Enzýmy

Enzýmy

– bielkoviny so špecifickou štruktúrou, majú funkciu biokatalyzátorov (umožňujú zrýchliť priebeh chemických reakcií, ale aj regulujú chemickú reakciu na rozdiel od anorganických a anorganických katalyzátorov)

– nachádzajú sa vo všetkých živých systémoch

– ich účinok sa mení pri zmene koncentrácie substrátov alebo produktov, alebo prítomnosťou iných látok v bunke (v reakčnom prostredí)

– podstata účinku katalyzátorov: znižujú aktivačnú energiu, ktoré molekuly reagujúcich látok potrebujú na uskutočnenie chemických rekcií (obr. 1)

– viažu sa so substrátmi = tvoria komplex enzýmsubstrát (ten sa rýchlo rozpadne, pričom sa uvoľnia produkty reakcie)

Mechanizmus katalytického pôsobenia enzýmov

Molekuly enzýmov pri katalytickom účinku viažu na svojom povrchu substráty.
Aktívne miesto miesto v enzýme, na ktoré sa viaže substrát.

Substrát sa naviaže na skupiny voľné amínové alebo karboxylové skupiny AMK v enzýme a vytvoria enzým – substrátový komplex, v ktorom prebehne vlastná chemická reakcia. Následne sa rozpadne komplex a z aktívneho miesta sa uvoľnia produkty reakcie.
Katalytickým účinkom sa zníži aktivačná energia reaktantov, čím sa urýchli priebeh reakcie. (obr.2)

Enzýmy majú špecifický účinok – katalyzujú iba konktrétnu chemickú reakciu

Porovnanie enzýmov s umelými katalyzátormi:

sú účinnejšie
ich účinok sa dá ľahko regulovať
nie sú toxické
pracujú za optimálnych podmienok – teplota – 20 40ºC, pH okolo 7; tlak – 0,1 MPa
vykazujú špecifickosť:

subtrátovú určuje ju jeho bielkovinová časť; enzým katalyzuje premenu len určitého substrátu
druhovú – každý biologický druh má vlastné enzýmy
účinkovú – len jeden typ katalyzovanej reakcie;

KOFAKTORY

– nebielkovinová zložka enzýmu s charakterom zložených bielkovín (napr. vitamíny)
KOENZÝM – ión kovu alebo organická molekula

– v priebehu reakcie sa stáva donorom alebo akceptorom atómov, elektrónov alebo atómových skupín
apoenzým – proteínová časť enzýmu po odstránení kofaktora
holoenzým – katalytický aktívny komplex proteín kofaktor

– môže byť rovnaký aj pre viaceré enzýmy, ktoré katalyzujú rovnaký typ chemickej reakcie

FAKTORY OVPLYVŇUJÚCE RÝCHLOSŤ CHEMICKÝCH REAKCIÍ:

1. množstvo substrátu – rýchlosť vzrastá s koncentráciou substrátu dovtedy, kým sa neobsadia všetky aktívne miesta enzýmu

2. množstvo enzýmu – je priamoúmerné rýchlosti (zásoba substrátu musí byť dostatočná)

3. pH prostredia – každý enzým má oblasť pH, kde je jeho účinnosť najväčšia, pepsín – pH 1-2 (zabezpečuje silne kyslé prostredie HCl, pri tomto pH sa štiepia bielkoviny)

4. teplota prostredia – narastanie teploty je priamoúmerná rýchlosti reakcie.

– pri určitej teplote (45 50ºC sa rýchlosť zastaví) a pri ďalšom náraste rýchlosť reakcie prudko klesá.