Gamta, struktūra ir fermentų veikimas

Fermentai yra baltymai arba baltymų pagrindu pagamintos molekulės, kurios pagreitina organizmo organizme vykstančias chemines reakcijas. Jos vaidmuo yra cheminių reakcijų katalizatorius. Kai tai reiškia, kad fermentas skatina reagentų ar substratų rinkinį keisti į tam tikrus produktus. Fermentų savybės taip pat skiriasi. Pavyzdžiui, atsižvelgiant į konkretų vaidmenį gamtoje, kiekvienas fermento tipas gali būti tik vienos rūšies cheminės reakcijos katalizatorius. Vienas iš pavyzdžių yra proteazės fermentas, kuris skaido baltymus ir nesugeba skaidyti baltymų ar angliavandenių.

Kita fermento savybė yra jautri temperatūrai. Čia fermentas geriausiai veikia esant optimaliai temperatūrai, kuri yra 37 laipsniai šilumos. Trečia, fermentai taip pat jautrūs pH pokyčiams. Kai kurie fermentai geriausiai veikia esant žemam pH, tačiau kai kurie fermentai geriausiai veikia esant aukštam pH.

Pagrindinė fermentų sudedamoji dalis yra baltymai. Fermentai taip pat veikia pirmyn ir atgal bei kartu reaguodami į medžiagos paruošimą ir skaidymą. Paskutinė fermentų charakteristika yra katalizatorius. Kaip katalizatoriai, fermentai pagreitina chemines reakcijas, sumažindami aktyvacijos energiją. Aktyvinimo energija yra mažiausia energija, reikalinga cheminei reakcijai pradėti.

Fermentų struktūra

Fermentai yra baltymai, sulankstyti į sudėtingas 3D formas. Kiekvienas fermentas turi tam tikrą 3D struktūros formą arba griovelį, kuris suriša substratą. Visiška fermentų forma vadinama haloenzimais. Haloenzimai susideda iš dviejų komponentų, būtent apoenzimų ir protezų grupių.

(Taip pat skaitykite: Fermentų ir jų tipų žinojimas)

Apoenzimai arba baltymų komponentai yra aktyvioji fermento pusė. Apoenzimai yra vietos, kur substratas tvirtinasi ir reaguoja. Tuo tarpu protezines grupes arba nebaltyminius komponentus sudaro kofaktoriai ir kofermentai.

Kofaktoriai susideda iš neorganinių medžiagų, tokių kaip K, Zn, Fe, Co ir kt. Priešingai, kofermentai yra nebaltyminės organinės medžiagos, tokios kaip kofermentas A, NADP, NAD ir kt. Tam, kad veiktų fermentai, reikalingi ir kofaktoriai, ir kofermentai.

Kaip veikia fermentai

Fermentai ir substratai prieš gamindami produktą sudarys substrato-fermento kompleksą. Substratai yra medžiagos, kurios veikia kaip fermentai, o produktai yra medžiagos, gaunamos pasibaigus cheminei reakcijai. Fermento veikimas yra padalintas į dvi dalis: spynos ir rakto bei sukelto tinkamumo .

Remiantis užrakto ir rakto teorija, fermentų aktyvioji pusė yra tuščia. Aktyvi vieta yra vieta, kur substratas pritvirtinamas, kad fermentas galėtų veikti. Kai substratas užima aktyvią fermento vietą, fermentas tampa fermentų kompleksu. Aktyvi fermento vieta turi specifinę ir nelanksčią formą. Dėl to prie fermentų gali prisijungti tik tam tikros substrato formos.

Tuo tarpu indukcijos tinkamumo hipotezė teigia, kad aktyvioji fermento pusė yra lanksti. Aktyvi fermento vieta gali kisti priklausomai nuo prie jo pritvirtinto substrato formos.