Enzimin hərəkət mexanizmi

Enzimler (fermentlər) bədənin bioloji katalizatorların rolunu yerinə yetirən yüksək molekullu protein təbiətinə malikdirlər .

Enzimin hərəkət mexanizmi

Enzimin katalitik təsirini təşkil edən mexanizmlərin aydınlaşdırılması təkcə enzimoloqdan deyil, həm də müasir molekulyar biokimya və biologiyanın əsas vəzifələri və təcili problemlərindən biridir.

Təmiz fermentlər mövcud olduqdan və təbiəti aydınlaşmadan çox keçməzdən əvvəl, məhviyyət enzimatik prosesin həyata keçirilməsi üçün substratla fermentin əlaqəsinin vacib olduğunu sübut etmişdir. Uzunmüddətli substratla birlikdə fermentin kompleks tərkibini aşkar etmək cəhdləri müvəffəqiyyətə gətirib çıxarmırdı, çünki belə bir kompleks çətin idi, çox sürətlə azalır. Spektroskopiya üsulu ilə katalaz, peroksidaz, spirt dihidrogenaz, flavinə asılı fermentlər üçün ferment-substrat komplekslərinin müəyyən edilməsi mümkün olmuşdur.

X-ray diffraksiyası analiz üsulu fermentlərin təsirinin strukturu və katalitik mexanizmləri haqqında çox vacib məlumat əldə etməyə imkan vermişdir. Bu metod substratın analoqlarını fermentlər lizozim və ximotripsinlə əlaqələndirmək üçün istifadə edilmişdir.

Enzim-substrat komplekslərinin mövcudluğuna dair birbaşa sübutlar katalizator dövrünün bir mərhələsində fermentin kovalent bir bağ ilə substratla bağlı olduğu hallarda əldə edilmişdir . Məsələn, kimotripsin katalizli n-nitrofenil asetatın hidroliz reaksiyasıdır. Enzim bu eter ilə qarışdırıldığında, kimotripsin reaktiv serin qalıqlarının hidroksil qrupunda asetilləşdirilir. Bu mərhələ sürətlə davam edir, lakin asetilkimotropinin asetatın formalaşması və azad ximotripsinin hidrolizinə nisbətən daha yavaşdır. Buna görə, n-nitrofenil asetatın iştirakı ilə asetilkimotripsin toplanır, bu da aşkarlana bilir.

Fermentdə bir substratın mövcudluğu qeyri-sabit bir AK kompleksinin qeyri-aktiv formaya köçürülməsi ilə, məsələn, ferment-substrat kompleksini güclü azaldıcı hərəkətə malik natrium borohidridi ilə müalicə etməklə "ələ keçirilə" bilər. Stabil kovalent törəmə şəklində bənzər bir kompleks aldolaz fermentində aşkar edilmişdir. Lizinin e-amino qrupu substrat molekulası ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu ortaya çıxdı.

Substrat aktiv mərkəzin adı verilmiş xüsusi bir hissədə, ya da fermentin aktiv zonasında olan ferment ilə qarşılıqlı fəaliyyət göstərir.

Aktiv mərkəzdə və ya aktiv zona altında substrat (və kofaktorlar) ilə əlaqəli molekulun enzimatik xüsusiyyətlərini müəyyən edən ferment protein molekulunun bir hissəsi nəzərdə tutulur. Fəal mərkəzi fermentin spesifikliyi və katalitik aktivliyini müəyyənləşdirir və reaksiyaya doğrudan daxil olan substrat molekulunu və ya hissələri ilə sıx yanaşma və qarşılıqlı əlaqələndirmək üçün uyğunlaşdırılmış müəyyən dərəcədə mürəkkəblik strukturu olmalıdır.

Funksional qruplar arasında fermentin "katalitik cəhətdən aktiv" hissəsinin bir hissəsi fərqli bir yaxınlıq (substratın fermentə bağlanması) təmin edən bir situasiya təşkil edir və meydana gətirir - sözdə əlaqə, ya da "zərbə" (ya da fermentin aktiv mərkəzinin adsorbsiya sahəsi).

Fermentlərin hərəkət mexanizmi Michaelis-Menten nəzəriyyəsini izah edir. Bu nəzəriyyəyə görə, proses dörd mərhələdə baş verir.

Fermentlərin təsir mexanizmi: Mərhələ I

Substrat (C) və enzim (E) arasındakı bir bağ meydana gəlir - komponentlər kovalent, ion, sulu və digər əlaqələrlə birləşən AK-nin bir ferment-substrat kompleksi meydana gəlir.

Fermentlərin təsir mexanizmi: Mərhələ I

Əlavə olunan fermentin əmələ gəlməsi ilə substrat aktivləşdirilir və AB-nin müvafiq kataliz reaksiyaları üçün mövcud olur.

Enzimlərin hərəkət mexanizmi: III mərhələ

EC kataliziyası aparılır. Bu nəzəriyyə eksperimental tədqiqatlarla təsdiqlənir.

Nəhayət, IV mərhələsində E fermenti molekulunun və reaksiyanın P-nin sərbəst buraxılması ilə xarakterizə olunur. Dönüşümlərin sırası aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər: E + C - EC - EC * - E + P.

Fermentlərin fəaliyyətinin spesifikliyi

Hər bir ferment quruluşa bənzər bir substrat və ya maddələr qrupu üzərində işləyir. Fermentlərin fəaliyyətinin spesifikliyi aktiv mərkəzin və substratın konfiqurasiyasının oxşarlığı ilə izah olunur. Qarşılıqlı təsir zamanı bir ferment-substrat kompleksi meydana gəlir.