة عدم وجود إنزيم:

في وجود انزيم:

  • AF + V = AVF

    AVF \ u003d AV + F

حيث A ، B - ركائز ، AB - منتج تفاعل ، F - إنزيم.

لا تستطيع الإنزيمات توفير الطاقة للتفاعلات العصبية (التي تتطلب طاقة) من تلقاء نفسها. لذلك ، فإن الإنزيمات التي تنفذ مثل هذه التفاعلات تربطها بردود فعل مفعمة بالطاقة والتي تتواصل مع إطلاق المزيد من الطاقة. على سبيل المثال ، غالبًا ما تقترن تفاعلات تخليق البوليمر الحيوي مع تفاعل التحلل المائي ATP.

تتميز المراكز النشطة لبعض الإنزيمات بظاهرة التعاون.

النوعية

تظهر الإنزيمات عادةً خصوصية عالية لركائزها (خصوصية الركيزة). يتم تحقيق ذلك من خلال التكامل الجزئي للشكل وتوزيع الشحنة والمناطق الكارهة للماء على جزيء الركيزة وفي موقع ربط الركيزة على الإنزيم. تُظهر الإنزيمات أيضًا مستويات عالية من الخصوصية الفراغية (تشكل واحدًا فقط من الأيزومرات الفراغية المحتملة كمنتج أو تستخدم فقط أيزوميرًا واحدًا كركيزة) ، والانتقائية النسبية (تشكل أو تكسر رابطة كيميائية في واحد فقط من المواضع المحتملة للركيزة) ، و الانتقائية الكيميائية (تحفز تفاعل كيميائي واحد فقط) لعدة شروط محتملة لهذه الظروف). على الرغم من المستوى العام العالي للخصوصية ، يمكن أن تختلف درجة الركيزة وخصوصية تفاعل الإنزيمات. على سبيل المثال ، يكسر endopeptidase trypsin رابطة الببتيد فقط بعد arginine أو lysine ، إذا لم يكن متبوعًا بالبرولين ، ويكون البيبسين أقل تحديدًا ويمكن أن يكسر رابطة الببتيد بعد العديد من الأحماض الأمينية.