Ферменты: как они работают и что они делают

Ферменты (Энзимы) помогают ускорить химические реакции в организме человека. Они связываются с молекулами и изменяют их определенным образом. Они необходимы для дыхания, переваривания пищи, мышечной и нервной функции, среди тысяч других ролей.В этой статье мы объясним, что такое фермент, как он работает и дадим некоторые общие примеры ферментов в организме человека.

Основы

Ферменты построены из белков, соединенных в сложные формы; они присутствуют по всему телу.

Химические реакции, которые удерживают нас в живых – наш метаболизм – полагаются на работу, которую проводят ферменты.

Ферменты ускоряют (катализируют) химические реакции; в некоторых случаях ферменты могут делать химическую реакцию в миллионы раз быстрее, чем без нее.

Субстрат связывается с активным центром фермента и превращается в продукты. Когда продукты покидают активный участок, фермент готов к прикреплению к новому субстрату и повторению процесса.

Ферменты: как они работают и что они делают

Что делают ферменты?

Пищеварительная система – ферменты помогают организму разлагать более крупные сложные молекулы на более мелкие молекулы, такие как глюкоза, так что организм может использовать их в качестве топлива.

Репликация ДНК – каждая клетка в вашем организме содержит ДНК. Каждый раз, когда клетка делится, эта ДНК должна быть скопирована. Ферменты помогают в этом процессе, разматывая катушки ДНК и копируя информацию.

Ферменты печени – печень разрушает токсины в организме. Для этого она использует ряд ферментов.

Как работают ферменты

Модель «блокировка и ключ» была впервые предложена в 1894 году. В этой модели активный участок фермента представляет собой определенную форму, и в него будет входить только субстрат, такой как замок и ключ.

Эта модель теперь обновлена ​​и называется моделью с индуцированной подгонкой.

В этой модели активный участок изменяется при взаимодействии с субстратом. Как только основа полностью заперта и находится в точном положении, катализатор может начаться.

Видео на английском с русскими субтитрами

Видео на русском

Идеальные условия

Ферменты могут работать только в определенных условиях. Большинство ферментов в организме человека лучше всего работают при температуре около 37 ° C – температуры тела. При более низких температурах они будут работать, но гораздо медленнее.

Аналогично, ферменты могут функционировать только в определенном диапазоне рН (кислый / щелочной). Их предпочтение зависит от того, где они находятся в организме. Например, ферменты в кишечнике работают лучше всего при рН 7,5, тогда как ферменты в желудке лучше всего работают при рН 2, потому что желудок гораздо более кислый.

Если температура слишком высокая или среда слишком кислая или щелочная, фермент меняет форму; это изменяет форму активного участка, так что субстраты не могут связываться с ним – фермент стал денатурированным.

Кофакторы

Некоторые ферменты не могут функционировать, если у них нет конкретной небелковой молекулы, прикрепленной к ним. Они называются кофакторами. Например, карбоангидраза, фермент, который помогает поддерживать рН тела, не может функционировать, если он не присоединен к ионам цинка.

Ингибирование

Чтобы системы организма работали правильно, иногда необходимо замедлять ферменты. Например, если фермент производит слишком много продукта, должен быть способ уменьшить или прекратить производство.

Активность ферментов может быть ингибирована несколькими способами:

Конкурентные ингибиторы – молекула блокирует активный участок, так что субстрат должен конкурировать с ингибитором для присоединения к ферменту.

Неконкурентные ингибиторы – молекула связывается с ферментом где-то, кроме активного участка, и уменьшает эффективность его работы.

Бесконкурентные ингибиторы – ингибитор связывается с ферментом и субстратом после того, как они связаны друг с другом. Продукты оставляют активный участок менее легко, и реакция замедляется.

Необратимые ингибиторы – необратимый ингибитор связывается с ферментом и постоянно инактивирует его.

Примеры конкретных ферментов

Есть тысячи ферментов в организме человека, вот лишь несколько примеров:

  • Липазы – группа ферментов, которые помогают переваривать жиры в кишечнике.
  • Амилаза – помогает превращать крахмалы в сахара. Амилазу можно найти в слюне.
  • Мальтаза – также содержится в слюне; расщепляет сахар мальтозы в глюкозу. Мальтоза содержится в таких продуктах, как картофель, макароны и пиво.
  • Трипсин, обнаруженный в тонком кишечнике, разлагает белки на аминокислоты.
  • Лактаза – также обнаружена в тонком кишечнике, расщепляет лактозу, сахар в молоке, в глюкозу и галактозу.
  • Ацетилхолинэстераза – разрушает нейротрансмиттер ацетилхолин в нервах и мышцах.
  • Геликаза – распутывает ДНК.
  • ДНК-полимераза – синтезирует ДНК из дезоксирибонуклеотидов.

В двух словах

Ферменты играют огромную роль в повседневной работе человеческого организма. Связывая и изменяя соединения, они жизненно необходимы для правильного функционирования пищеварительной системы, нервной системы, мышц и многого, многого другого.

Источник: https://www.medicalnewstoday.com/articles/319704.php