ENZIM: BAGAIMANA IA BERFUNGSI DAN CONTOH - BIOLOGI - 2026

An enzim , pemangkin biologi atau biomangkin adalah molekul, umumnya asal protein, yang mempunyai keupayaan untuk mempercepatkan tindak balas kimia yang berlaku di dalam makhluk hidup. Molekul protein katalitik adalah enzim, dan yang bersifat RNA adalah ribozim.

Sekiranya tidak ada enzim, sebilangan besar reaksi yang berlaku di dalam sel dan yang memungkinkan kehidupan tidak dapat terjadi. Ini bertanggungjawab untuk mempercepat proses dengan pesanan besar hampir 10 ⁶ - dan dalam beberapa kes jauh lebih tinggi.

Gambarajah skematik persimpangan kunci kunci kompleks enzim-substrat. Sumber: Competitive_inhibition_es.svg: * Competitive_inhibition.svg: Dikarang oleh Jerry Crimson Mann, diubah suai oleh TimVickers, vektor oleh Fvasconcellosderivative work: Retama (talk) derivatif karya: Bekerr

Pemangkin

Pemangkin adalah molekul yang mampu mengubah kadar tindak balas kimia tanpa dimakan dalam tindak balas tersebut.

Reaksi kimia melibatkan tenaga: molekul awal yang terlibat dalam tindak balas atau reaktan bermula dengan satu darjah tenaga. Sejumlah tenaga tambahan diserap untuk mencapai "keadaan peralihan". Selepas itu, tenaga dikeluarkan dengan produk.

Perbezaan tenaga antara reaktan dan produk dinyatakan sebagai ∆G. Sekiranya tahap tenaga produk lebih tinggi daripada reaktan, tindak balas adalah endergonik dan tidak spontan. Sebaliknya, jika tenaga produk lebih rendah, tindak balasnya adalah eksergonik dan spontan.

Namun, hanya kerana reaksi spontan tidak berarti ia akan berlaku pada kadar yang cukup tinggi. Kelajuan tindak balas bergantung pada ∆G * (asterisk merujuk kepada tenaga pengaktifan).

Pembaca mesti mengingat konsep-konsep ini untuk memahami bagaimana enzim berfungsi.

Enzim

Apa itu enzim?

Enzim adalah molekul biologi kerumitan yang luar biasa, terdiri terutamanya daripada protein. Protein pula merupakan rantai asid amino yang panjang.

Salah satu ciri enzim yang paling menonjol adalah kekhususannya pada molekul sasaran - molekul ini disebut sebagai substrat.

Ciri-ciri enzim

Enzim wujud dalam pelbagai bentuk. Sebilangannya terdiri sepenuhnya dari protein, sementara yang lain mempunyai kawasan yang bukan protein yang disebut kofaktor (logam, ion, molekul organik, dll.).

Oleh itu, apoenzim adalah enzim tanpa kofaktornya, dan gabungan apoenzim dan kofaktornya disebut sebagai holoenzim.

Mereka adalah molekul dengan ukuran yang cukup besar. Walau bagaimanapun, hanya tapak kecil enzim yang terlibat secara langsung dalam tindak balas dengan substrat, dan kawasan ini adalah tapak aktif.

Apabila tindak balas bermula, enzim mengikat substratnya seperti kunci mengunci kuncinya (model ini adalah penyederhanaan proses biologi sebenarnya, tetapi berfungsi untuk menggambarkan prosesnya).

Semua tindak balas kimia yang berlaku di dalam badan kita dikatalisis oleh enzim. Sebenarnya, jika molekul-molekul ini tidak ada, kita harus menunggu beratus-ratus atau ribuan tahun untuk reaksi selesai. Oleh itu, pengawalan aktiviti enzim mesti dikendalikan dengan cara yang sangat spesifik.

Tatanama dan klasifikasi enzim

Apabila kita melihat molekul yang namanya berakhir pada –ase, kita dapat memastikan bahawa ia adalah enzim (walaupun ada pengecualian dari peraturan ini, seperti trypsin). Ini adalah konvensyen penamaan untuk enzim.

Terdapat enam jenis enzim asas: oxidoreductases, transferases, hydrolases, lyases, isomerases, dan ligases; masing-masing bertanggungjawab: tindak balas redoks, pemindahan atom, hidrolisis, penambahan ikatan berganda, isomerisasi dan penyatuan molekul.

Bagaimana enzim berfungsi?

Pada bahagian pemangkin kita menyebutkan bahawa kelajuan tindak balas bergantung pada nilai ∆G *. Semakin tinggi nilai ini, semakin lambat tindak balasnya. Enzim bertanggungjawab untuk menurunkan parameter ini - sehingga meningkatkan kelajuan tindak balas.

Perbezaan antara produk dan reaktan tetap sama (enzim tidak mempengaruhinya), begitu juga dengan pengedarannya. Enzim memudahkan pembentukan keadaan peralihan.

Perencat enzim

Dalam konteks kajian enzim, inhibitor adalah bahan yang berjaya mengurangkan aktiviti pemangkin. Mereka dikelaskan kepada dua jenis: perencat kompetitif dan tidak kompetitif. Jenis yang pertama bersaing dengan substrat dan yang lain tidak.

Secara amnya proses penghambatan dapat diterbalikkan, walaupun beberapa perencat dapat tetap melekat pada enzim hampir secara kekal.

Contoh

Terdapat sejumlah besar enzim di dalam sel kita - dan di dalam sel semua makhluk hidup. Walau bagaimanapun, yang paling terkenal adalah yang mengambil bahagian dalam jalur metabolik seperti glikolisis, kitaran Krebs, dan rantai pengangkutan elektron, antara lain.

Succinate dehydrogenase adalah enzim dari jenis oxidoreductase yang menjadi pemangkin pengoksidaan suksinat. Dalam kes ini, tindak balas melibatkan kehilangan dua atom hidrogen.

Perbezaan antara pemangkin biologi (enzim) dan pemangkin kimia

Terdapat pemangkin kimia yang, seperti biologi, meningkatkan kelajuan tindak balas. Walau bagaimanapun, terdapat perbezaan yang ketara antara kedua-dua jenis molekul tersebut.

Reaksi yang dikatalisis oleh enzim berlaku lebih cepat

Pertama, enzim mampu meningkatkan kelajuan tindak balas dengan susunan magnitud hampir ke 10 ⁶ hingga 10 ¹² . Pemangkin kimia juga meningkatkan kelajuan, tetapi hanya dengan beberapa pesanan yang besar.

Sebilangan besar enzim berfungsi dalam keadaan fisiologi

Oleh kerana tindak balas biologi dilakukan di dalam makhluk hidup, keadaan optimumnya merangkumi nilai fisiologi suhu dan pH. Ahli kimia, dari sisi mereka, memerlukan keadaan suhu, tekanan dan keasidan yang drastik.

Kekhususan

Enzim sangat spesifik dalam reaksi yang menjadi pemangkinnya. Dalam kebanyakan kes, mereka hanya berfungsi dengan satu atau beberapa substrat. Kekhususan juga berlaku untuk jenis produk yang mereka hasilkan. Julat substrat untuk pemangkin kimia jauh lebih luas.

Daya yang menentukan kekhususan interaksi antara enzim dan substratnya adalah sama yang menentukan penyesuaian protein itu sendiri (interaksi Van der Waals, elektrostatik, ikatan hidrogen, dan hidrofobik).

Peraturan enzim tepat

Akhirnya, enzim mempunyai kapasiti pengawalseliaan yang lebih besar dan aktivitinya berbeza-beza mengikut kepekatan bahan yang berbeza dalam sel.

Mekanisme pengawalseliaan meliputi pengendalian alosterik, pengubahsuaian enzim kovalen, dan variasi jumlah enzim yang disintesis.

Rujukan

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokimia. Saya terbalik.
2. Campbell, MK, & Farrell, SO (2011). Biokimia. Edisi keenam. Thomson. Brooks / Cole.
3. Devlin, TM (2011). Buku teks biokimia. John Wiley & Anak.
4. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biokimia: teks dan atlas. Panamerican Medical Ed.
5. Mougios, V. (2006). Latihan biokimia. Kinetik Manusia.
6. Müller-Esterl, W. (2008). Biokimia. Asas perubatan dan sains hayat. Saya terbalik.
7. Poortmans, JR (2004). Prinsip biokimia latihan. Karger.
8. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biokimia. Panamerican Medical Ed.