Jednotka enzymatickej aktivity, meranie, regulácia a faktory

Ten enzymatická aktivita Je to spôsob, ako vyjadriť množstvo enzýmu prítomného v danom čase. Označuje množstvo substrátu transformované na produkt katalytickým pôsobením enzýmu na jednotku času.

Je ovplyvňovaný podmienkami, v ktorých dochádza k enzymatickej reakcii, a preto sa zvyčajne odkazuje na teplotu, pri ktorej sa meria. Ale čo sú enzýmy? Sú to biologické katalyzátory, ktoré sú schopné urýchliť rýchlosť reakcie bez toho, aby počas katalyzovaného procesu zažili nezvratnú zmenu.

Ananás alebo ananás, ovocie, ktoré obsahuje enzým Bromeline, a preto vykazuje vysokú enzymatickú aktivitu .Zdroj: h. Zell [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)]

Enzýmy vo všeobecnosti sú proteíny s výnimkou ribozómov, molekuly RNA s enzymatickou aktivitou. 

Enzýmy zvyšujú rýchlosť reakcie znížením energetickej bariéry (aktivačná energia); že stav prechodu musí byť vypršaný a tak sa vyskytuje reakcia.

Molekuly substrátu, ktoré dosahujú stav stavu prechodu, zažívajú štrukturálne zmeny, ktoré ich vedú k pôvodu molekúl produktu. Na základe funkcií, ktoré spĺňajú, sa enzýmy klasifikujú do šiestich veľkých skupín: oxyreduktázy, transfrázy, hydrolázy, liasy, izomerafty a ligy.

Enzýmy bromeline a papain sú napríklad proteolytické (hydrolázové) enzýmy nachádzajúce sa v ananásu alebo ananá a v papáji alebo mliečne.

Je známe, že ananás aj papája uľahčujú tráviaci proces, pretože pôsobením proteolytických enzýmov obsahujú pomoc pri trávení proteínov od mäsa a zŕn.

[TOC]

Jednotka enzimatickej aktivity

Enzymatická jednotka (UI) je množstvo enzýmu, ktorý katalyzuje transformáciu 1 umol substrátu za minútu.

Následne medzinárodný systém jednotiek (SI) definoval jednotku enzymatickej aktivity ako množstvo enzýmu, ktorý prevádza 1 mol substrátu na produkt za sekundu. Táto jednotka sa nazývala Katal (KAT).

1 mol = 10⁶ µmoly a 1 minúta = 60 sekúnd.

Preto 1 katal je rovnocenný 60,10⁶ Ui. Pretože Katal je veľká jednotka, zvyčajne sa používajú malé jednotky, napríklad: mikrokatálny (µKAT), 10^-6 Katal a nanokatal (πkat), 10^-9 Katal.

Špecifická činnosť

Je to počet jednotiek enzymatickej aktivity vydelenej miligramami proteínu vzorky vystavenej testovaniu. Špecifická aktivita priamo súvisí so stupňom čistenia enzýmov.

Ako sa meria enzymatická aktivita?

Existuje niekoľko metód na stanovenie aktivity enzýmu. Výber konkrétnej metódy bude závisieť od cieľa enzymatickej eseje; uplatniteľnosť metódy; prístup k potrebnému zariadeniu na vykonanie experimentu; Náklady na použitie danej metódy atď.

Môže vám slúžiť: kyselina chromová: štruktúra, vlastnosti, získanie, použitie

Existujú spektropometrické, fluorometrické, cheoluminiscenčné, kalorimetrické, rádiometrické a chromatografické metódy.

Spektrofotometrické metódy môžu byť kolorimetrické a hodnotia v oblasti ultrafialového (UV) oblasti elektromagnetického žiarenia.

-Kolorimetrická metóda

Je založená na generovaní chromoforu enzymatickým účinkom. Enzymatickú aktivitu je možné sledovať nepretržite alebo diskontinuálne.

Kontinuálna forma

V kontinuálnej forme sa reagencie umiestnia do vedra v spektrofotometre k požadovanej vlnovej dĺžke, čo zodpovedá tomu, že chromofor má svoju maximálnu hodnotu optickej hustoty; a že navyše neexistuje rušenie s inou látkou, ktorú je možné generovať.

Enzymatická reakcia začína závislosťou vzorky obsiahnutej v enzýme, ktorého aktivita je žiadaná na určenie na určenie. Súčasne sa prevádzkuje stopky a vždy je zaznamenaná hodnota optickej hustoty.

Ako je známa rovnocennosť optickej hustoty s mólmi substrátu alebo produkt enzymatického účinku, v závislosti od použitej techniky sa môžu vypočítať móly spotrebovaného substrátu alebo vyrobených mólov.

Okrem toho, keď sa zmeral čas, ktorý uplynul z enzymatickej reakcie, môžu sa získať alebo vyrobiť móly za sekundu za sekundu. Enzymatická aktivita je teda stanovená v katalských jednotkách.

Prerušovacia forma

V diskontinuálnej forme určovania enzymatickej aktivity sa testovacie skúmavky umiestnia pomocou reakčných zložiek, s výnimkou vzorky obsiahnutej v enzýme alebo inej zložke, v kúpeli pri 37 ° C. Reakcia začína potom závislosťou chýbajúcej zložky.

Čas, ktorý indikuje technika, a reakcia je dokončená závislosťou zlúčeniny, ktorá zastaví reakciu. Optická hustota sa v tom čase číta a nakoniec pokračuje rovnakým spôsobom ako v nepretržitom spôsobe určovania enzymatickej aktivity.

-Spôsob čítania v ultrafialovom svetle

Napríklad koenzým nikotinamidadinukleótido má dve formy: NADH (redukované) a NAD⁺ (oxidované). Coenzým nikotinamidadinukledofosfát má tiež dve formy NADPH a NADP⁺, znížené a oxidované, respektíve.

Znížené aj oxidované formy koenzýmu sa odčítajú v dĺžke 260 nm ultrafialového svetla; Medzitým sa nachádzajú iba znížené formy na dĺžku 340 nm ultrafialového svetla.

Preto v oxidačných alebo redukčných reakciách, v ktorých zasahujú vymenované koenzýmy, 340 nm sa čítajú.

Stanovenie enzymatickej aktivity je v podstate rovnaké ako tá, ktorá bola nasledovaná v súvislej forme kolorimetrickej metódy; S výnimkou toho, že optická hustota sa číta pri 340 nm, aby sa pozorovala tvorba NADH alebo NADPH alebo na meranie konzumácie týchto koenzýmov.

Môže vám slúžiť: Sulfid meďnatého: Štruktúra, vlastnosti, použitie

Bude to závisieť, ak je nameraná reakcia oxidácia alebo redukcia.  Prostredníctvom korešpondencie medzi optickou hustotou a mólmi NADH a NADPH, ako je to tak, sa enzymatická aktivita môže vypočítať rozdelením mólov koenzýmu medzi časom uplynutý v sekundách.

Regulácia enzýmovej aktivity

Ovládanie na úrovni substrátu alebo produktu

Keď sa zvyšuje koncentrácia substrátu, zvyšuje sa enzymatická aktivita. Ale do určitej koncentrácie substrátu je aktívne miesto alebo aktívne miesta enzýmu nasýtené, takže enzymatická aktivita sa stáva konštantnou.

Produkt enzymatického pôsobenia však môže tiež interagovať s aktívnymi enzýmovými miestami, čo produkuje enzymatickú aktivitu inhibíciu.

Produkt môže pôsobiť ako konkurenčný inhibítor; Napríklad je možné spomenúť enzým Hexoquajase. Tento enzým produkuje fosforyláciu glukózy spôsobujúcej glukózu-6-fosfát, zlúčeninu, ktorá pri akumulovanej inhibuje hexozúnu.

Retroakcia

Môže sa stať, že skupina enzýmov (A, B, C, D, E a F) postupne pôsobí na metabolickej dráhe. Enzým B používa ako substrát produkt enzýmu A atď.

Bunka v závislosti od jej metabolických požiadaviek môže aktivovať alebo inhibovať sekvencie enzymatických aktivít. Napríklad akumulácia enzýmového produktu F môže pôsobiť inhibíciou enzýmu A alebo iného z enzýmov sekvencie.

Výlučné enzýmy

Enzým môže tvoriť niekoľko podjednotiek, každá s ich aktívnymi lokalitami. Ale tieto podjednotky nekonajú nezávisle, takže aktivita jednej zo podjednotiek môže aktivovať alebo inhibovať pôsobenie zostávajúcich.

Hoci hemoglobín sa nepovažuje za enzým, je to nádherný model fenoménu ateroizmu. Hemoglobín sa skladá zo štyroch proteínových reťazcov, dvoch a reťazcov a dvoch β reťazcov, z ktorých každý je spolu so skupinou Hemo.

Medzi podjednotkami sa môžu vyskytnúť dva javy: homoalosterizmus a heteroalosterizmus.

Homoalosterizmus

Spoja substrátu s jednou zo podjednotiek zvyšuje afinita ostatných podjednotiek substrátom, čím sa zvyšuje enzymatická aktivita každej zo zostávajúcich podjednotiek.

Podobne inhibícia enzymatickej aktivity v jednej zo podjednotiek má rovnaký účinok na zostávajúci.

V prípade hemoglobínu, spojenia kyslíka s hemo skupinou jedného z proteínových reťazcov, spôsobí zvýšenie avidity v dôsledku kyslíka v zostávajúcich reťazcoch.

Podobne uvoľňovanie kyslíka skupiny Hemo spôsobuje uvoľňovanie kyslíka zo zvyšných skupín proteínových reťazcov.

Môže vám slúžiť: iónový odkaz: Charakteristiky, ako sa formuje a príklady

Heterolosterizmus

Spoja aktivujúcej alebo inhibičnej látky, iná ako substrát, do jednej zo podjednotiek spôsobí aktiváciu alebo inhibíciu enzymatickej aktivity v ostatných podjednotkách.

V prípade hemoglobínu, únia Hemo de H⁺, Co₂ a 2,3-difoglyceratera na jednu zo podjednotiek, znižuje afinita skupiny Hemo kyslíkom, čo spôsobuje jej uvoľnenie. Toto uvoľňovanie kyslíka sa vyrába aj v ostatných reťazcoch hemoglobínu.

Faktory, ktoré ovplyvňujú enzymatickú aktivitu

-Koncentrácia substrátu

Ako sa zvyšuje koncentrácia substrátu, zvyšuje sa aj enzymatická aktivita. Je to kvôli väčšiemu prístupu k molekulám substrátu k aktívnym miestam enzýmu.

Ale pre určitú koncentráciu substrátu sú všetky aktívne miesta enzýmu nasýtené, čo spôsobuje, že enzymatická aktivita sa nezvyšuje, aj keď sa zvýši koncentrácia substrátu.

-pH enzymatickej reakcie

Enzýmy majú optimálne pH, v ktorom je afinita enzýmu substrátom maximálna. Maximálna hodnota enzymatickej aktivity je dosiahnutá do tohto pH.

Prebytok kyslosti alebo základnosti životného prostredia môže spôsobiť denaturáciu enzýmu, čo následne zníži jeho aktivitu.

Profil pH enzymatickej aktivity je rôzny. Napríklad pepsín má maximálnu aktivitu medzi jednotkami 1-2 pH; Tripsin má optimálne pH 8; A papaínu má konštantnú aktivitu medzi rozsahom pH medzi 4 a 8.

-Enzymatická reakčná teplota

Enzymatická aktivita sa zvyšuje so zvyšovaním teploty. Všeobecne sa enzymatická aktivita zdvojnásobuje na každých 10 stupňov zvýšenia, až kým sa nedosiahne optimálna teplota enzymatickej aktivity.

Avšak prekročením optimálnej teploty má enzymatická aktivita tendenciu klesať so zvyšovaním reakčnej teploty. Je to preto, že proteíny, a teda enzýmy, trpia denaturáciou v dôsledku nadmerného zvýšenia teploty.

-Iónová koncentrácia reakcie

Všeobecne platí, že enzýmy majú optimálnu aktivitu v rozsahu koncentrácie, medzi 0 a 500 mmol/l. Avšak pre hlavné koncentrácie má enzymatická aktivita tendenciu znižovať.

Za týchto okolností sú určité iónové interakcie v enzýmoch blokované, potrebné pre maximálnu aktivitu.

Odkazy

1. Segel, i. H. (1975). Biochemické výpočty. (2^Nd Vydanie). John Wiley & Sons, Inc
2. Lehninger, a. L. (1975). Biochémia. (2^Nd Vydanie). Worth vydavateľov, Inc.
3. Mathews, C. Klimatizovať., Van Holde, K. A. A Ahern, K. G. (2002). Biochémia. (3^rana Vydanie). Pearson Addison Wehley.
4. Wikipedia. (2019). Enzýmový test. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
5. González Juan Manuel. (s.F.). Kinetický enzým. Kurz biomolekulov. Získané z: ehu.Eus