Enzymatisk aktivitetsenhet, måling, regulering og faktorer

De enzymatisk aktivitet Det er en måte å uttrykke mengden av enzymet til stede på et gitt tidspunkt. Indikerer mengden underlag transformert til et produkt, ved den katalytiske virkningen av enzymet per tidsenhet.

Det påvirkes av forholdene der den enzymatiske reaksjonen finner sted, og det er derfor den vanligvis refereres til temperaturen som den måles. Men hva er enzymer? De er biologiske katalysatorer, i stand til å akselerere hastigheten på en reaksjon uten å oppleve en irreversibel forandring under den katalyserte prosessen.

Ananas eller ananás, frukt som inneholder bromelineenzymet, og som derfor viser en høy enzymatisk aktivitet .Kilde: h. Zell [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]

Enzymer er generelt proteiner med unntak av ribosomer, RNA -molekyler med enzymatisk aktivitet. 

Enzymer øker hastigheten på reaksjonen ved å redusere energibarrieren (aktiveringsenergi); at overgangsstatusen må utløpes og reaksjonen skjer slik.

Substratmolekylene som når overgangsstatusopplevelsen strukturelle endringer, noe som fører til at de stammer fra produktmolekylene. Basert på funksjonene de oppfyller, er enzymer klassifisert i seks store grupper: oksyruktaser, transfraser, hydrolaser, liasas, isomerafts og ligaer.

Bromeline og papainenzymer er for eksempel proteolytiske (hydrolase) enzymer som finnes i ananas eller ananá, og i papaya eller melkeaktig, henholdsvis.

Det er kjent at både ananas og papaya letter fordøyelsesprosessen, siden de ved å virke de proteolytiske enzymer de inneholder, hjelper fordøyelsesproteiner fra, å si, kjøtt og korn.

[TOC]

Enzimatisk aktivitetsenhet

Den enzymatiske enheten (UI) er mengden enzym som katalyserer transformasjonen av 1 µmol av underlag på et minutt.

Deretter definerte det internasjonale systemet med enheter (SI) enheten av enzymatisk aktivitet som mengden enzym som konverterer 1 mol underlag til et produkt per sekund. Denne enheten ble kalt Katal (Kat).

1 mol = 10⁶ µmol og 1 minutt = 60 sekunder.

Derfor tilsvarer 1 Katal 60 · 10⁶ Ui. Siden Katal er en stor enhet, brukes mindre enheter vanligvis, for eksempel: mikrokatal (µkat), 10^-6 Katal, og nanokatal (πkat), 10^-9 Katal.

Spesifikk aktivitet

Det er antall enheter av enzymatisk aktivitet delt på milligram av proteinet i prøven utsatt for test. Den spesifikke aktiviteten er direkte relatert til graden av enzymrensing.

Hvordan måles enzymatisk aktivitet?

Det er flere metoder for å bestemme aktiviteten til et enzym. Valget av en bestemt metode vil avhenge av målet med det enzymatiske essayet; anvendeligheten av metoden; tilgang til nødvendig utstyr for å utføre eksperimentet; Kostnaden for å bruke en gitt metode, etc.

Kan tjene deg: kromsyre: struktur, egenskaper, innhenting, bruk

Det er spektropometriske, fluorometriske, kjemoluminescens, kalorimetriske, radiometriske og kromatografiske metoder.

Spektrofotometriske metoder kan være kolorimetriske og avlesninger i ultrafiolett (UV) -regionen av elektromagnetisk stråling.

-Kolorimetrisk metode

Det er basert på generering av en kromofor ved enzymatisk handling. Enzymatisk aktivitet kan følges kontinuerlig eller diskontinuerlig.

Kontinuerlig form

I kontinuerlig form plasseres reagensene i en bøtte i spektrofotometeret til ønsket bølgelengde, noe som tilsvarer at kromoforen har sin maksimale verdi av optisk tetthet; og at det i tillegg ikke er noen innblanding i et annet stoff som kan genereres.

Den enzymatiske reaksjonen begynner med avhengigheten av prøven som er inneholdt i enzymet, hvis aktivitet er ønsket å bestemme. Samtidig blir stoppeklokken operert, og til enhver tid blir den optiske tetthetsverdien notert.

Ettersom ekvivalensen av optisk tetthet med mol underlaget eller produktet av den enzymatiske virkningen er kjent, avhengig av teknikken som brukes, kan molene til underlaget som konsumeres eller av de produserte føflekkene beregnes.

I tillegg, ettersom tiden som gikk fra den enzymatiske reaksjonen er målt, kan molene som konsumeres eller produseres per sekund oppnås. Dermed etableres enzymatisk aktivitet i Katal -enheter.

Diskontinuerlig form

I den diskontinuerlige formen for å bestemme den enzymatiske aktiviteten, plasseres testrørene med reaksjonskomponentene, med unntak av prøven som er inneholdt i enzymet eller annen komponent, i et bad ved 37 ° C. Reaksjonen begynner da med avhengigheten av den manglende komponenten.

Tiden som teknikken indikerer oppstår, og reaksjonen er fullført ved avhengighet av en forbindelse som stopper reaksjonen. Den optiske tettheten leses på den tiden, og fortsetter til slutt på samme måte som på kontinuerlig måte å bestemme den enzymatiske aktiviteten.

-Lesingsmetode i ultrafiolett lys

Koenzymet nikotinamidadinukleótido har for eksempel to former: NADH (redusert) og NAD⁺ (oksidert). Koenzym nikotinamidadinukleódofosfat har også to NADPH- og NADP -former⁺, redusert og oksidert henholdsvis.

Både de reduserte og oksiderte formene av koenzymet leses i en lengde på 260 nm ultrafiolett lys; I mellomtiden leses bare reduserte former i en lengde på 340 nm ultrafiolett lys.

Derfor, både i oksidasjons- eller reduksjonsreaksjonene der de utnevnte koenzymene griper inn, leses 340 nm.

Bestemmelsen av den enzymatiske aktiviteten er i hovedsak den samme som den som fulgte i den kontinuerlige formen for den kolorimetriske metoden; Bortsett fra at den optiske tettheten leses ved 340 nm for å observere generasjonen av NADH eller NADPH, eller for å måle forbruket av disse koenzymene.

Kan tjene deg: Kobbersulfid: Struktur, egenskaper, bruksområder

Dette vil avhenge om den målte reaksjonen er oksidasjon eller reduksjon.  Gjennom korrespondansen mellom den optiske tettheten og molene til NADH og NADPH, som tilfellet kan være, kan den enzymatiske aktiviteten beregnes ved å dele molene til koenzymet mellom tiden som er gått i sekunder.

Regulering av enzymaktivitet

Kontroll på underlaget eller produktnivået

Når underlagskonsentrasjonen øker, øker enzymatisk aktivitet. Men til en viss konsentrasjon av underlaget er det aktive stedet eller de aktive stedene til enzymet mettet, så den enzymatiske aktiviteten blir konstant.

Produktet av enzymatisk virkning kan imidlertid også samhandle med aktive enzymsteder, og produserer en enzymatisk aktivitetsinhibering.

Produktet kan fungere som en konkurransedyktig hemmer; For eksempel kan heksokinaseenzym nevnes. Dette enzymet produserer fosforylering av glukose som forårsaker glukose-6-fosfat, forbindelse som når akkumulert hemmer heksoquinase.

RetroAction Control

Det kan hende at en gruppe enzymer (a, b, c, d, e og f) virker sekvensielt på en metabolsk vei. Enzym B bruker som et underlag produktet av enzym A, og så videre.

Avhengig av dens metabolske krav, kan cellen aktivere eller hemme sekvensene av enzymatiske aktiviteter. For eksempel kan akkumulering av enzymproduktet F virke ved å hemme enzymet A eller noen annen av enzymene i sekvensen.

Alosteriske enzymer

Et enzym kan dannes av flere underenheter, hver med sine respektive aktive steder. Men disse underenhetene virker ikke uavhengig, så aktiviteten til en av underenhetene kan aktivere eller hemme virkningen av de gjenværende virkning.

Selv om hemoglobin ikke regnes som et enzym, er det en fantastisk modell av alosterismefenomenet. Hemoglobin består av fire proteinkjeder, to α -kjeder og to β -kjeder, hver og en av dem sammen med en hemo -gruppe.

Blant underenhetene kan to fenomener oppstå: homoalosterisme og heteroalosterismo.

Homoalosterisme

Foreningen av underlaget til en av underenhetene øker affiniteten til de andre underenhetene ved underlaget, og øker den enzymatiske aktiviteten til hver av de gjenværende underenhetene.

På samme måte gir hemming av enzymatisk aktivitet i en av underenhetene samme effekt på de gjenværende.

Når det.

På samme måte forårsaker frigjøring av oksygenet til en hemokruppe frigjøring av oksygen fra de gjenværende gruppene av proteinkjedene.

Kan tjene deg: ionisk lenke: egenskaper, hvordan det dannes og eksempler

Heterolosterisme

Forening av et aktiverende eller hemmende stoff, annet enn underlaget, til en av underenhetene vil forårsake en aktivering eller hemming av den enzymatiske aktiviteten i de andre underenhetene.

Når det gjelder hemoglobin, hemo de h union⁺, Co₂ og 2,3-diffoglyserat til en av underenhetene, reduserer affiniteten til hemo-gruppen med oksygen, og forårsaker frigjøring. Denne oksygenfrigjøringen er også produsert i de andre kjedene til hemoglobin.

Faktorer som påvirker enzymatisk aktivitet

-Substratkonsentrasjon

Når underlagskonsentrasjonen øker, øker også enzymatisk aktivitet. Dette skyldes større tilgang av underlagsmolekylene til de aktive setene til enzymet.

Men for en viss konsentrasjon av underlaget er alle aktive steder i enzymet mettet, noe som fører til at enzymatisk aktivitet ikke øker selv om konsentrasjonen av underlaget økes.

-pH av den enzymatiske reaksjonen

Enzymer har en optimal pH der affiniteten til enzymet med underlaget er maksimalt. Maksimumsverdien av den enzymatiske aktiviteten nås til denne pH.

Overskuddet av surhet eller grunnitet i miljøet kan forårsake en denaturering av enzymet, og følgelig redusere aktiviteten.

PH -profilen til den enzymatiske aktiviteten er variert. Dermed har Pepsin for eksempel en maksimal aktivitet mellom 1-2 pH-enheter; Tripsin har en optimal pH på 8; Og papaine har en konstant aktivitet mellom et utvalg av pH mellom 4 og 8.

-Enzymatisk reaksjonstemperatur

Enzymatisk aktivitet øker når temperaturen øker. Generelt dobler enzymatisk aktivitet for hver 10 grader av økningen, inntil den optimale temperaturen i den enzymatiske aktiviteten er nådd.

Imidlertid, ved å overskride den optimale temperaturen, har enzymatisk aktivitet en tendens til å avta når reaksjonstemperaturen øker. Dette er fordi proteiner, og derfor enzymer, lider av en denaturering på grunn av en overdreven temperaturøkning.

-Ionisk konsentrasjon av reaksjonen

Generelt har enzymer en optimal aktivitet i en konsentrasjonsområde, mellom 0 og 500 mmol/l. For store konsentrasjoner har enzymatisk aktivitet imidlertid en tendens til å avta.

Under disse omstendighetene er visse ioniske interaksjoner i enzymer blokkert, nødvendige for maksimal aktivitet.

Referanser

1. Segel, i. H. (1975). Biokjemiske beregninger. (2^Nd Utgave). John Wiley & Sons, Inc
2. Lehninger, a. L. (1975). Biokjemi. (2^Nd Utgave). Verdt Publishers, Inc.
3. Mathews, c. K., Van Holde, K. OG. Og Ahern, K. G. (2002). Biokjemi. (3^ra Utgave). Pearson Addison Wehley.
4. Wikipedia. (2019). Enzymanalyse. Hentet fra: i.Wikipedia.org
5. González Juan Manuel. (s.F.). Kinetisk enzym. Biomolekyler kurs. Gjenopprettet fra: ehu.Eus