ఉత్ప్రేరకమురసాయన చర్యలో చురుకుగా పాల్గొనే ఉత్ప్రేరకాల ప్రభావంతో రసాయన ప్రతిచర్యను వేగవంతం చేసే ప్రక్రియ, కానీ ప్రతిచర్య చివరిలో రసాయనికంగా మారదు. ఉత్ప్రేరకం ప్రారంభ పదార్థాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల మధ్య రసాయన సమతుల్యత స్థాపనను వేగవంతం చేస్తుంది. రసాయన ప్రతిచర్యను ప్రారంభించడానికి అవసరమైన శక్తిని అంటారు క్రియాశీలత శక్తి. ప్రతిచర్యలో పాల్గొనే అణువులు రియాక్టివ్ (క్రియాశీల) స్థితిలోకి ప్రవేశించడానికి ఇది అవసరం. ఎంజైమ్ యొక్క చర్య యొక్క మెకానిజం ఆక్టివేషన్ శక్తిని తగ్గించే లక్ష్యంతో ఉంటుంది. ఎంజైమ్ యొక్క భాగస్వామ్యం ద్వారా ప్రతిచర్యను ప్రత్యేక దశలుగా లేదా దశలుగా విభజించడం ద్వారా ఇది సాధించబడుతుంది. ప్రతి కొత్త దశ తక్కువ క్రియాశీలత శక్తిని కలిగి ఉంటుంది. ప్రారంభ పదార్ధాలతో ఎంజైమ్ యొక్క కాంప్లెక్స్ ఏర్పడటం వల్ల ప్రతిచర్యను దశలుగా విభజించడం సాధ్యమవుతుంది, అని పిలవబడే సబ్‌స్ట్రేట్‌లు ( ఎస్). అటువంటి కాంప్లెక్స్‌ను ఎంజైమ్-సబ్‌స్ట్రేట్ కాంప్లెక్స్ అంటారు ( ES) ఈ కాంప్లెక్స్ అప్పుడు రియాక్షన్ ప్రొడక్ట్ (P) మరియు మారని ఎంజైమ్ ( ఇ).
ఇ + ఎస్ESఇ + పి
అందువల్ల, ఎంజైమ్ అనేది ఒక జీవ ఉత్ప్రేరకం, ఇది ఎంజైమ్-సబ్‌స్ట్రేట్ కాంప్లెక్స్‌ను ఏర్పరచడం ద్వారా, తక్కువ క్రియాశీలత శక్తితో ప్రతిచర్యను ప్రత్యేక దశలుగా విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది మరియు తద్వారా ప్రతిచర్య రేటును తీవ్రంగా పెంచుతుంది.
4. ఎంజైమ్‌ల లక్షణాలు.
అన్ని ఎంజైములు ప్రోటీన్ స్వభావం కలిగి ఉంటాయి.
ఎంజైమ్‌లు అధిక పరమాణు బరువును కలిగి ఉంటాయి.
అవి నీటిలో బాగా కరుగుతాయి మరియు కరిగినప్పుడు, ఘర్షణ పరిష్కారాలను ఏర్పరుస్తాయి.
అన్ని ఎంజైమ్‌లు థర్మోలాబైల్, అనగా. వాంఛనీయ చర్య 35 - 45 o C
వాటి రసాయన లక్షణాల ప్రకారం, అవి యాంఫోటెరిక్ ఎలక్ట్రోలైట్స్.
సబ్‌స్ట్రేట్‌లకు సంబంధించి ఎంజైమ్‌లు చాలా నిర్దిష్టంగా ఉంటాయి.
ఎంజైమ్‌లకు వాటి చర్య కోసం ఖచ్చితంగా నిర్వచించబడిన pH విలువ అవసరం (పెప్సిన్ 1.5 - 2.5).
ఎంజైమ్‌లు అధిక ఉత్ప్రేరక చర్యను కలిగి ఉంటాయి (ప్రతిచర్య రేటును 10 6 - 10 11 సార్లు వేగవంతం చేస్తాయి).
అన్ని ఎంజైమ్‌లు బలమైన ఆమ్లాలు, ఆల్కాలిస్, ఆల్కహాల్‌లు మరియు హెవీ మెటల్ లవణాలకు గురైనప్పుడు డీనాటరేషన్ చేయగలవు.
ఎంజైమ్ చర్య యొక్క విశిష్టత:
వాటి చర్య యొక్క నిర్దిష్టత ఆధారంగా, ఎంజైమ్‌లు రెండు సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి: సంపూర్ణ నిర్దిష్టత మరియు సాపేక్ష నిర్దిష్టత కలిగినవి.
సాపేక్ష విశిష్టతఒక ఎంజైమ్ ఒక రకమైన ప్రతిచర్యను ఒకటి కంటే ఎక్కువ నిర్మాణం-వంటి సబ్‌స్ట్రేట్‌తో ఉత్ప్రేరకపరిచినప్పుడు గమనించవచ్చు. ఉదాహరణకు, పెప్సిన్ జంతు మూలం యొక్క అన్ని ప్రోటీన్లను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది. ఇటువంటి ఎంజైమ్‌లు ఒక నిర్దిష్ట రకమైన రసాయన బంధంపై పనిచేస్తాయి, ఈ సందర్భంలో పెప్టైడ్ బంధం. ఈ ఎంజైమ్‌ల చర్య పెద్ద సంఖ్యలో సబ్‌స్ట్రేట్‌లకు విస్తరించింది, ఇది శరీరాన్ని తక్కువ సంఖ్యలో జీర్ణ ఎంజైమ్‌లతో పొందేందుకు అనుమతిస్తుంది.
సంపూర్ణ విశిష్టతఎంజైమ్ ఒకే ఒక పదార్ధం మీద పనిచేసినప్పుడు మరియు ఈ పదార్ధం యొక్క నిర్దిష్ట పరివర్తనను మాత్రమే ఉత్ప్రేరకపరిచినప్పుడు వ్యక్తమవుతుంది. ఉదాహరణకు, సుక్రేస్ సుక్రోజ్‌ను మాత్రమే విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది.
చర్య యొక్క రివర్సిబిలిటీ:
కొన్ని ఎంజైమ్‌లు ఫార్వర్డ్ మరియు రివర్స్ రియాక్షన్‌లను ఉత్ప్రేరకపరుస్తాయి. ఉదాహరణకు, లాక్టేట్ డీహైడ్రోజినేస్, లాక్టేట్‌ను పైరువేట్‌గా మార్చే ఆక్సీకరణ మరియు పైరువేట్‌ను లాక్టేట్‌గా తగ్గించే ఎంజైమ్.
డీనాటరేషన్, కారణాలు మరియు లక్షణాలు, వైద్యంలో ఉపయోగం.
ప్రోటీన్లు బాహ్య ప్రభావాలకు సున్నితంగా ఉంటాయి. ప్రోటీన్ల యొక్క ప్రాదేశిక నిర్మాణం యొక్క ఉల్లంఘనను డీనాటరేషన్ అంటారు. ఈ సందర్భంలో, ప్రోటీన్ దాని అన్ని జీవ మరియు భౌతిక రసాయన లక్షణాలను కోల్పోతుంది. డీనాటరేషన్ అనేది ప్రోటీన్ యొక్క "స్థానిక" నిర్మాణాన్ని స్థిరీకరించే బంధాల చీలికతో కూడి ఉంటుంది. పైన పేర్కొన్నట్లుగా, ప్రోటీన్ల నిర్మాణాన్ని స్థిరీకరించడంలో బలహీనమైన పరస్పర చర్య ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తుంది, కాబట్టి వివిధ కారణాల వల్ల డీనాటరేషన్ సంభవించవచ్చు: తాపన, వికిరణం, యాంత్రిక వణుకు, శీతలీకరణ, రసాయన బహిర్గతం. డీనాటరేషన్ సమయంలో, ఒక నియమం వలె, ప్రోటీన్ల ద్రావణీయత కూడా బలహీనపడుతుంది, ఎందుకంటే నిర్మాణం యొక్క ఉల్లంఘన పెద్ద సంఖ్యలో హైడ్రోఫోబిక్ సమూహాల ఉపరితలంపై కనిపించడానికి దారితీస్తుంది, సాధారణంగా ప్రోటీన్ అణువు మధ్యలో దాగి ఉంటుంది.
డీనాటరేషన్ సమయంలో ప్రొటీన్ యొక్క ప్రాధమిక నిర్మాణం మారదు, ఇది డీనాటరేటెడ్ ప్రోటీన్ యొక్క విధులు మరియు నిర్మాణాన్ని పునరుద్ధరించే అవకాశాన్ని చూపడం సాధ్యం చేసింది, అయితే చాలా సందర్భాలలో డీనాటరేషన్ అనేది కోలుకోలేని ప్రక్రియ. ప్రయోగశాల ఆచరణలో, జీవ ద్రవాలను డీప్రొటీనైజ్ చేయడానికి డీనాటరేషన్ ఉపయోగించబడుతుంది. డీనాటరేషన్‌కు కారణమయ్యే కారకాలను డీనాటరింగ్ ఏజెంట్లు అంటారు. వీటితొ పాటు:
1. తాపన మరియు అధిక-శక్తి వికిరణం (అతినీలలోహిత, ఎక్స్-రే, న్యూట్రాన్ మొదలైనవి). ఇది బంధాల విచ్ఛిన్నంతో పాటు అణు ప్రకంపనల ప్రేరేపణపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
2. ఆమ్లాలు మరియు క్షారాల చర్య; సమూహాల విచ్ఛేదనాన్ని మార్చండి, అయానిక్ బంధాల సంఖ్యను తగ్గించండి.
3. హెవీ మెటల్ అయాన్లు. వారు ప్రోటీన్ సమూహాలతో సంక్లిష్ట సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తారు, ఇది బలహీనమైన పరస్పర చర్యల చీలికతో కలిసి ఉంటుంది.
4. తగ్గించే ఏజెంట్లు - డైసల్ఫైడ్ వంతెనల చీలికకు కారణం.
5. యూరియా, గ్వానిడినియం క్లోరైడ్ - కొత్త హైడ్రోజన్ బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది మరియు పాత వాటిని విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది. డీనాటరేషన్ యొక్క దృగ్విషయం ద్రావణాలలో ప్రోటీన్ల ఉనికిని గుణాత్మక విశ్లేషణ కోసం కూడా ఉపయోగించవచ్చు. దీన్ని చేయడానికి, ఆమ్లీకరించబడిన తర్వాత పరీక్షించబడే ద్రవం యొక్క మరిగే నమూనాను ఉపయోగించండి. ప్రోటీన్ డీనాటరేషన్ కారణంగా ఏర్పడే గందరగోళం. సేంద్రీయ ఆమ్లాలతో అవపాతం కూడా తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది: సల్ఫోసాలిసిలిక్ లేదా ట్రైక్లోరోఅసెటిక్.
ఎంజైమాలజీ యొక్క సంక్షిప్త చరిత్ర.
1946లో J. సమ్నర్, J. నార్త్రోప్ మరియు స్టాన్లీలకు నోబెల్ బహుమతిని ప్రదానం చేయడం, ఎంజైమాలజీ - ఎంజైమ్‌ల శాస్త్రం యొక్క సుదీర్ఘ అభివృద్ధికి ముగింపు పలికింది. ఈ విజ్ఞాన శాస్త్రం యొక్క ప్రారంభం మానవజాతి అభివృద్ధి యొక్క చరిత్ర ప్రారంభంలోకి వెళుతుంది, ఇది దాని జీవితంలో అనేక సాంకేతిక ఎంజైమాటిక్ ప్రక్రియలను ఉపయోగిస్తుంది: బ్రెడ్ బేకింగ్, వైన్ తయారీ, జంతువుల తొక్కల ప్రాసెసింగ్ మొదలైనవి. ఈ ప్రక్రియలను మెరుగుపరచవలసిన అవసరం వారి లోతైన అధ్యయనానికి ప్రేరణగా మారింది. ఎంజైమాటిక్ ప్రక్రియల యొక్క మొదటి శాస్త్రీయ వర్ణనలలో జంతువులలో జీర్ణక్రియ యొక్క వర్ణన ఉంది.రేనే ఆంటోయిన్ రీయుమర్ (1683-1757) తన ప్రయోగాలను ఏర్పాటు చేసినప్పుడు, వేటాడే పక్షులు జీర్ణంకాని ఆహారాన్ని పునరుజ్జీవింపజేస్తాయని ఫాల్క్‌నర్ చేసిన ఊహను అనుసరించాడు. Reaumur ఒక చిన్న వైర్ క్యాప్సూల్‌ను నిర్మించాడు, అందులో అతను మాంసం ముక్కను ఉంచాడు మరియు దానిని పెక్ చేయడానికి ఒక బజార్డ్‌కి ఇచ్చాడు. 24 గంటల తర్వాత, పక్షి ఈ గుళికను ఉమ్మివేసింది. మెత్తబడిన ఆహారం దానిలో మిగిలిపోయింది, అయినప్పటికీ, అది చెడిపోలేదు. "ఈ ప్రక్రియ ఒక రకమైన ద్రావకం యొక్క చర్య ఫలితంగా మాత్రమే ఉంటుంది," అని Reaumur ముగించారు. పాడువా విశ్వవిద్యాలయంలో సహజ చరిత్ర ప్రొఫెసర్ లాజారో స్పల్లంజాని (1729-1799) ఇలాంటి ప్రయోగాలను నివేదించారు. అయినప్పటికీ, గ్యాస్ బుడగలు ఏర్పడలేదనే సాధారణ కారణంతో అతను జీర్ణక్రియను కిణ్వ ప్రక్రియగా పరిగణించలేదు.
తరువాత, కిణ్వ ప్రక్రియ ప్రక్రియను ఆధునిక కెమిస్ట్రీ వ్యవస్థాపకులలో ఒకరైన ఆంటోయిన్ లారెంట్ లావోసియర్ (1743-1794) మరింత వివరంగా అధ్యయనం చేశారు. వైన్ ఉత్పత్తి సమయంలో సంభవించే ఆల్కహాలిక్ కిణ్వ ప్రక్రియను అధ్యయనం చేస్తున్నప్పుడు, గ్లూకోజ్ ఆల్కహాల్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌గా మారుతుందని అతను కనుగొన్నాడు,
19వ శతాబ్దం ప్రారంభం నాటికి. ప్రబలంగా ఉన్న సాధారణ అభిప్రాయం ఏమిటంటే, కిణ్వ ప్రక్రియ అనేది "ఎంజైమ్‌లు" అనే నిర్దిష్ట సేంద్రీయ పదార్ధాల యొక్క నిర్దిష్ట రూపాల ద్వారా సంభవించే రసాయన మార్పు. 1814లో, సెయింట్ పీటర్స్‌బర్గ్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్‌కు చెందిన రష్యన్ శాస్త్రవేత్త (పుట్టుకతో జర్మన్) విద్యావేత్త కాన్స్టాంటిన్ గాట్లీబ్ సిగిస్మండ్ కిర్‌చాఫ్ (1764-1833) మొలకెత్తిన తృణధాన్యాలలో పిండి పదార్ధం నుండి చక్కెర ఏర్పడటానికి రసాయన ప్రక్రియ వల్ల కాదని చూపించారు. మొలకలు రూపాన్ని. 1810లో, యు. గే-లుసాక్ ఈస్ట్ చర్య యొక్క ప్రధాన తుది ఉత్పత్తులను - ఆల్కహాల్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను వేరుచేసింది. రసాయన ఉత్ప్రేరక సిద్ధాంతం యొక్క స్థాపకులలో ఒకరైన మరియు 1835లో "ఉత్ప్రేరక" అనే పదానికి రచయిత అయిన J. బెర్జెలియస్, ఈ డేటాను ధృవీకరిస్తూ, డయాస్టేజ్ (మాల్ట్ నుండి సంగ్రహించడం) ఖనిజ సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం కంటే పిండి పదార్ధాల జలవిశ్లేషణను మరింత సమర్థవంతంగా ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది. . ఎంజైమాలజీ అభివృద్ధిలో ముఖ్యమైన పాత్ర యు లీబిగ్ మరియు ప్రసిద్ధ మైక్రోబయాలజిస్ట్ L. పాశ్చర్ మధ్య వివాదం ద్వారా పోషించబడింది, అతను కిణ్వ ప్రక్రియ ప్రక్రియలు మొత్తం జీవ కణంలో మాత్రమే జరుగుతాయని నమ్మాడు. J. లీబిగ్, దీనికి విరుద్ధంగా, రసాయనాల చర్య వల్ల జీవ ప్రక్రియలు సంభవిస్తాయని నమ్ముతారు, వీటిని తరువాత ఎంజైములు అని పిలుస్తారు. ఎంజైమ్ (గ్రీకు ఎన్ - ఇన్, జైమ్ - ఈస్ట్) అనే పదాన్ని 1878లో ఫ్రెడరిక్ విల్‌హెల్మ్ కోహ్నే ప్రతిపాదించారు, ఈ ప్రక్రియ ఈస్ట్‌లోనే జరుగుతుందని నొక్కిచెప్పారు, ఇది కిణ్వ ప్రక్రియ ప్రక్రియను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది. అయినప్పటికీ, 1897లో, E. బుచ్నర్ ఇథనాల్‌ను ఉత్పత్తి చేయగల సెల్-ఫ్రీ ఈస్ట్ సారాన్ని పొందాడు మరియు లీబిగ్ అభిప్రాయాన్ని ధృవీకరించాడు.
ఎంజైమ్‌ల యొక్క ముఖ్యమైన లక్షణాలలో ఒకదానిని వివరించే ప్రయత్నం, నిర్దిష్టత, 1894లో జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త మరియు జీవరసాయన శాస్త్రవేత్త E. ఫిషర్ ఎంజైమ్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ మధ్య పరస్పర చర్య యొక్క నమూనాను ప్రతిపాదించడానికి దారితీసింది, దీనిని "కీ-లాక్" అని పిలుస్తారు - ఆకృతుల రేఖాగణిత పరిపూరత. సబ్‌స్ట్రేట్ (కీ) మరియు ఎంజైమ్ (లాక్). 1926లో, J. సమ్నర్, దాదాపు 9 సంవత్సరాల పరిశోధన తర్వాత, యూరియాస్ ఎంజైమ్ యొక్క ప్రోటీన్ స్వభావాన్ని నిరూపించాడు. అదే సంవత్సరాల్లో, J. నార్త్రోప్ మరియు M. కునిట్జ్ స్ఫటికాకార పెప్సిన్, ట్రిప్సిన్ మరియు అధ్యయనం చేసిన నమూనాలలోని ప్రోటీన్ మొత్తానికి మధ్య ప్రత్యక్ష సంబంధాన్ని ఎత్తి చూపారు, తద్వారా ఎంజైమ్‌ల యొక్క ప్రోటీన్ స్వభావం యొక్క ముఖ్యమైన సాక్ష్యాలను అందించారు, అయినప్పటికీ చివరిది. అనేక ఎంజైమ్‌ల ప్రాథమిక నిర్మాణం మరియు కృత్రిమ సంశ్లేషణను నిర్ణయించిన తర్వాత సాక్ష్యం పొందబడింది. ఎంజైమ్‌ల గురించి ప్రాథమిక ఆలోచనలు ఇరవయ్యవ శతాబ్దం రెండవ భాగంలో ఇప్పటికే పొందబడ్డాయి. 1963లో, ప్యాంక్రియాస్ నుండి RNase యొక్క అమైనో యాసిడ్ సీక్వెన్స్ అధ్యయనం చేయబడింది. 1965లో, లైసోజైమ్ యొక్క ప్రాదేశిక నిర్మాణం చూపబడింది. తరువాతి సంవత్సరాల్లో, వేలాది ఎంజైమ్‌లు శుద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు ఎంజైమ్‌ల చర్య యొక్క యంత్రాంగాలు, వాటి ప్రాదేశిక నిర్మాణం మరియు ఎంజైమ్‌లచే ఉత్ప్రేరకపరచబడిన ప్రతిచర్యల నియంత్రణపై చాలా కొత్త డేటా పొందబడింది. RNA (రైబోజైమ్‌లు)లో ఉత్ప్రేరక చర్య కనుగొనబడింది. ఎంజైమాటిక్ చర్యతో ప్రతిరోధకాలు-అబ్జైమ్‌లు-పొందబడ్డాయి. ఈ అధ్యాయం ఎంజైమాలజీ యొక్క నిర్మాణం, చర్య యొక్క యంత్రాంగం మరియు వైద్యపరమైన అంశాల గురించి ఆధునిక ఆలోచనలను క్లుప్తంగా పరిచయం చేస్తుంది.
ఎంజైమాటిక్ ఉత్ప్రేరక లక్షణాలు.
1. ఉత్ప్రేరకం యొక్క ప్రోటీన్ స్వభావం
2. అనూహ్యంగా అధిక సామర్థ్యం. జీవ ఉత్ప్రేరక సామర్థ్యం 10 9 - 10 12 ద్వారా అకర్బన ఉత్ప్రేరక సామర్థ్యాన్ని మించిపోయింది
3. అనూహ్యంగా అధిక నిర్దిష్టత:
a) సంపూర్ణంగా, ఎంజైమ్ దాని సబ్‌స్ట్రేట్‌తో మాత్రమే పని చేసినప్పుడు (ఫ్యూమారిక్ యాసిడ్ యొక్క ట్రాన్స్-ఐసోమర్‌లతో ఫ్యూమరేస్ మరియు సిస్-ఐసోమర్‌లతో కాదు);
b) సమూహం - సంబంధిత సబ్‌స్ట్రేట్‌ల (గ్యాస్ట్రోఇంటెస్టినల్ ఎంజైమ్‌లు) యొక్క ఇరుకైన సమూహానికి ప్రత్యేకమైనది.
4. తేలికపాటి పరిస్థితుల్లో పని చేస్తుంది (t=37, pH 7.0, నిర్దిష్ట ఓస్మోలారిటీ మరియు ఉప్పు కూర్పు).
5. బహుళ-స్థాయి నియంత్రణ: పర్యావరణ పరిస్థితుల స్థాయిలో, జీవక్రియ స్థాయిలో, జన్యు స్థాయిలో, కణజాలం, సెల్యులార్, హార్మోన్లు మరియు మధ్యవర్తుల సహాయంతో, అలాగే సబ్‌స్ట్రేట్‌లు మరియు ఉత్పత్తుల సహాయంతో కార్యకలాపాల నియంత్రణ వారు ఉత్ప్రేరకం చేసే ప్రతిచర్య.
6. కోఆపరేటివ్‌నెస్: ఎంజైమ్‌లు అసోసియేషన్‌లను నిర్వహించగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి - 1వ ఎంజైమ్ యొక్క ఉత్పత్తి 2వ కోసం ఒక సబ్‌స్ట్రేట్; 2వ యొక్క ఉత్పత్తి 3వ, మొదలైన వాటికి సబ్‌స్ట్రేట్.
అదనంగా, ఎంజైమ్‌లు స్వీకరించదగినవి, అనగా అవి తమ కార్యాచరణను మార్చగలవు మరియు కొత్త సంఘాలను ఏర్పరుస్తాయి.
7. ఫార్వర్డ్ మరియు రివర్స్ రియాక్షన్స్ రెండింటినీ ఉత్ప్రేరకపరచగల సామర్థ్యం. అనేక ఎంజైమ్‌ల ప్రతిచర్య యొక్క దిశ నటన ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.
8. ఉత్ప్రేరకము ఖచ్చితంగా షెడ్యూల్ చేయబడింది, అంటే, ఇది దశల్లో జరుగుతుంది.
ఎంజైమ్ చర్య యొక్క విశిష్టత.
ఎంజైమ్‌ల యొక్క అధిక విశిష్టత సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ఎంజైమ్ యొక్క అణువుల మధ్య కన్ఫర్మేషనల్ మరియు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ కాంప్లిమెంటరిటీ మరియు ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రం యొక్క ప్రత్యేక నిర్మాణం కారణంగా ఉంటుంది, ఇది ఒక నిర్దిష్ట సంఘటనకు “గుర్తింపు”, అధిక అనుబంధం మరియు ఎంపికను నిర్ధారిస్తుంది. స్పందన.
చర్య యొక్క మెకానిజంపై ఆధారపడి, సాపేక్ష లేదా సమూహ విశిష్టతతో మరియు సంపూర్ణ నిర్దిష్టతతో ఎంజైమ్‌లు వేరు చేయబడతాయి.
కొన్ని హైడ్రోలైటిక్ ఎంజైమ్‌ల చర్య కోసం, సబ్‌స్ట్రేట్ అణువులోని రసాయన బంధం రకం చాలా ముఖ్యమైనది. ఉదాహరణకు, పెప్సిన్ జంతు మరియు మొక్కల మూలం యొక్క ప్రోటీన్లను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది, అయినప్పటికీ అవి రసాయన నిర్మాణం, కూర్పు మరియు శారీరక లక్షణాలలో తేడా ఉండవచ్చు. అయితే, పెప్సిన్ కార్బోహైడ్రేట్లు మరియు కొవ్వులను విచ్ఛిన్నం చేయదు. పెప్సిన్ చర్య యొక్క ప్రదేశం పెప్టైడ్ బంధం అనే వాస్తవం ద్వారా ఇది వివరించబడింది. లిపేస్ చర్య కోసం, అటువంటి సైట్ కొవ్వుల ఎస్టర్ బాండ్.
అంటే, ఈ ఎంజైమ్‌లు సంబంధిత నిర్దిష్టతను కలిగి ఉంటాయి.
చర్య యొక్క సంపూర్ణ విశిష్టత కేవలం ఒకే ఉపరితలం యొక్క పరివర్తనను ఉత్ప్రేరకపరచడానికి ఒక ఎంజైమ్ యొక్క సామర్ధ్యం అని పిలుస్తారు మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క నిర్మాణంలో ఏవైనా మార్పులు ఎంజైమ్ యొక్క చర్యకు అందుబాటులో లేకుండా చేస్తాయి. ఉదాహరణకు: అర్జినేస్, ఇది అర్జినైన్‌ను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది; యూరియా, ఇది యూరియా విచ్ఛిన్నతను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది.
ఆప్టికల్‌గా ఐసోమెరిక్ L- మరియు D- ఫారమ్‌లు లేదా రేఖాగణిత (cis- మరియు ట్రాన్స్-) ఐసోమర్ల ఉనికి కారణంగా స్టీరియోకెమికల్ నిర్దిష్టత ఉనికికి ఆధారాలు ఉన్నాయి.
అందువలన, ఆక్సిడేస్ L మరియు D a/k అంటారు.
ఏదైనా సమ్మేళనం సిస్- మరియు ట్రాన్స్-ఐసోమర్ల రూపంలో ఉన్నట్లయితే, ఈ ప్రతి రూపానికి దాని స్వంత ఎంజైమ్ ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఫ్యూమరేస్ కేవలం ఫ్యూమరిక్ యాసిడ్ (ట్రాన్స్) మార్పిడిని ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది, కానీ సిస్ ఐసోమర్, మాలిక్ యాసిడ్‌పై పని చేయదు.
ఎంజైమాటిక్ ఉత్ప్రేరకము యొక్క మెకానిజమ్స్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ను ఉత్పత్తిగా మార్చే రసాయన ప్రతిచర్యలో ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రం యొక్క క్రియాత్మక సమూహాల పాత్ర ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి. ఎంజైమాటిక్ ఉత్ప్రేరకానికి 2 ప్రధాన విధానాలు ఉన్నాయి: యాసిడ్-బేస్ ఉత్ప్రేరకము మరియు సమయోజనీయ ఉత్ప్రేరకము.
1. యాసిడ్-బేస్ ఉత్ప్రేరకము
యాసిడ్-బేస్ ఉత్ప్రేరక భావన రసాయన ప్రతిచర్యలో ఆమ్ల సమూహాలు (ప్రోటాన్ దాతలు) మరియు/లేదా ప్రాథమిక సమూహాలు (ప్రోటాన్ అంగీకరించేవారు) పాల్గొనడం ద్వారా ఎంజైమాటిక్ చర్యను వివరిస్తుంది. యాసిడ్-బేస్ ఉత్ప్రేరకము ఒక సాధారణ దృగ్విషయం. క్రియాశీల కేంద్రంగా ఉండే అమైనో ఆమ్ల అవశేషాలు ఆమ్లాలు మరియు స్థావరాలు రెండింటి లక్షణాలను ప్రదర్శించే క్రియాత్మక సమూహాలను కలిగి ఉంటాయి.
యాసిడ్-బేస్ ఉత్ప్రేరకానికి సంబంధించిన అమైనో ఆమ్లాలలో ప్రధానంగా Cys, Tyr, Ser, Lys, Glu, Asp మరియు హిస్ ఉన్నాయి. ప్రోటోనేటెడ్ రూపంలో ఈ అమైనో ఆమ్లాల రాడికల్స్ ఆమ్లాలు (ప్రోటాన్ దాతలు), డిప్రొటోనేటెడ్ రూపంలో అవి స్థావరాలు (ప్రోటాన్ అంగీకరించేవారు). క్రియాశీల సైట్ ఫంక్షనల్ సమూహాల యొక్క ఈ లక్షణం ఎంజైమ్‌లను ప్రత్యేకమైన జీవ ఉత్ప్రేరకాలుగా చేస్తుంది, ఇది ఆమ్ల లేదా ప్రాథమిక లక్షణాలను ప్రదర్శించగల జీవేతర ఉత్ప్రేరకాలకు భిన్నంగా ఉంటుంది. సమయోజనీయ ఉత్ప్రేరకము సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు కోఎంజైమ్ లేదా అమైనో యొక్క క్రియాత్మక సమూహం మధ్య సమయోజనీయ బంధం ఏర్పడటంతో సబ్‌స్ట్రేట్ అణువుల ద్వారా ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రం యొక్క న్యూక్లియోఫిలిక్ (నెగటివ్‌గా ఛార్జ్ చేయబడిన) లేదా ఎలెక్ట్రోఫిలిక్ (పాజిటివ్ చార్జ్డ్) సమూహాల దాడిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రం యొక్క యాసిడ్ అవశేషాలు (సాధారణంగా ఒకటి).
ట్రిప్సిన్, చైమోట్రిప్సిన్ మరియు త్రోంబిన్ వంటి సెరైన్ ప్రోటీజ్‌ల చర్య, ఎంజైమ్ యొక్క యాక్టివ్ సైట్‌లోని సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు సెరైన్ అమైనో యాసిడ్ అవశేషాల మధ్య సమయోజనీయ బంధం ఏర్పడినప్పుడు, సమయోజనీయ ఉత్ప్రేరక యంత్రాంగానికి ఒక ఉదాహరణ.
25. కాంప్లిమెంటరిటీ అనేది పరస్పర అణువుల యొక్క ప్రాదేశిక మరియు రసాయన అనురూపాన్ని సూచిస్తుంది. లిగాండ్ తప్పనిసరిగా ప్రవేశించగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండాలి మరియు సక్రియ సైట్ యొక్క ఆకృతితో ప్రాదేశికంగా సమానంగా ఉంటుంది. ఈ యాదృచ్చికం పూర్తి కాకపోవచ్చు, కానీ ప్రోటీన్ యొక్క కన్ఫర్మేషనల్ లాబిలిటీ కారణంగా, క్రియాశీల కేంద్రం చిన్న మార్పులను కలిగి ఉంటుంది మరియు లిగాండ్‌కు "సర్దుబాటు" చేయబడుతుంది. అదనంగా, లిగాండ్ యొక్క క్రియాత్మక సమూహాలు మరియు క్రియాశీల కేంద్రంగా ఏర్పడే అమైనో యాసిడ్ రాడికల్స్ మధ్య, క్రియాశీలక కేంద్రంలో లిగాండ్‌ను కలిగి ఉండే బంధాలు తప్పనిసరిగా ఉత్పన్నమవుతాయి. లిగాండ్ మరియు ప్రోటీన్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రం మధ్య బంధాలు నాన్-కోవాలెంట్ (అయానిక్, హైడ్రోజన్, హైడ్రోఫోబిక్) లేదా సమయోజనీయంగా ఉండవచ్చు.
ఎంజైమ్‌లు అధిక విశిష్టతను కలిగి ఉన్నాయనే వాస్తవం 1890లో ఒక పరికల్పనను ముందుకు తీసుకురావడానికి మాకు అనుమతినిచ్చింది, దీని ప్రకారం ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రం సబ్‌స్ట్రేట్‌కు అనుబంధంగా ఉంటుంది, అనగా. "తాళానికి కీ" లాగా దానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. యాక్టివ్ సెంటర్ ("లాక్")తో సబ్‌స్ట్రేట్ ("కీ") పరస్పర చర్య తర్వాత, ఉత్పత్తిలోకి సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క రసాయన రూపాంతరాలు సంభవిస్తాయి. క్రియాశీల కేంద్రం స్థిరమైన, ఖచ్చితంగా నిర్ణయించబడిన నిర్మాణంగా పరిగణించబడుతుంది.
సబ్‌స్ట్రేట్, ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రంతో సంకర్షణ చెందుతుంది, దాని ఆకృతిలో మార్పును కలిగిస్తుంది, ఇది ఎంజైమ్-సబ్‌స్ట్రేట్ కాంప్లెక్స్ ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది, ఇది ఉపరితలం యొక్క రసాయన మార్పులకు అనుకూలమైనది. అదే సమయంలో, సబ్‌స్ట్రేట్ అణువు దాని ఆకృతిని కూడా మారుస్తుంది, ఇది ఎంజైమాటిక్ ప్రతిచర్య యొక్క అధిక సామర్థ్యాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. ఈ "ప్రేరిత కరస్పాండెన్స్ పరికల్పన" తరువాత ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ధారించబడింది.
26. అదే రసాయన ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకపరిచే ఎంజైమ్‌లు, కానీ ప్రాథమిక ప్రోటీన్ నిర్మాణంలో విభిన్నంగా ఉంటాయి, అంటారు ఐసోఎంజైములు, లేదా ఐసోఎంజైమ్‌లు. అవి ప్రాథమికంగా ఒకే విధమైన మెకానిజంతో ఒకే రకమైన ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకపరుస్తాయి, అయితే గతి పారామితులు, క్రియాశీలత పరిస్థితులు మరియు అపోఎంజైమ్ మరియు కోఎంజైమ్ మధ్య కనెక్షన్ యొక్క లక్షణాలలో ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి. ఐసోఎంజైమ్‌లు కనిపించే స్వభావం వైవిధ్యంగా ఉంటుంది, అయితే చాలా తరచుగా ఈ ఐసోఎంజైమ్‌లను ఎన్‌కోడింగ్ చేసే జన్యువుల నిర్మాణంలో తేడాల కారణంగా. పర్యవసానంగా, ఐసోఎంజైమ్‌లు ప్రోటీన్ అణువు యొక్క ప్రాధమిక నిర్మాణంలో మరియు తదనుగుణంగా, భౌతిక రసాయన లక్షణాలలో విభిన్నంగా ఉంటాయి. ఐసోఎంజైమ్‌లను నిర్ణయించే పద్ధతులు భౌతిక రసాయన లక్షణాలలో తేడాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. వాటి నిర్మాణంలో, ఐసోఎంజైమ్‌లు ప్రధానంగా ఒలిగోమెరిక్ ప్రోటీన్లు. ఎంజైమ్ లాక్టేట్ డీహైడ్రోజినేస్(LDH) లాక్టేట్ (లాక్టిక్ యాసిడ్) పైరువేట్ (పైరువిక్ యాసిడ్)కి రివర్సిబుల్ ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది.
ఇది 2 రకాల 4 సబ్‌యూనిట్‌లను కలిగి ఉంటుంది: M మరియు H. ఈ సబ్‌యూనిట్‌ల కలయిక లాక్టేట్ డీహైడ్రోజినేస్ యొక్క 5 ఐసోఫామ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. LDH 1 మరియు LDH 2 గుండె కండరాలు మరియు మూత్రపిండాలు, LDH4 మరియు LDH5 - అస్థిపంజర కండరాలు మరియు కాలేయంలో అత్యంత చురుకుగా ఉంటాయి. ఇతర కణజాలాలలో ఈ ఎంజైమ్ యొక్క వివిధ రూపాలు ఉంటాయి. ఎల్‌డిహెచ్ ఐసోఫామ్‌లు ఎలెక్ట్రోఫోరేటిక్ మొబిలిటీలో విభిన్నంగా ఉంటాయి, ఇది ఎల్‌డిహెచ్ ఐసోఫామ్‌ల కణజాల గుర్తింపును గుర్తించడం సాధ్యం చేస్తుంది.
క్రియేటిన్ కినేస్ (CK) క్రియేటిన్ ఫాస్ఫేట్ ఏర్పడటాన్ని ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది:
KK అణువు రెండు రకాల ఉపకణాలను కలిగి ఉన్న డైమర్: M మరియు B. ఈ ఉపకణాల నుండి, 3 ఐసోఎంజైమ్‌లు ఏర్పడతాయి - BB, MB, MM. BB ఐసోఎంజైమ్ ప్రధానంగా మెదడులో, MM అస్థిపంజర కండరాలలో మరియు MB గుండె కండరాలలో కనిపిస్తుంది. KK ఐసోఫాంలు వేర్వేరు ఎలెక్ట్రోఫోరేటిక్ కదలికలను కలిగి ఉంటాయి. CK కార్యాచరణ సాధారణంగా 90 IU/l మించకూడదు. రక్త ప్లాస్మాలో CK కార్యాచరణ యొక్క నిర్ధారణ మయోకార్డియల్ ఇన్ఫార్క్షన్ విషయంలో రోగనిర్ధారణ విలువను కలిగి ఉంటుంది (MB ఐసోఫార్మ్ స్థాయి పెరుగుదల ఉంది). గాయం మరియు అస్థిపంజర కండరాలకు నష్టం జరిగినప్పుడు MM ఐసోఫార్మ్ మొత్తం పెరుగుతుంది. BB ఐసోఫార్మ్ రక్త-మెదడు అవరోధాన్ని చొచ్చుకుపోదు, కాబట్టి ఇది స్ట్రోక్స్ సమయంలో కూడా రక్తంలో ఆచరణాత్మకంగా గుర్తించబడదు మరియు రోగనిర్ధారణ విలువను కలిగి ఉండదు.
27. ఎంజైమేటివ్ ఉత్ప్రేరకము (బయోక్యాటాలిసిస్), జీవరసాయన త్వరణం. అని పిలువబడే ప్రోటీన్ స్థూల కణాల భాగస్వామ్యంతో r-tions ఎంజైములు(ఎంజైములు). F.k. - వివిధ ఉత్ప్రేరకము.
Michaelis-Menten సమీకరణం: - ఎంజైమ్ గతిశాస్త్రం యొక్క ప్రాథమిక సమీకరణం, సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ఎంజైమ్ యొక్క ఏకాగ్రతపై ఎంజైమ్ ద్వారా ఉత్ప్రేరకపరచబడిన ప్రతిచర్య రేటుపై ఆధారపడటాన్ని వివరిస్తుంది. మైఖేలిస్ సమీకరణం చెల్లుబాటు అయ్యే సరళమైన గతి పథకం:
సమీకరణం ఇలా కనిపిస్తుంది:
,
ఎక్కడ: - గరిష్ట ప్రతిచర్య రేటు, సమానం ; - మైకేలిస్ స్థిరాంకం, ప్రతిచర్య రేటు గరిష్టంగా సగం ఉన్న ఉపరితల సాంద్రతకు సమానం; - ఉపరితల ఏకాగ్రత.
మైఖేలిస్ స్థిరాంకం: రేటు స్థిరాంకాల మధ్య సంబంధం
స్థిరంగా కూడా ఉంటుంది ( K m).
28. "ఎంజైమాటిక్ కార్యకలాపాల నిరోధం"- కొన్ని పదార్ధాల సమక్షంలో ఉత్ప్రేరక చర్యలో తగ్గుదల - నిరోధకాలు. ఇన్హిబిటర్లు ఎంజైమ్ చర్యలో తగ్గుదలకు కారణమయ్యే పదార్థాలను కలిగి ఉండాలి. రివర్సిబుల్ ఇన్హిబిటర్లుబలహీనమైన నాన్-కోవాలెంట్ బంధాలతో ఎంజైమ్‌తో బంధిస్తుంది మరియు కొన్ని పరిస్థితులలో, ఎంజైమ్ నుండి సులభంగా వేరు చేయబడుతుంది. రివర్సిబుల్ ఇన్హిబిటర్లు ఉన్నాయి పోటీ మరియు పోటీ లేని. పోటీ నిరోధం వైపుఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల సైట్‌తో బంధించే మరియు ఎంజైమ్-సబ్‌స్ట్రేట్ కాంప్లెక్స్ ఏర్పడకుండా నిరోధించే ఇన్హిబిటర్ వల్ల కలిగే ఎంజైమాటిక్ ప్రతిచర్య రేటులో రివర్సిబుల్ తగ్గుదలని కలిగి ఉంటుంది. ఇన్హిబిటర్ అనేది సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క స్ట్రక్చరల్ అనలాగ్ అయినప్పుడు ఈ రకమైన నిరోధం గమనించబడుతుంది, ఫలితంగా ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రంలో స్థానం కోసం సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ఇన్హిబిటర్ అణువుల మధ్య పోటీ ఏర్పడుతుంది. పోటీ లేనిదిఎంజైమాటిక్ రియాక్షన్ యొక్క నిరోధం అని పిలుస్తారు, దీనిలో ఇన్హిబిటర్ క్రియాశీల సైట్ కాకుండా వేరే సైట్‌లో ఎంజైమ్‌తో సంకర్షణ చెందుతుంది. నాన్ కాంపిటేటివ్ ఇన్హిబిటర్లు సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క నిర్మాణాత్మక అనలాగ్లు కావు. కోలుకోలేని నిరోధంఇన్హిబిటర్ అణువు మరియు ఎంజైమ్ మధ్య సమయోజనీయ స్థిర బంధాల ఏర్పాటు విషయంలో గమనించబడింది. చాలా తరచుగా, ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రం సవరించబడుతుంది. ఫలితంగా, ఎంజైమ్ ఉత్ప్రేరక పనితీరును నిర్వహించదు. తిరుగులేని నిరోధకాలలో పాదరసం (Hg 2+), వెండి (Ag +) మరియు ఆర్సెనిక్ (3+ వలే) వంటి హెవీ మెటల్ అయాన్లు ఉంటాయి. ఎంజైమ్‌ల క్రియాశీల కేంద్రం యొక్క నిర్దిష్ట సమూహాలను నిరోధించే పదార్థాలు - నిర్దిష్టమరియు. డైసోప్రొపైల్ ఫ్లోరోఫాస్ఫేట్ (DFP). అయోడిన్ అసిటేట్ మరియు p-క్లోరోమెర్కురిబెంజోయేట్ ప్రోటీన్లలోని సిస్టీన్ అవశేషాల యొక్క SH సమూహాలతో తక్షణమే ప్రతిస్పందిస్తాయి. ఈ నిరోధకాలు వర్గీకరించబడ్డాయి నిర్ధిష్టమైన.వద్ద పోటీ లేనినిరోధంలో, నిరోధకం ఎంజైమ్-సబ్‌స్ట్రేట్ కాంప్లెక్స్‌తో మాత్రమే బంధిస్తుంది మరియు ఉచిత ఎంజైమ్‌తో కాదు.
పరిమాణం K I= [E]. [I]/, ఇది ఎంజైమ్-ఇన్హిబిటర్ కాంప్లెక్స్ యొక్క డిస్సోసియేషన్ స్థిరాంకం, దీనిని ఇన్హిబిషన్ స్థిరాంకం అంటారు.
క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం స్థావరాలు ఎసిటైల్‌కోలినెస్టరేస్‌ను నిరోధిస్తాయి, ఇది ఎసిటైల్కోలిన్ యొక్క జలవిశ్లేషణను కోలిన్ మరియు ఎసిటిక్ ఆమ్లంగా ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది.
అనే పదార్థాలు యాంటీమెటాబోలైట్స్.ఈ సమ్మేళనాలు, సహజ పదార్ధాల నిర్మాణాత్మక అనలాగ్లు, ఎంజైమ్‌ల పోటీ నిరోధానికి కారణమవుతాయి, మరోవైపు, అదే ఎంజైమ్‌లు సూడోసబ్‌స్ట్రేట్‌ల వలె ఉపయోగించబడతాయి. అంటు వ్యాధుల చికిత్సకు ఉపయోగించే సల్ఫోనామైడ్ మందులు (పారా-అమినోబెంజోయిక్ యాసిడ్ యొక్క అనలాగ్లు).
కోలుకోలేని ఎంజైమ్ నిరోధంపై ఆధారపడిన ఔషధానికి ఉదాహరణ ఔషధం ఆస్పిరిన్.
అరాకిడోనిక్ యాసిడ్ నుండి ప్రోస్టాగ్లాండిన్స్ ఏర్పడటానికి ఉత్ప్రేరకపరిచే ఎంజైమ్ సైక్లోక్సిజనేస్ యొక్క నిరోధం.
29. ఎంజైమాటిక్ ప్రతిచర్యల రేటు నియంత్రణ 3 స్వతంత్ర స్థాయిలలో నిర్వహించబడుతుంది:
1. ఎంజైమ్ అణువుల సంఖ్యను మార్చడం;
- సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు కోఎంజైమ్ అణువుల లభ్యత;
- ఎంజైమ్ అణువు యొక్క ఉత్ప్రేరక చర్యలో మార్పు.
1. ఒక కణంలోని ఎంజైమ్ అణువుల సంఖ్య 2 ప్రక్రియల నిష్పత్తి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది - ఎంజైమ్ ప్రోటీన్ అణువు యొక్క సంశ్లేషణ మరియు విచ్ఛిన్నం.
2. ప్రారంభ ఉపరితలం యొక్క ఏకాగ్రత ఎక్కువ, జీవక్రియ మార్గం యొక్క అధిక వేగం. జీవక్రియ మార్గం యొక్క కోర్సును పరిమితం చేసే మరొక పరామితి ఉనికి పునరుత్పత్తి కోఎంజైమ్‌లు. జీవక్రియ మార్గాల వేగాన్ని మార్చడంలో అత్యంత ముఖ్యమైన పాత్ర ఇచ్చిన జీవక్రియ మార్గం యొక్క ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కీ ఎంజైమ్‌ల ఉత్ప్రేరక చర్య యొక్క నియంత్రణ. జీవక్రియను నియంత్రించడానికి ఇది అత్యంత ప్రభావవంతమైన మరియు వేగవంతమైన మార్గం. ఎంజైమ్ కార్యకలాపాలను నియంత్రించే ప్రధాన మార్గాలు: అలోస్టెరిక్ రెగ్యులేషన్; ప్రోటీన్-ప్రోటీన్ పరస్పర చర్యల ద్వారా నియంత్రణ; ఎంజైమ్ అణువు యొక్క ఫాస్ఫోరైలేషన్/డీఫోస్ఫోరైలేషన్ ద్వారా నియంత్రణ; పాక్షిక (పరిమిత) ప్రోటీయోలిసిస్ ద్వారా నియంత్రణ.
ఉష్ణోగ్రతను నిర్దిష్ట పరిమితులకు పెంచడం ఎంజైమాటిక్ రేటును ప్రభావితం చేస్తుంది
ప్రతిచర్య, ఏదైనా రసాయన చర్యపై ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం వలె ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ, అణువుల కదలిక వేగవంతం అవుతుంది, ఇది ప్రతిచర్యల మధ్య పరస్పర చర్య యొక్క సంభావ్యత పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. అదనంగా, ఉష్ణోగ్రత ప్రతిచర్య అణువుల శక్తిని పెంచుతుంది, ఇది ప్రతిచర్యను వేగవంతం చేస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఎంజైమ్‌లచే ఉత్ప్రేరకపరచబడిన రసాయన ప్రతిచర్య రేటు దాని స్వంత ఉష్ణోగ్రత వాంఛనీయతను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఎంజైమ్ చర్యలో తగ్గుదలతో కలిసి ఉంటుంది.
చాలా మానవ ఎంజైమ్‌లకు, సరైన ఉష్ణోగ్రత 37-38 °C.
ఎంజైమ్‌ల చర్య ఎంజైమ్‌ల చర్య సంభవించే ద్రావణం యొక్క pHపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రతి ఎంజైమ్‌కు pH విలువ ఉంటుంది, దాని గరిష్ట కార్యాచరణ గమనించబడుతుంది. సరైన pH విలువ నుండి విచలనం ఎంజైమాటిక్ చర్యలో తగ్గుదలకు దారితీస్తుంది.
ఎంజైమ్ కార్యకలాపాలపై pH ప్రభావం ఇచ్చిన ప్రోటీన్ యొక్క అమైనో ఆమ్ల అవశేషాల ఫంక్షనల్ గ్రూపుల అయనీకరణతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రం యొక్క సరైన ఆకృతిని నిర్ధారిస్తుంది. సరైన విలువల నుండి pH మారినప్పుడు, ప్రోటీన్ అణువు యొక్క క్రియాత్మక సమూహాల అయనీకరణం మారుతుంది. మానవ శరీరంలోని చాలా ఎంజైమ్‌లు ఫిజియోలాజికల్ pH విలువతో సమానంగా తటస్థంగా ఉండే వాంఛనీయ pHని కలిగి ఉంటాయి.
30. అలోస్టెరిక్ఎంజైమ్‌లు ఎంజైమ్‌లు, దీని కార్యకలాపాలు సబ్‌స్ట్రేట్ అణువుల సంఖ్య ద్వారా మాత్రమే కాకుండా, ఇతర పదార్థాల ద్వారా కూడా నియంత్రించబడతాయి. ప్రభావశీలులు. అలోస్టెరిక్ రెగ్యులేషన్‌లో పాల్గొన్న ఎఫెక్టార్‌లు సెల్యులార్ మెటాబోలైట్‌లు తరచుగా అవి నియంత్రించే మార్గంలో ఉంటాయి.
అలోస్టెరిక్ ఎంజైమ్‌లు జీవక్రియలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి, ఎందుకంటే అవి సెల్ యొక్క అంతర్గత స్థితిలో స్వల్ప మార్పులకు చాలా త్వరగా ప్రతిస్పందిస్తాయి. కింది పరిస్థితులలో అవి చాలా ముఖ్యమైనవి: అనాబాలిక్ ప్రక్రియల సమయంలో, ఉత్ప్రేరక ప్రక్రియల సమయంలో, అనాబాలిక్ మరియు క్యాటాబోలిక్ మార్గాల సమన్వయం కోసం. ATP మరియు ADP అలోస్టెరిక్ ఎఫెక్టర్లు, ఇవి విరోధులుగా పనిచేస్తాయి; సమాంతర మరియు ఇంటర్‌కనెక్ట్ చేయబడిన జీవక్రియ మార్గాలను సమన్వయం చేయడానికి (ఉదాహరణకు, న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాల సంశ్లేషణకు ఉపయోగించే ప్యూరిన్ మరియు పిరిమిడిన్ న్యూక్లియోటైడ్‌ల సంశ్లేషణ).
ఎంజైమ్ కార్యకలాపాల తగ్గుదలకు (నిరోధం) కారణమయ్యే ప్రభావశీలిని అంటారు ప్రతికూలఎఫెక్టార్ లేదా ఇన్హిబిటర్. ఎంజైమ్ కార్యకలాపాల పెరుగుదల (క్రియాశీలత) కలిగించే ప్రభావకారిని అంటారు అనుకూలఎఫెక్టార్ లేదా యాక్టివేటర్. వివిధ జీవక్రియలు తరచుగా అలోస్టెరిక్ ఎఫెక్టర్లుగా పనిచేస్తాయి.
అలోస్టెరిక్ ఎంజైమ్‌ల నిర్మాణం మరియు పనితీరు యొక్క లక్షణాలు:సాధారణంగా ఇవి అనేక ప్రోటోమర్‌లను కలిగి ఉండే ఒలిగోమెరిక్ ప్రోటీన్లు లేదా డొమైన్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి; అవి ఉత్ప్రేరక క్రియాశీల కేంద్రం నుండి ప్రాదేశికంగా దూరంగా ఉన్న అలోస్టెరిక్ కేంద్రాన్ని కలిగి ఉంటాయి; ఎఫెక్టార్‌లు అలోస్టెరిక్ (నియంత్రణ) కేంద్రాలలో సమయోజనీయంగా లేని ఎంజైమ్‌తో జతచేయబడతాయి; ఉత్ప్రేరక కేంద్రాలు వంటి అలోస్టెరిక్ కేంద్రాలు , లిగాండ్‌లకు సంబంధించి విభిన్న నిర్దిష్టతను ప్రదర్శించవచ్చు: ఇది సంపూర్ణంగా మరియు సమూహంగా ఉండవచ్చు. అలోస్టెరిక్ కేంద్రం ఉన్న ప్రోటోమర్ రెగ్యులేటరీ ప్రోటోమర్, అలోస్టెరిక్ ఎంజైమ్‌లు సహకార లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటాయి; అలోస్టెరిక్ ఎంజైమ్‌లు ఈ జీవక్రియ మార్గంలో కీలక ప్రతిచర్యలను ఉత్ప్రేరకపరుస్తాయి.
తుది ఉత్పత్తి ఎంజైమ్ యొక్క అలోస్టెరిక్ ఇన్హిబిటర్‌గా పనిచేస్తుంది, ఇది ఈ జీవక్రియ మార్గం యొక్క ప్రారంభ దశను తరచుగా ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది:
సెంట్రల్ మెటబాలిక్ పాత్‌వేస్‌లో, పూర్వగాములు జీవక్రియ మార్గంలో కీలక ఎంజైమ్‌ల యాక్టివేటర్లు కావచ్చు.
ఏదైనా ఉత్ప్రేరక చర్య దాని శక్తిలో తగ్గుదల కారణంగా ఫార్వర్డ్ మరియు రివర్స్ రియాక్షన్‌ల రేట్లలో మార్పును కలిగి ఉంటుంది. ఒక రసాయన ప్రతిచర్య శక్తి విడుదలతో కొనసాగితే, అది ఆకస్మికంగా ప్రారంభం కావాలి. అయినప్పటికీ, ఇది జరగదు ఎందుకంటే ప్రతిచర్య యొక్క భాగాలు తప్పనిసరిగా సక్రియం చేయబడిన (పరివర్తన) స్థితికి బదిలీ చేయబడాలి. ప్రతిస్పందించే అణువులను క్రియాశీల స్థితికి మార్చడానికి అవసరమైన శక్తిని అంటారు క్రియాశీలత శక్తి.
పరివర్తన స్థితిరసాయన బంధాల నిరంతర నిర్మాణం మరియు విచ్ఛిన్నం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది మరియు పరివర్తన మరియు భూ స్థితుల మధ్య ఉష్ణగతిక సమతుల్యత ఉంటుంది. ఫార్వర్డ్ రియాక్షన్ రేటు ఉష్ణోగ్రత మరియు పరివర్తన మరియు గ్రౌండ్ స్టేట్స్‌లోని సబ్‌స్ట్రేట్ కోసం ఉచిత శక్తి విలువలలో వ్యత్యాసంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ వ్యత్యాసాన్ని అంటారు ప్రతిచర్య యొక్క ఉచిత శక్తి.
ఉపరితలం యొక్క పరివర్తన స్థితిని సాధించడం రెండు విధాలుగా సాధ్యమవుతుంది:
- ప్రతిచర్య అణువులకు అదనపు శక్తిని బదిలీ చేయడం వలన (ఉదాహరణకు, ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల కారణంగా),
- సంబంధిత రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క క్రియాశీలత శక్తిని తగ్గించడం ద్వారా.
ప్రతిచర్య పదార్థాల భూమి మరియు పరివర్తన స్థితులు.
Eo, Ek - ఉత్ప్రేరకం లేకుండా మరియు సమక్షంలో ప్రతిచర్య క్రియాశీలత శక్తి; DG-
ప్రతిచర్య యొక్క ఉచిత శక్తిలో వ్యత్యాసం.
ఎంజైమ్‌లు "సహాయం" సబ్‌స్ట్రేట్‌లు ఏర్పడే సమయంలో బంధించే శక్తి కారణంగా పరివర్తన స్థితిని అవలంబిస్తాయి ఎంజైమ్-సబ్‌స్ట్రేట్ కాంప్లెక్స్. ఎంజైమాటిక్ ఉత్ప్రేరక సమయంలో క్రియాశీలత శక్తి తగ్గుదల రసాయన ప్రక్రియ యొక్క దశల సంఖ్య పెరుగుదల కారణంగా ఉంటుంది. అనేక ఇంటర్మీడియట్ ప్రతిచర్యల యొక్క ఇండక్షన్ ప్రారంభ క్రియాశీలత అవరోధం అనేక తక్కువ అడ్డంకులుగా విభజించబడిందనే వాస్తవానికి దారి తీస్తుంది, ప్రతిస్పందించే అణువులు ప్రధాన దానికంటే చాలా వేగంగా అధిగమించగలవు.
ఎంజైమాటిక్ ప్రతిచర్య యొక్క యంత్రాంగం క్రింది విధంగా సూచించబడుతుంది:
- అస్థిర ఎంజైమ్-సబ్‌స్ట్రేట్ కాంప్లెక్స్ (ES) ఏర్పాటుతో ఎంజైమ్ (E) మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ (S) యొక్క కనెక్షన్: E + S → E-S;
- సక్రియం చేయబడిన పరివర్తన స్థితి ఏర్పడటం: E-S → (ES)*;
- ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల విడుదల (P) మరియు ఎంజైమ్ పునరుత్పత్తి (E): (ES)* → P + E.
ఎంజైమ్ చర్య యొక్క అధిక సామర్థ్యాన్ని వివరించడానికి, ఎంజైమాటిక్ ఉత్ప్రేరక విధానం యొక్క అనేక సిద్ధాంతాలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి. మొదటిది E. ఫిషర్ యొక్క సిద్ధాంతం ("టెంప్లేట్" లేదా "రిజిడ్ మ్యాట్రిక్స్ సిద్ధాంతం"). ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం, ఎంజైమ్ అనేది ఒక దృఢమైన నిర్మాణం, దీని క్రియాశీల కేంద్రం సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క "తారాగణం". సబ్‌స్ట్రేట్ ఎంజైమ్ యొక్క యాక్టివ్ సైట్‌కి “కీ టు ఎ లాక్” లాగా చేరుకుంటే, ఒక రసాయన ప్రతిచర్య జరుగుతుంది. ఈ సిద్ధాంతం ఎంజైమ్‌ల యొక్క రెండు రకాల సబ్‌స్ట్రేట్ విశిష్టతను బాగా వివరిస్తుంది - సంపూర్ణ మరియు స్టీరియోస్పెసిఫిసిటీ, అయితే ఎంజైమ్‌ల సమూహ (సాపేక్ష) విశిష్టతను వివరించడంలో అసమంజసమైనదిగా మారుతుంది.
"రాక్" సిద్ధాంతంహైడ్రోలైటిక్ ఎంజైమ్‌ల చర్యను అధ్యయనం చేసిన G. K. యూలర్ ఆలోచనల ఆధారంగా. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం, ఎంజైమ్ రెండు పాయింట్ల వద్ద సబ్‌స్ట్రేట్ అణువుతో బంధిస్తుంది మరియు రసాయన బంధం విస్తరించబడుతుంది, ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత పునఃపంపిణీ చేయబడుతుంది మరియు రసాయన బంధం విరిగిపోతుంది, నీటి చేరికతో కలిసి ఉంటుంది. ఎంజైమ్‌లో చేరడానికి ముందు, సబ్‌స్ట్రేట్‌కు “రిలాక్స్డ్” కాన్ఫిగరేషన్ ఉంటుంది. క్రియాశీల కేంద్రానికి బంధించిన తరువాత, ఉపరితల అణువు సాగదీయడం మరియు వైకల్యానికి లోనవుతుంది (ఇది రాక్‌లో ఉన్నట్లుగా క్రియాశీల కేంద్రంలో ఉంది). సబ్‌స్ట్రేట్‌లోని రసాయన బంధాలు ఎంత ఎక్కువ ఉంటే, అవి విచ్ఛిన్నం చేయడం సులభం మరియు రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క క్రియాశీలత శక్తిని తగ్గిస్తుంది.
ఇటీవల ఇది విస్తృతంగా మారింది డి. కోష్లాండ్ ద్వారా "ప్రేరిత కరస్పాండెన్స్" సిద్ధాంతం,ఇది ఎంజైమ్ అణువు యొక్క అధిక కన్ఫర్మేషనల్ లాబిలిటీ, క్రియాశీల కేంద్రం యొక్క వశ్యత మరియు చలనశీలతను అనుమతిస్తుంది. సబ్‌స్ట్రేట్ ఎంజైమ్ అణువులో ఆకృతీకరణ మార్పులను ప్రేరేపిస్తుంది, ఆ విధంగా క్రియాశీల కేంద్రం సబ్‌స్ట్రేట్‌ను బంధించడానికి అవసరమైన ప్రాదేశిక ధోరణిని తీసుకుంటుంది, అనగా, సబ్‌స్ట్రేట్ క్రియాశీల కేంద్రానికి "చేతితో చేతి" లాగా చేరుకుంటుంది.
ప్రేరిత కరస్పాండెన్స్ సిద్ధాంతం ప్రకారం, ఎంజైమ్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ మధ్య పరస్పర చర్య యొక్క విధానం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:
- కాంప్లిమెంటరిటీ సూత్రం ఆధారంగా ఎంజైమ్, సబ్‌స్ట్రేట్ అణువును గుర్తించి, "క్యాచ్" చేస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో, ప్రోటీన్ అణువు దాని పరమాణువుల ఉష్ణ కదలిక ద్వారా సహాయపడుతుంది;
- క్రియాశీల కేంద్రం యొక్క అమైనో ఆమ్లం అవశేషాలు ఉపరితలానికి సంబంధించి మార్చబడతాయి మరియు సర్దుబాటు చేయబడతాయి;
- రసాయన సమూహాలు క్రియాశీల సైట్‌కు సమయోజనీయంగా జోడించబడతాయి - సమయోజనీయ ఉత్ప్రేరకము.
ఎంజైమాటిక్ ఉత్ప్రేరకంలో సంఘటనల క్రమాన్ని క్రింది రేఖాచిత్రం ద్వారా వివరించవచ్చు. మొదట, సబ్‌స్ట్రేట్-ఎంజైమ్ కాంప్లెక్స్ ఏర్పడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, ఎంజైమ్ అణువు మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ అణువు యొక్క ఆకృతీకరణలలో మార్పు సంభవిస్తుంది, తరువాతి కాలం కాన్ఫిగరేషన్‌లో క్రియాశీల కేంద్రంలో స్థిరంగా ఉంటుంది. యాక్టివేట్ కాంప్లెక్స్ ఎలా ఏర్పడుతుంది, లేదా పరివర్తన స్థితి, మాతృ సమ్మేళనాలు మరియు ఉత్పత్తుల కంటే శక్తివంతంగా తక్కువ స్థిరంగా ఉండే అధిక-శక్తి ఇంటర్మీడియట్ నిర్మాణం. మొత్తం ఉత్ప్రేరక ప్రభావానికి అత్యంత ముఖ్యమైన సహకారం పరివర్తన స్థితి యొక్క స్థిరీకరణ ప్రక్రియ ద్వారా చేయబడుతుంది - ప్రోటీన్ యొక్క అమైనో యాసిడ్ అవశేషాలు మరియు ఉపరితల మధ్య పరస్పర చర్య, ఇది ఉద్రిక్త ఆకృతీకరణలో ఉంటుంది. ప్రారంభ ప్రతిచర్యలకు ఉచిత శక్తి విలువలు మరియు పరివర్తన స్థితి మధ్య వ్యత్యాసం క్రియాశీలత యొక్క ఉచిత శక్తికి (ΔG #) అనుగుణంగా ఉంటుంది. ప్రతిచర్య రేటు విలువపై ఆధారపడి ఉంటుంది (ΔG #): ఇది చిన్నది, ప్రతిచర్య రేటు ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది. ముఖ్యంగా, DG ఒక "శక్తి అవరోధం"ని సూచిస్తుంది, ఇది ప్రతిచర్య సంభవించడానికి తప్పనిసరిగా అధిగమించాలి. పరివర్తన స్థితిని స్థిరీకరించడం ఈ "అవరోధం" లేదా క్రియాశీలత శక్తిని తగ్గిస్తుంది. తరువాతి దశలో, రసాయన ప్రతిచర్య కూడా సంభవిస్తుంది, ఆ తర్వాత ఎంజైమ్-ఉత్పత్తి కాంప్లెక్స్ నుండి ఫలిత ఉత్పత్తులు విడుదలవుతాయి.
ఎంజైమ్‌ల యొక్క అధిక ఉత్ప్రేరక చర్యకు అనేక కారణాలు ఉన్నాయి, ఇవి ప్రతిచర్యకు శక్తి అవరోధాన్ని తగ్గిస్తాయి.
1. ఒక ఎంజైమ్ రియాక్టింగ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ల అణువులను వాటి రియాక్టివ్ గ్రూపులు ఒకదానికొకటి దగ్గరగా మరియు ఎంజైమ్ యొక్క ఉత్ప్రేరక సమూహాల నుండి ఉండే విధంగా బంధించగలదు (ప్రభావం సయోధ్య).
2. సబ్‌స్ట్రేట్-ఎంజైమ్ కాంప్లెక్స్ ఏర్పడటంతో, సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క స్థిరీకరణ మరియు రసాయన బంధాల విచ్ఛిన్నం మరియు ఏర్పడటానికి దాని సరైన ధోరణి సాధించబడుతుంది (ప్రభావం ధోరణి).
3. సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క బైండింగ్ దాని ఆర్ద్రీకరణ షెల్ యొక్క తొలగింపుకు దారితీస్తుంది (నీటిలో కరిగిన పదార్ధాలపై ఉంటుంది).
4. సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ఎంజైమ్ మధ్య ప్రేరేపిత అనురూప్యం యొక్క ప్రభావం.
5. పరివర్తన స్థితి యొక్క స్థిరీకరణ.
6. ఎంజైమ్ అణువులోని కొన్ని సమూహాలు అందించగలవు యాసిడ్-బేస్ ఉత్ప్రేరకము(ఉపరితలంలో ప్రోటాన్ల బదిలీ) మరియు న్యూక్లియోఫిలిక్ ఉత్ప్రేరకము(సబ్‌స్ట్రేట్‌తో సమయోజనీయ బంధాల ఏర్పాటు, ఇది సబ్‌స్ట్రేట్ కంటే ఎక్కువ రియాక్టివ్‌గా ఉండే నిర్మాణాల ఏర్పాటుకు దారితీస్తుంది).
యాసిడ్-బేస్ ఉత్ప్రేరకానికి ఒక ఉదాహరణ లైసోజైమ్ ద్వారా మురీన్ అణువులోని గ్లైకోసిడిక్ బంధాల జలవిశ్లేషణ. లైసోజైమ్వివిధ జంతువులు మరియు మొక్కల కణాలలో ఉండే ఎంజైమ్: కన్నీటి ద్రవం, లాలాజలం, చికెన్ ప్రోటీన్, పాలు. కోడి గుడ్ల నుండి లైసోజైమ్ 14,600 డా యొక్క పరమాణు బరువును కలిగి ఉంటుంది, ఒక పాలీపెప్టైడ్ చైన్ (129 అమైనో ఆమ్ల అవశేషాలు) మరియు 4 డైసల్ఫైడ్ వంతెనలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఎంజైమ్ యొక్క అధిక స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. లైసోజైమ్ అణువు యొక్క ఎక్స్-రే నిర్మాణ విశ్లేషణలో ఇది రెండు డొమైన్‌లను కలిగి ఉందని చూపించింది, దీనిలో క్రియాశీల కేంద్రం ఉన్న "గ్యాప్" ఏర్పడుతుంది. ఈ "గ్యాప్" వెంట హెక్సోసాకరైడ్ బంధిస్తుంది మరియు మురీన్ (A, B, C, D, E మరియు F) (Fig. 6.4) యొక్క ఆరు చక్కెర వలయాల్లో ప్రతిదానిని బంధించడానికి ఎంజైమ్ దాని స్వంత స్థలాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
ప్రధానంగా హైడ్రోజన్ బంధాలు మరియు హైడ్రోఫోబిక్ పరస్పర చర్యల కారణంగా మురీన్ అణువు లైసోజైమ్ యొక్క క్రియాశీల ప్రదేశంలో ఉంచబడుతుంది. గ్లైకోసిడిక్ బాండ్ యొక్క జలవిశ్లేషణ ప్రదేశానికి సమీపంలో, క్రియాశీల కేంద్రం యొక్క 2 అమైనో ఆమ్లాల అవశేషాలు ఉన్నాయి: గ్లుటామిక్ ఆమ్లం, పాలీపెప్టైడ్‌లో 35 వ స్థానం మరియు అస్పార్టిక్ ఆమ్లం, పాలీపెప్టైడ్‌లో 52 వ స్థానం (Fig. 6.5) .
ఈ అవశేషాల యొక్క సైడ్ చెయిన్‌లు దాడి చేయబడిన గ్లైకోసిడిక్ బంధానికి దగ్గరగా ఉన్న "చీలిక" యొక్క వ్యతిరేక ఉపరితలాలపై దాదాపు 0.3 nm దూరంలో ఉన్నాయి. గ్లుటామేట్ అవశేషాలు ధ్రువ రహిత వాతావరణంలో ఉంటాయి మరియు అయనీకరణం చేయబడవు మరియు అస్పార్టేట్ అవశేషాలు ధ్రువ వాతావరణంలో ఉంటాయి; దాని కార్బాక్సిల్ సమూహం డీప్రొటోనేట్ చేయబడింది మరియు హైడ్రోజన్ బంధాల సంక్లిష్ట నెట్‌వర్క్‌లో హైడ్రోజన్ అంగీకారిగా పాల్గొంటుంది.
జలవిశ్లేషణ ప్రక్రియ క్రింది విధంగా నిర్వహించబడుతుంది. గ్లూ-35 అవశేషాల యొక్క ప్రోటోనేటెడ్ కార్బాక్సిల్ సమూహం దాని ప్రోటాన్‌ను గ్లైకోసిడిక్ ఆక్సిజన్ అణువుకు అందిస్తుంది, ఇది ఈ ఆక్సిజన్ అణువు మరియు సైట్ D (సాధారణ యాసిడ్ ఉత్ప్రేరక దశ)లో ఉన్న చక్కెర రింగ్ యొక్క C 1 అణువు మధ్య బంధం చీలిపోవడానికి దారితీస్తుంది. ) ఫలితంగా, E మరియు F ప్రాంతాలలో ఉన్న చక్కెర రింగులను కలిగి ఉన్న ఒక ఉత్పత్తి ఏర్పడుతుంది, ఇది ఎంజైమ్‌తో కాంప్లెక్స్ నుండి విడుదల చేయబడుతుంది. D ప్రాంతంలో ఉన్న షుగర్ రింగ్ యొక్క కన్ఫర్మేషన్ వక్రీకరించబడింది, ఆకృతీకరణను తీసుకుంటుంది సగం కుర్చీలు, దీనిలో చక్కెర వలయాన్ని ఏర్పరిచే ఆరు అణువులలో ఐదు ఆచరణాత్మకంగా ఒకే విమానంలో ఉంటాయి. ఈ నిర్మాణం పరివర్తన స్థితి ఆకృతికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఈ సందర్భంలో, C 1 పరమాణువు ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు ఇంటర్మీడియట్ ఉత్పత్తిని కార్బోనియం అయాన్ (కార్బోకేషన్) అంటారు. Asp-52 అవశేషాల (Fig. 6.5) యొక్క డిప్రొటోనేటెడ్ కార్బాక్సిల్ సమూహం ద్వారా కార్బోనియం అయాన్ యొక్క స్థిరీకరణ కారణంగా పరివర్తన స్థితి యొక్క ఉచిత శక్తి తగ్గుతుంది.
తదుపరి దశలో, ఒక నీటి అణువు ప్రతిచర్యలోకి ప్రవేశిస్తుంది మరియు క్రియాశీల కేంద్రం యొక్క ప్రాంతం నుండి వ్యాపించే డైసాకరైడ్ అవశేషాలను భర్తీ చేస్తుంది. నీటి అణువు యొక్క ప్రోటాన్ గ్లూ-35కి మరియు హైడ్రాక్సిల్ అయాన్ (OH -) కార్బోనియం అయాన్ యొక్క C 1 అణువుకు (సాధారణ ప్రాథమిక ఉత్ప్రేరక దశ) వెళుతుంది. ఫలితంగా, క్లీవ్డ్ పాలీశాకరైడ్ యొక్క రెండవ భాగం ప్రతిచర్య ఉత్పత్తిగా మారుతుంది (కుర్చీ కన్ఫర్మేషన్) మరియు యాక్టివ్ సెంటర్ ప్రాంతాన్ని వదిలివేస్తుంది మరియు ఎంజైమ్ దాని అసలు స్థితికి తిరిగి వస్తుంది మరియు తదుపరి డైసాకరైడ్ క్లీవేజ్ రియాక్షన్‌ని నిర్వహించడానికి సిద్ధంగా ఉంటుంది (Fig. 6.5) .
ఎంజైమ్‌ల లక్షణాలు
ఎంజైమ్‌ల లక్షణాలను వర్గీకరించేటప్పుడు, మేము మొదట "కార్యకలాపం" అనే భావనను ఉపయోగిస్తాము. ఎంజైమ్ కార్యాచరణ అనేది ఒక యూనిట్ సమయానికి నిర్దిష్ట మొత్తంలో సబ్‌స్ట్రేట్‌ని మార్చడాన్ని ఉత్ప్రేరకపరిచే ఎంజైమ్ మొత్తంగా అర్థం. ఎంజైమ్ సన్నాహాల కార్యాచరణను వ్యక్తీకరించడానికి, రెండు ప్రత్యామ్నాయ యూనిట్లు ఉపయోగించబడతాయి: అంతర్జాతీయ (E) మరియు "కాటల్" (క్యాట్). ఎంజైమ్ కార్యాచరణ యొక్క అంతర్జాతీయ యూనిట్ ప్రామాణిక పరిస్థితుల్లో (సాధారణంగా సరైనది) 1 నిమిషంలో 1 µmol సబ్‌స్ట్రేట్‌ను ఉత్పత్తిగా మార్చడాన్ని ఉత్ప్రేరకపరిచే ఎంజైమ్ మొత్తంగా పరిగణించబడుతుంది. ఒక కటల్ 1 సెకనులో 1 మోల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ను మార్చడాన్ని ఉత్ప్రేరకపరిచే ఎంజైమ్ మొత్తాన్ని సూచిస్తుంది. 1 పిల్లి=6*10 7 ఇ.
తరచుగా ఎంజైమ్ సన్నాహాలు నిర్దిష్ట కార్యాచరణ ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి, ఇది ఎంజైమ్ యొక్క శుద్దీకరణ స్థాయిని ప్రతిబింబిస్తుంది. నిర్దిష్ట కార్యాచరణ అనేది 1 mg ప్రోటీన్‌కు ఎంజైమ్ చర్య యొక్క యూనిట్ల సంఖ్య.
ఎంజైమ్‌ల కార్యకలాపాలు చాలా వరకు బాహ్య పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటాయి, వీటిలో పర్యావరణం యొక్క ఉష్ణోగ్రత మరియు pH చాలా ముఖ్యమైనవి. 0-50 ° C పరిధిలో ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల సాధారణంగా ఎంజైమాటిక్ చర్యలో మృదువైన పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది, ఇది సబ్‌స్ట్రేట్-ఎంజైమ్ కాంప్లెక్స్ మరియు అన్ని తదుపరి ఉత్ప్రేరక సంఘటనల నిర్మాణం యొక్క త్వరణంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, ఉష్ణోగ్రతలో మరింత పెరుగుదల సాధారణంగా దాని ప్రోటీన్ భాగం యొక్క డీనాటరేషన్ కారణంగా క్రియారహిత ఎంజైమ్ మొత్తంలో పెరుగుదలతో కూడి ఉంటుంది, ఇది చర్యలో తగ్గుదలలో వ్యక్తీకరించబడుతుంది. ప్రతి ఎంజైమ్ ప్రత్యేకించబడింది ఉష్ణోగ్రత వాంఛనీయ- దాని గొప్ప కార్యాచరణ నమోదు చేయబడిన ఉష్ణోగ్రత విలువ. చాలా తరచుగా, మొక్కల మూలం యొక్క ఎంజైమ్‌ల కోసం, ఉష్ణోగ్రత వాంఛనీయత 50-60 ° C లోపల ఉంటుంది మరియు జంతు ఎంజైమ్‌ల కోసం - 40 మరియు 50 ° C మధ్య థర్మోఫిలిక్ బ్యాక్టీరియా యొక్క ఎంజైమ్‌లు చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వాంఛనీయతతో ఉంటాయి.
పర్యావరణం యొక్క pH విలువలపై ఎంజైమ్ కార్యకలాపాల ఆధారపడటం కూడా సంక్లిష్టమైనది. ప్రతి ఎంజైమ్ ప్రత్యేకించబడింది వాంఛనీయ pHఇది గరిష్ట కార్యాచరణను ప్రదర్శించే వాతావరణం. మీరు ఈ వాంఛనీయ స్థితి నుండి ఒక దిశలో లేదా మరొక వైపుకు వెళ్లినప్పుడు, ఎంజైమాటిక్ చర్య తగ్గుతుంది. ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల కేంద్రం యొక్క స్థితిలో మార్పు (ఫంక్షనల్ గ్రూపుల అయనీకరణంలో తగ్గుదల లేదా పెరుగుదల), అలాగే మొత్తం ప్రోటీన్ అణువు యొక్క తృతీయ నిర్మాణం, ఇది కాటినిక్ మరియు అయానిక్ నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అందులో కేంద్రాలు. చాలా ఎంజైమ్‌లు తటస్థ పరిధిలో pH వాంఛనీయతను కలిగి ఉంటాయి. అయినప్పటికీ, pH 1.5 (పెప్సిన్) లేదా 9.5 (అర్జినేస్) వద్ద గరిష్ట కార్యాచరణను ప్రదర్శించే ఎంజైమ్‌లు ఉన్నాయి.
ఎంజైమ్ కార్యకలాపాలు ఎక్స్‌పోజర్‌పై ఆధారపడి గణనీయమైన హెచ్చుతగ్గులకు లోబడి ఉంటాయి నిరోధకాలు(కార్యకలాపాన్ని తగ్గించే పదార్థాలు) మరియు యాక్టివేటర్లు(కార్యకలాపాన్ని పెంచే పదార్థాలు). ఇన్హిబిటర్లు మరియు యాక్టివేటర్‌ల పాత్రను లోహ కాటయాన్‌లు, కొన్ని అయాన్లు, ఫాస్ఫేట్ గ్రూపుల క్యారియర్లు, తత్సమానాలను తగ్గించడం, నిర్దిష్ట ప్రొటీన్లు, జీవక్రియ యొక్క ఇంటర్మీడియట్ మరియు తుది ఉత్పత్తులు మొదలైన వాటి ద్వారా ఆడవచ్చు. ఈ పదార్థాలు బయటి నుండి కణంలోకి ప్రవేశించవచ్చు లేదా దానిలో ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. . తరువాతి సందర్భంలో, వారు ఎంజైమ్ కార్యకలాపాల నియంత్రణ గురించి మాట్లాడతారు - జీవక్రియ యొక్క మొత్తం నియంత్రణలో ఒక సమగ్ర లింక్.
ఎంజైమ్ కార్యకలాపాలను ప్రభావితం చేసే పదార్థాలు ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల మరియు అలోస్టెరిక్ కేంద్రాలకు, అలాగే ఈ కేంద్రాల వెలుపల కట్టుబడి ఉంటాయి. అటువంటి దృగ్విషయాల యొక్క ప్రత్యేక ఉదాహరణలు అధ్యాయాలు 7-19లో చర్చించబడతాయి.ఎంజైమ్ కార్యకలాపాల నిరోధం యొక్క కొన్ని నమూనాలను సాధారణీకరించడానికి, చాలా సందర్భాలలో ఈ దృగ్విషయాలు రెండు రకాలుగా వస్తాయని గమనించాలి - రివర్సిబుల్ మరియు కోలుకోలేనివి. సమయంలో రివర్సిబుల్ నిరోధంఇన్హిబిటర్‌తో డిస్సోసియేషన్ తర్వాత ఎంజైమ్ అణువులో ఎటువంటి మార్పులు జరగవు. ఒక ఉదాహరణ చర్య ఉపరితల అనలాగ్లు, ఇది ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల సైట్‌తో బంధించగలదు, ఎంజైమ్ నిజమైన సబ్‌స్ట్రేట్‌తో సంకర్షణ చెందకుండా నిరోధిస్తుంది. అయినప్పటికీ, సబ్‌స్ట్రేట్ ఏకాగ్రత పెరుగుదల క్రియాశీల సైట్ నుండి నిరోధకం యొక్క "స్థానభ్రంశం"కి దారితీస్తుంది మరియు ఉత్ప్రేరక ప్రతిచర్య రేటు పునరుద్ధరించబడుతుంది ( పోటీ నిరోధం) రివర్సిబుల్ ఇన్హిబిషన్ యొక్క మరొక సందర్భం ఎంజైమ్ యొక్క ప్రొస్తెటిక్ సమూహానికి ఇన్హిబిటర్‌ను బంధించడం, లేదా అపోఎంజైమ్, క్రియాశీల కేంద్రం వెలుపల. ఉదాహరణకు, ఎంజైమ్, ప్రోటీన్-ప్రోటీన్ సంకర్షణలు లేదా ఎంజైమ్ యొక్క సమయోజనీయ మార్పు యొక్క అమైనో యాసిడ్ అవశేషాల సల్ఫైడ్రైల్ సమూహాలకు జోడించే హెవీ మెటల్ అయాన్లతో ఎంజైమ్‌ల పరస్పర చర్య. ఈ చర్య యొక్క నిరోధం అంటారు పోటీ లేని.
కోలుకోలేని నిరోధంచాలా సందర్భాలలో ఇది "" అని పిలవబడే లింక్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఆత్మహత్య సబ్‌స్ట్రేట్‌లు» ఎంజైమ్‌ల క్రియాశీల సైట్‌లతో. ఈ సందర్భంలో, సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ఎంజైమ్ మధ్య సమయోజనీయ బంధాలు ఏర్పడతాయి, ఇవి చాలా నెమ్మదిగా విచ్ఛిన్నమవుతాయి మరియు ఎంజైమ్ చాలా కాలం పాటు దాని పనితీరును నిర్వహించలేకపోతుంది. "ఆత్మహత్య సబ్‌స్ట్రేట్" యొక్క ఉదాహరణ యాంటీబయాటిక్ పెన్సిలిన్ (చాప్టర్ 18, ఫిగ్. 18.1).
ఎంజైమ్‌లు చర్య యొక్క నిర్దిష్టత ద్వారా వర్గీకరించబడినందున, అవి ఉత్ప్రేరకించే ప్రతిచర్య రకం ప్రకారం వర్గీకరించబడతాయి. ప్రస్తుతం ఆమోదించబడిన వర్గీకరణ ప్రకారం, ఎంజైమ్‌లు 6 తరగతులుగా విభజించబడ్డాయి:
1. ఆక్సిడోరేడక్టేసెస్ (రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు).
2. బదిలీలు (సబ్‌స్ట్రేట్‌ల మధ్య ఫంక్షనల్ సమూహాల బదిలీ యొక్క ప్రతిచర్యలు).
3. హైడ్రోలేసెస్ (జలవిశ్లేషణ ప్రతిచర్యలు, బదిలీ చేయబడిన సమూహం యొక్క అంగీకారం నీటి అణువు).
4. లైసెస్ (నాన్-హైడ్రోలైటిక్ మార్గంలో సమూహాల తొలగింపు యొక్క ప్రతిచర్యలు).
5. ఐసోమెరేసెస్ (ఐసోమెరైజేషన్ రియాక్షన్స్).
6. లిగేసెస్, లేదా సింథటేసెస్ (న్యూక్లియోసైడ్ ట్రిఫాస్ఫేట్ యొక్క చీలిక శక్తి కారణంగా సంశ్లేషణ ప్రతిచర్యలు, చాలా తరచుగా ATP).
సంబంధిత ఎంజైమ్ తరగతి సంఖ్య దాని కోడ్ నంబరింగ్ (సైఫర్)లో స్థిరంగా ఉంటుంది. ఎంజైమ్ కోడ్ చుక్కల ద్వారా వేరు చేయబడిన నాలుగు సంఖ్యలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది సబ్‌క్లాస్‌లోని ఎంజైమ్ క్లాస్, సబ్‌క్లాస్, సబ్‌క్లాస్ మరియు సీరియల్ నంబర్‌ను సూచిస్తుంది.