Χαρακτηριστικά, λειτουργίες και παραδείγματα του Apoenzyme



Ένα αποενζύμου Είναι το πρωτεϊνικό μέρος ενός ενζύμου, επομένως είναι επίσης γνωστό ως αποπρωτεΐνη. Το αποενζύμιο είναι ανενεργό, δηλαδή δεν μπορεί να εκτελέσει τη λειτουργία του να πραγματοποιήσει μια συγκεκριμένη βιοχημική αντίδραση και είναι ατελές μέχρι να ενωθεί με άλλα μόρια γνωστά ως συμπαράγοντες.

Το πρωτεϊνικό τμήμα (αποενζύμη) μαζί με έναν συμπαράγοντα σχηματίζουν ένα πλήρες ένζυμο (ολοένζυμο). Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που μπορούν να αυξήσουν την ταχύτητα των βιοχημικών διεργασιών. Ορισμένα ένζυμα χρειάζονται τους συμπαράγοντες για να πραγματοποιήσουν την κατάλυση, ενώ άλλοι δεν τις χρειάζονται.

Ευρετήριο

  • 1 Κύρια χαρακτηριστικά
    • 1.1 Πρόκειται για πρωτεϊνικές δομές
    • 1.2 Είναι μέρος των συζευγμένων ενζύμων
    • 1.3 Παραδέχονται μια ποικιλία συμπαράγοντες
  • 2 Λειτουργίες των αποενζύμων
    • 2.1 Δημιουργία ολοενζύμων
    • 2.2 Δημιουργία καταλυτικής δράσης
  • 3 Παραδείγματα
    • 3.1 Ανθρακική άνθρακα
    • 3.2 Αιμοσφαιρίνη
    • 3.3 Οξειδάση του κυτοχρώματος
    • 3.4 Αφυδρογονάση αλκοόλης
    • 3.5 Πυρουβική κινάση
    • 3.6 Πυρουβική καρβοξυλάση
    • 3.7 Ακετυλο-συνένζυμο Α καρβοξυλάση
    • 3.8 Μονοαμινική οξειδάση
    • 3.9 Αφυδρογονάση γαλακτικού
    • 3.10 Καταλάση
  • 4 Αναφορές

Κύρια χαρακτηριστικά

Είναι πρωτεϊνικές δομές

Τα αποενζύμια αντιστοιχούν στο πρωτεϊνικό τμήμα ενός ενζύμου, τα οποία είναι τα μόρια των οποίων η λειτουργία είναι να λειτουργούν ως καταλύτες κατά ορισμένων χημικών αντιδράσεων στο σώμα.

Είναι μέρος συζευγμένων ενζύμων

Τα ένζυμα που δεν χρειάζονται συμπαράγοντες είναι γνωστά ως απλά ένζυμα, όπως η πεψίνη, η τρυψίνη και η ουρεάση. Αντίθετα, τα ένζυμα που απαιτούν έναν συγκεκριμένο συμπαράγοντα είναι γνωστά ως συζευγμένα ένζυμα. Αυτά αποτελούνται από δύο βασικά συστατικά: τον συμπαράγοντα, ο οποίος είναι η μη πρωτεϊνική δομή. και το αποενζύμιο, η πρωτεϊνική δομή.

Ο συμπαράγοντας μπορεί να είναι μια οργανική ένωση (π.χ. μια βιταμίνη) ή μια ανόργανη ένωση (π.χ. ένα μεταλλικό ιόν). Ο οργανικός συμπαράγοντας μπορεί να είναι ένα συνένζυμο ή μια προσθετική ομάδα. Ένα συνένζυμο είναι ένας συμπαράγοντας που συνδέεται ασθενώς με το ένζυμο και επομένως μπορεί εύκολα να απελευθερωθεί από την ενεργό θέση του ενζύμου.

Παραδέχονται μια ποικιλία συμπαράγοντες

Υπάρχουν πολλοί συμπαράγοντες που ενώνουν με τα αποενζύμματα για την παραγωγή ολοενζύμων. Κοινή συνένζυμα είναι NAD +, FAD, συνένζυμο Α, βιταμίνη Β και βιταμίνη C. Οι κοινές ιόντα μετάλλων που δεσμεύονται apoenzymes είναι ο σίδηρος, ο χαλκός, ασβέστιο, ψευδάργυρο και μαγνήσιο, κλπ.

Οι συμπαράγοντες συνδέονται στενά ή ελαφρώς με το αποενένζυμο για να μετατρέψουν το αποενένζυμο σε ένα ολοενζύμη. Μόλις απομακρυνθεί ο συμπαράγοντας από το ολοενζύμη, γίνεται και πάλι το apoenzyme, το οποίο είναι ανενεργό και ατελές.

Οι λειτουργίες του Apoenzyme

Δημιουργήστε ολοενζύμες

Η κύρια λειτουργία των αποενζύμων είναι να δημιουργήσουν τα ολοένζυμα: τα αποενζύμματα ενώνονται με έναν συμπαράγοντα και από αυτή τη σύνδεση δημιουργείται ένα ολοένζυμο.

Δημιουργία καταλυτικής δράσης

Η κατάλυση αναφέρεται στη διαδικασία μέσω της οποίας είναι δυνατή η επιτάχυνση ορισμένων χημικών αντιδράσεων. Χάρη στα αποενζύμματα, τα ολοένζυμα συμπληρώνονται και είναι ικανά να ενεργοποιήσουν την καταλυτική τους δράση.

Παραδείγματα

Καρβονική ανυδράση

Η ανθρακική ανυδράση είναι ένα κρίσιμο ένζυμο σε ζωικά κύτταρα, φυτικά κύτταρα και στο περιβάλλον για τη σταθεροποίηση των συγκεντρώσεων διοξειδίου του άνθρακα.

Χωρίς αυτό το ένζυμο, η μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε διττανθρακικό και αντιστρόφως θα ήταν εξαιρετικά αργή, και θα ήταν σχεδόν αδύνατο να πραγματοποιήσει ζωτικές διεργασίες όπως η φωτοσύνθεση στα φυτά και εκπνοής κατά τη διάρκεια της αναπνοής.

Αιμοσφαιρίνη

Η αιμοσφαιρίνη είναι μια σφαιρική πρωτεΐνη που υπάρχει στα ερυθρά αιμοσφαίρια των σπονδυλωτών και στο πλάσμα πολλών ασπόνδυλων, η λειτουργία των οποίων είναι η μεταφορά οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα.

Η ένωση του οξυγόνου και του διοξειδίου του άνθρακα στο ένζυμο συμβαίνει σε μια περιοχή που ονομάζεται ομάδα heme, η οποία είναι υπεύθυνη για να δώσει το κόκκινο χρώμα στο αίμα των σπονδυλωτών.

Κυτοχρωμική οξειδάση

Η οξειδάση του κυτοχρώματος είναι ένα ένζυμο που υπάρχει στα περισσότερα κύτταρα. Περιέχει σίδηρο και πορφυρίνη.

Αυτό το οξειδωτικό ένζυμο είναι πολύ σημαντικό για τις διαδικασίες λήψης ενέργειας. Βρίσκεται στη μιτοχονδριακή μεμβράνη όπου καταλύει τη μεταφορά ηλεκτρονίων από το κυτόχρωμα στο οξυγόνο, η οποία τελικά οδηγεί στο σχηματισμό νερού και ATP (ενεργειακό μόριο).

Αφυδρογονάση αλκοόλης

Η αλκοολική αφυδρογονάση είναι ένα ένζυμο που βρίσκεται κυρίως στο ήπαρ και στο στομάχι. Αυτό το αποενζύμιο καταλύει το πρώτο στάδιο στον μεταβολισμό της αλκοόλης. δηλαδή την οξείδωση αιθανόλης και άλλων αλκοολών. Με αυτόν τον τρόπο, τα μετατρέπει σε ακεταλδεΰδη.

Το όνομά του υποδηλώνει τον μηχανισμό δράσης αυτής της διαδικασίας: το πρόθεμα "des" σημαίνει "όχι" και το "υδρο" αναφέρεται σε ένα άτομο υδρογόνου. Έτσι, η λειτουργία της αλκοολικής αφυδρογονάσης είναι η απομάκρυνση ενός ατόμου υδρογόνου από την αλκοόλη.

Πυρουβική κινάση

Η πυροσταφυλική κινάση είναι το αποενζύμιο που καταλύει το τελικό στάδιο της κυτταρικής διαδικασίας αποικοδόμησης της γλυκόζης (γλυκόλυση).

Η λειτουργία του είναι να επιταχύνει τη μεταφορά μιας φωσφορικής ομάδας από φωσφοενολοπυροσταφυλικό σε διφωσφορική αδενοσίνη, παράγοντας ένα μόριο πυροσταφυλικού και ένα από τα ΑΤΡ.

πυροσταφυλική κινάση έχει τέσσερις διαφορετικές μορφές (ισοένζυμα) σε διαφορετικούς ιστούς των ζώων, καθένα από τα οποία έχει ιδιαίτερη κινητικές ιδιότητες αναγκαία για σύζευξη με τις μεταβολικές απαιτήσεις αυτών των ιστών.

Πυρουβική καρβοξυλάση

Η πυροσταφυλική καρβοξυλάση είναι το ένζυμο που καταλύει την καρβοξυλίωση. δηλαδή, η μεταφορά μιας καρβοξυλομάδας σε ένα μόριο πυροσταφυλικού για να σχηματιστεί οξαλοξικός εστέρας.

Καταλύει ειδικά σε διαφορετικούς ιστούς, για παράδειγμα το ήπαρ και τους νεφρούς επιταχύνει πρώτες αντιδράσεις για τη σύνθεση γλυκόζης, ενώ στο λιπώδη ιστό και ενισχύει τη σύνθεση λιπιδίου εγκεφάλου από πυροσταφυλικό.

Συμμετέχει επίσης σε άλλες αντιδράσεις που αποτελούν μέρος της βιοσύνθεσης υδατανθράκων.

Ακετυλο Συνένζυμο Α καρβοξυλάση

Η ακετυλο-ΟοΑ καρβοξυλάση είναι ένα σημαντικό ένζυμο στον μεταβολισμό των λιπαρών οξέων. Είναι μια πρωτεΐνη που βρίσκεται σε ζώα και φυτά, παρουσιάζοντας αρκετές υπομονάδες που καταλύουν διαφορετικές αντιδράσεις.

Η λειτουργία του είναι βασικά να μεταφέρει μια ομάδα καρβοξυλίου σε ακετυλο-ΟοΑ για να μετατραπεί σε μηλονυλο-συνένζυμο Α (μηλονυλο-ΟοΑ).

Έχει 2 ισομορφές, που ονομάζονται ACC1 και ACC2, οι οποίες διαφέρουν στη λειτουργία και τη διανομή τους σε ιστούς θηλαστικών.

Μονοαμινική οξειδάση

Μονοαμινικής οξειδάσης είναι ένα ένζυμο που υπάρχει σε νευρικό ιστό που εκπληρώνει σημαντικές λειτουργίες για την αδρανοποίηση ορισμένων νευροδιαβιβαστών, όπως η σεροτονίνη, η μελατονίνη και η επινεφρίνη.

Συμμετέχει σε βιοχημικές αντιδράσεις αποικοδόμησης διαφόρων μονοαμινών στον εγκέφαλο. Σε αυτές τις οξειδωτικές αντιδράσεις, το ένζυμο χρησιμοποιεί οξυγόνο για την απομάκρυνση μιας αμινομάδας από ένα μόριο και παράγει μία αλδεΰδη (ή μία κετόνη) και την αντίστοιχη αμμωνία.

Γαλακτική αφυδρογονάση

Η γαλακτική αφυδρογονάση είναι ένα ένζυμο που βρίσκεται στα κύτταρα των ζώων, των φυτών και των προκαρυωτικών. Η λειτουργία του είναι να προωθήσει τη μετατροπή του γαλακτικού σε πυροσταφυλικό οξύ και αντίστροφα.

Αυτό το ένζυμο είναι σημαντικό στην κυτταρική αναπνοή κατά τη διάρκεια της οποίας η γλυκόζη, που προέρχεται από τα τρόφιμα, αποικοδομείται για να αποκτήσει χρήσιμη ενέργεια για τα κύτταρα.

Αν και η γαλακτική αφυδρογονάση είναι άφθονη στους ιστούς, τα επίπεδα αυτού του ενζύμου είναι χαμηλά στο αίμα. Ωστόσο, όταν υπάρχει τραυματισμός ή ασθένεια, πολλά μόρια απελευθερώνονται στην κυκλοφορία του αίματος. Έτσι, η γαλακτική αφυδρογονάση αποτελεί ένδειξη ορισμένων τραυματισμών και ασθενειών, όπως καρδιακών προσβολών, αναιμίας, καρκίνου, HIV, μεταξύ άλλων.

Καταλασης

Η καταλάση βρίσκεται σε όλους τους οργανισμούς που ζουν παρουσία οξυγόνου. Είναι ένα ένζυμο που επιταχύνει την αντίδραση με την οποία το υπεροξείδιο του υδρογόνου αποσυντίθεται σε νερό και οξυγόνο. Με αυτόν τον τρόπο εμποδίζει τη συσσώρευση τοξικών ενώσεων.

Έτσι, βοηθά στην προστασία των οργάνων και των ιστών από τη ζημία που προκαλείται από το υπεροξείδιο, μια ένωση που παράγεται συνεχώς σε πολυάριθμες μεταβολικές αντιδράσεις. Στα θηλαστικά εντοπίζεται κυρίως στο ήπαρ.

Αναφορές

  1. Agrawal, Α., Gandhe, Μ., Gupta, D., & Reddy, Μ. (2016). Προκαταρκτική Μελέτη για τον Δερμοϋδρογονάση του Λακτικού Ορού (LDH) -Προγνωστικός Βιοδείκτης στο Μαστού Καρκίνου. Εφημερίδα της Κλινικής και Διαγνωστικής Έρευνας, 6-8.
  2. Athappilly, F. Κ., & Hendrickson, W. Α. (1995). Δομή της περιοχής βιοτινυλίου του ακετυλο-συνενζύμου Μια καρβοξυλάση που προσδιορίζεται με τη σταδιακή απόσπαση της MAD. Δομή, 3(12), 1407-1419.
  3. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Βιοχημεία (8η έκδοση). W. Η. Freeman and Company.
  4. Butt, Α.Α., Michaels, S., & Kissinger, Ρ. (2002). Η συσχέτιση του επιπέδου της γαλακτικής αφυδρογονάσης στον ορό με επιλεγμένες ευκαιριακές λοιμώξεις και πρόοδο του HIV. Διεθνής Εφημερίδα των Μολυσματικών Νόσων, 6(3), 178-181.
  5. Fegler, J. (1944). Λειτουργία της καρβονικής ανυδράσης στο αίμα. Φύση, 137-38.
  6. Gaweska, Η., & Fitzpatrick, Ρ. F. (2011). Δομές και μηχανισμός της οικογένειας μονοαμινοξειδίων. Βιομοριακές έννοιες, 2(5), 365-377.
  7. Gupta, V., & Bamezai, R.N. Κ. (2010). Ανθρώπινη πυροσταφυλική κινάση Μ2: Πολυλειτουργική πρωτεΐνη. Protein Science, 19(11), 2031-2044.
  8. Jitrapakdee, S., St Maurice, Μ., Rayment, Ι., Cleland, W.W., Wallace, J.C., & Attwood, Ρ. V. (2008). Δομή, μηχανισμός και ρύθμιση της πυροσταφυλικής καρβοξυλάσης. Biochemical Journal, 413(3), 369-387.
  9. Muirhead, Η. (1990). Ισοένζυμα πυροσταφυλικής κινάσης. Συναλλαγές βιοχημικής κοινωνίας, 18, 193-196.
  10. Solomon, Ε., Berg, L. & Martin, D. (2004). Βιολογία (7η έκδοση) Εκμάθηση των πόρων.
  11. Supuran, C. Τ. (2016). Δομή και λειτουργία ανθρακικών ανυδρών. Biochemical Journal, 473(14), 2023-2032.
  12. Tipton, Κ. F., Boyce, S., O'Sullivan, J., Davey, G.P. & Healy, J. (2004). Μονοαμινικές οξειδάσες: βεβαιότητες και αβεβαιότητες. Current Medicinal Chemistry, 11(15), 1965-1982.
  13. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Βασικές αρχές της βιοχημείας: Ζωή στο Μοριακό επίπεδο (5η έκδοση). Wiley.
  14. Xu, Η. Ν., Kadlececk, S., Profka, Η., Glickson, J.D., Rizi, R., & Li, L.Z. (2014). Το υψηλότερο γαλακτικό είναι δείκτης του μεταστατικού κινδύνου του όγκου; Μια πιλοτική μελέτη MRS με τη χρήση υπερπολωμένου13C-πυροσταφυλικού. Ακαδημαϊκή ακτινολογία, 21(2), 223-231.