Χαρακτηριστικά, λειτουργίες και παραδείγματα του ολοενζύμου

Ένα ολοένζυμο είναι ένα ένζυμο που αποτελείται από ένα πρωτεϊνικό τμήμα που ονομάζεται αποενζύμη σε συνδυασμό με ένα μη πρωτεϊνικό μόριο που ονομάζεται συμπαράγοντας. Ούτε το απόπνευμα ούτε ο συμπαράγοντας είναι ενεργά όταν είναι ξεχωριστά. δηλαδή, για να μπορέσουν να λειτουργήσουν, πρέπει να συνδυαστούν.

Έτσι, τα ολογονένζυμα είναι τα συνδυασμένα ένζυμα και, κατά συνέπεια, είναι καταλυτικά δραστικά. Τα ένζυμα είναι ένας τύπος βιομορίων που η λειτουργία τους είναι βασικά να αυξήσει την ταχύτητα των κυτταρικών αντιδράσεων. Ορισμένα ένζυμα χρειάζονται τη βοήθεια άλλων μορίων, που ονομάζονται συμπαράγοντες.

Οι συμπαράγοντες συμπληρώνονται με τα αποενζύμματα και σχηματίζουν ένα ενεργό ολοένζυμο που εκτελεί την κατάλυση. Αυτά τα ένζυμα που απαιτούν έναν συγκεκριμένο συμπαράγοντα είναι γνωστά ως συζευγμένα ένζυμα. Αυτά έχουν δύο κύριες συνιστώσες: τον συμπαράγοντα, ο οποίος μπορεί να είναι ένα μεταλλικό (ανόργανο) ιόν ή ένα οργανικό μόριο. το αποενένζυμο, μέρος πρωτεΐνης.

Ευρετήριο

• 1 Χαρακτηριστικά
  • 1.1 Κατασκευάζεται από αποενζύμματα και συμπαράγοντες
  • 1.2 Παραδέχονται μια ποικιλία συμπαράγοντες
  • 1.3 Προσωρινή ή μόνιμη ένωση
• 2 Λειτουργία
• 3 Παραδείγματα κοινών ολοενζύμων
  • 3.1 RNA πολυμεράση
  • 3.2 ϋΝΑ πολυμεράση
  • 3.3 Ανθρακική άνθρακα
  • 3.4 Αιμοσφαιρίνη
  • 3.5 Κυτοχρωμική οξειδάση
  • 3.6 Πυρουβική κινάση
  • 3.7 Πυρουβική καρβοξυλάση
  • 3.8 Ακετυλο CoA καρβοξυλάση
  • 3.9 Μονοαμινική οξειδάση
  • 3.10 Αφυδρογονάση γαλακτικού
  • 3.11 Καταλάση
• 4 Αναφορές

Χαρακτηριστικά

Δημιουργείται από τα αποενζύμια και συμπαράγοντες

Τα αποενζύμια είναι το πρωτεϊνικό τμήμα του συμπλόκου και οι συμπαράγοντες μπορούν να είναι ιόντα ή οργανικά μόρια.

Παραδέχονται μια ποικιλία συμπαράγοντες

Υπάρχουν διάφοροι τύποι συμπαράγοντες που βοηθούν στο σχηματισμό των ολοενζύμων. Μερικά παραδείγματα είναι τα συνένζυμα και οι κοινές βιταμίνες, για παράδειγμα: βιταμίνη Β, FAD, NAD +, συνένζυμο Α βιταμίνης C.

Μερικοί συμπαράγοντες με μεταλλικά ιόντα, για παράδειγμα: χαλκός, σίδηρος, ψευδάργυρος, ασβέστιο και μαγνήσιο, μεταξύ άλλων. Μια άλλη κατηγορία συμπαράγοντες είναι οι λεγόμενες προσθετικές ομάδες.

Προσωρινή ή μόνιμη ένωση

Οι συμπαράγοντες μπορούν να ενταχθούν στα αποενζύμματα με διαφορετική ένταση. Σε ορισμένες περιπτώσεις η ένωση είναι αδύναμη και προσωρινή, ενώ σε άλλες περιπτώσεις η ένωση είναι τόσο ισχυρή ώστε είναι μόνιμη.

Σε περιπτώσεις όπου η ένωση είναι προσωρινή, όταν ο συμπαράγοντας απομακρύνεται από το ολοενζύμη, γίνεται και πάλι apoenzyme και παύει να είναι ενεργός.

Λειτουργία

Το ολοένζυμο είναι ένα ένζυμο έτοιμο να ασκήσει την καταλυτική του λειτουργία. δηλαδή την επιτάχυνση ορισμένων χημικών αντιδράσεων που παράγονται σε διαφορετικές περιοχές.

Οι λειτουργίες μπορεί να ποικίλλουν ανάλογα με την ειδική δράση του ολοενζύμου. Μεταξύ των σημαντικότερων είναι η ϋΝΑ πολυμεράση, η λειτουργία της οποίας είναι να διασφαλίσει ότι η αντιγραφή DNA γίνεται σωστά.

Παραδείγματα κοινών ολοενζύμων

RNA πολυμεράση

Η πολυμεράση RNA είναι ένα ολοένζυμο που καταλύει την αντίδραση σύνθεσης του RNA. Αυτό το ολονένζυμο είναι απαραίτητο για την κατασκευή κλώνων RNA από κλώνους DNA εκμαγείου που λειτουργούν ως πρότυπα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μεταγραφής.

Η λειτουργία του είναι να προστεθούν ριβονουκλεοτίδια στο 3-άκρο ενός αναπτυσσόμενου μορίου RNA. Σε προκαρυωτικά, το αποενένζυμο πολυμεράσης RNA χρειάζεται έναν συμπαράγοντα που ονομάζεται σίγμα 70.

DNA πολυμεράση

Η ϋΝΑ πολυμεράση είναι επίσης ένα ολοένζυμο που καταλύει την αντίδραση πολυμερισμού του ϋΝΑ. Αυτό το ένζυμο παίζει πολύ σημαντικό ρόλο για τα κύτταρα επειδή είναι υπεύθυνο για την αναπαραγωγή γενετικών πληροφοριών.

Η ϋΝΑ πολυμεράση χρειάζεται ένα θετικά φορτισμένο ιόν, συνήθως μαγνήσιο, για να εκτελέσει τη λειτουργία του.

Διάφοροι τύποι DNA πολυμεράσης: DNA πολυμεράση III είναι ένα ολοενζύμου που έχει δύο πυρήνα ένζυμα (Pol III), το καθένα αποτελείται από τρεις υπομονάδες (α, ɛ και θ), ένα σφιγκτήρα ολίσθησης έχει δύο υπομονάδες βήτα και ένα σύμπλοκο των σταθεροποίηση φορτίου που έχει πολλαπλές υπομονάδες (δ, τ, γ, ψ και χ).

Καρβονική ανυδράση

Καρβονικής ανυδράσης, που ονομάζεται επίσης δεϋδρατάση ανθρακικό, ανήκει σε μια οικογένεια των holoenzymes που καταλύουν την ταχεία μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και ύδωρ (Η20) σε διττανθρακικό (H2CO3) και πρωτόνια (Η +).

Το ένζυμο απαιτεί ένα ιόν ψευδαργύρου (Zn + 2) ως συμπαράγοντα για την εκτέλεση της λειτουργίας του. Η αντίδραση που καταλύεται από την ανθρακική ανυδράση είναι αναστρέψιμη, γι 'αυτό το λόγο η δραστηριότητά της θεωρείται σημαντική δεδομένου ότι συμβάλλει στη διατήρηση της ισορροπίας όξινης βάσης μεταξύ του αίματος και των ιστών.

Αιμοσφαιρίνη

Η αιμοσφαιρίνη είναι ένα πολύ σημαντικό ολοένζυμο για τη μεταφορά αερίων σε ζωικούς ιστούς. Αυτή η πρωτεΐνη που υπάρχει στα ερυθρά αιμοσφαίρια περιέχει σίδηρο (Fe + 2) και η λειτουργία της είναι η μεταφορά οξυγόνου από τους πνεύμονες σε άλλες περιοχές του σώματος.

Η μοριακή δομή της αιμοσφαιρίνης είναι ένα τετραμερές, το οποίο σημαίνει ότι αποτελείται από 4 πολυπεπτιδικές αλυσίδες ή υπομονάδες.

Κάθε υπομονάδα αυτού του ολοενζύμου περιέχει μια ομάδα αιμίου και κάθε ομάδα αιμέ περιέχει ένα άτομο σιδήρου που μπορεί να δεσμεύει μόρια οξυγόνου. Η αιματική ομάδα αιμοσφαιρίνης είναι η προσθετική της ομάδα, απαραίτητη για την καταλυτική της λειτουργία.

Κυτοχρωμική οξειδάση

Η οξειδάση του κυτοχρώματος είναι ένα ένζυμο που συμμετέχει στις διαδικασίες λήψης ενέργειας, οι οποίες διεξάγονται στα μιτοχόνδρια σχεδόν όλων των ζώντων όντων.

Είναι ένα σύνθετο ολοενζύμο που απαιτεί τη συνεργασία ορισμένων συμπαραγόντων, ιόντων σιδήρου και χαλκού, για να καταστεί δυνατή η καταλυτική αντίδραση της μεταφοράς ηλεκτρονίων και της παραγωγής ΑΤΡ.

Πυρουβική κινάση

Η πυροσταφυλική κινάση είναι ένα άλλο σημαντικό ολοενζύμη για όλα τα κύτταρα, επειδή συμμετέχει σε μία από τις παγκόσμιες μεταβολικές οδούς: γλυκόλυση.

Η λειτουργία του είναι να καταλύουν τη μεταφορά μιας φωσφορικής ομάδας από ένα μόριο που ονομάζεται φωσφοενολοπυροσταφυλικό σε ένα άλλο μόριο που ονομάζεται διφωσφορική αδενοσίνη για να σχηματίσει πυροσταφυλικό και ΑΤΡ.

Το αποενένζυμο απαιτεί κατιόντα καλίου (Κ ') και μαγνησίου (Mg + 2) ως συμπαράγοντες για να σχηματίσουν το λειτουργικό ολοένζυμο.

Πυρουβική καρβοξυλάση

Ένα άλλο σημαντικό παράδειγμα είναι η πυροσταφυλική καρβοξυλάση, ένα ολοένζυμο που καταλύει τη μεταφορά μιας καρβοξυλομάδας σε ένα μόριο πυροσταφυλικού οξέος. Έτσι, το πυρουβικό οξύ μετατρέπεται σε οξαλοξικό, ένα σημαντικό ενδιάμεσο στον μεταβολισμό.

Για να είναι λειτουργικά ενεργό, το αποφενζύμιο πυροσταφυλικής καρβοξυλάσης απαιτεί έναν συμπαράγοντα που ονομάζεται βιοτίνη.

Ακετυλο CoA καρβοξυλάση

Η ακετυλο-ΟοΑ καρβοξυλάση είναι ένα ολοένζυμο του οποίου ο συμπαράγοντας, όπως υποδηλώνει το όνομά του, είναι το συνένζυμο Α.

Όταν η αποενζύμου και το συνένζυμο Α είναι συζευγμένα, είναι καταλυτικά ενεργό ολοένζυμο για τη λειτουργία του να μεταφέρει μία ομάδα καρβοξυλίου σε ακετυλο-ΟοΑ σε μηλονυλ συνένζυμο Α μετατρέψτε (μηλονυλο-ΟοΑ).

Το Acetyl-CoA εκτελεί σημαντικές λειτουργίες τόσο σε ζωικά κύτταρα όσο και σε φυτικά κύτταρα.

Μονοαμινική οξειδάση

Αυτό είναι ένα σημαντικό ολοενζύμη στο ανθρώπινο νευρικό σύστημα, η λειτουργία του είναι να προάγει την υποβάθμιση ορισμένων νευροδιαβιβαστών.

Για να είναι καταλυτικά δραστική η μονοαμινική οξειδάση, πρέπει να δεσμευθεί ομοιοπολικά με τον συμπαράγοντά της, το δινουκλεοτίδιο της φλαβίνης αδενίνης (FAD).

Γαλακτική αφυδρογονάση

Γαλακτική αφυδρογονάση είναι ένα σημαντικό ολοενζύμου για όλα τα έμβια όντα, ιδίως στις ενεργοβόρες ιστούς, όπως καρδιά, τον εγκέφαλο, το ήπαρ, τους σκελετικούς μύες, τους πνεύμονες, κλπ.

Αυτό το ένζυμο απαιτεί την παρουσία συμπαράγοντα του, το δινουκλεοτίδιο νικοτιναμιδίου αδενίνης (NAD), για να καταλύουν την αντίδραση της μετατροπής του πυροσταφυλικού σε γαλακτικό.

Καταλασης

Η καταλάση είναι ένα σημαντικό ολοένζυμο στην πρόληψη της κυτταρικής τοξικότητας. Η λειτουργία του είναι να αποσυνθέτει το υπεροξείδιο του υδρογόνου, προϊόν κυτταρικού μεταβολισμού, σε οξυγόνο και νερό.

Το αποενένζυμο της καταλάσης απαιτεί να ενεργοποιηθούν δύο συμπαράγοντες: ιόν μαγγανίου και προσθετική ομάδα HEMO, παρόμοια με εκείνη της αιμοσφαιρίνης.

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.