როგორ იმოქმედებს ფერმენტის კოფაქტორის ნაკლებობა ფერმენტის ფუნქციაზე?

ფერმენტები არის ცილები, რომლებიც ახდენენ სპეციფიკური ქიმიური რეაქციების კატალიზაციას ან დაჩქარებას, ამიტომ ისინი უფრო სწრაფად მიდიან, ვიდრე კატალიზატორის გარეშე. ზოგი ფერმენტისათვის საჭიროა დამატებითი მოლეკულის ან ლითონის იონის არსებობა, რომელსაც კოფაქტორი ეწოდება, სანამ მათ ჯადოქრობას შეძლებენ. ამ კოფაქტორის გარეშე ფერმენტს აღარ შეუძლია მოახდინოს რეაქციის კატალიზაცია.

განმარტებით, კოფაქტორი არის არაპროტეინის იონი ან მოლეკულა, რომელიც საჭიროა ფერმენტის მიერ მისი ფუნქციონირებისთვის. კოფაქტორის ამოღების შემთხვევაში, ფერმენტი ვერ შეასრულებს თავის საქმეს და აღარ იმუშავებს კატალიზატორად. თქვენი სისხლი, მაგალითად, შეიცავს ფერმენტს, სახელწოდებით ნახშირბადის ანჰიდრაზა, რომელიც ახდენს წყლისა და ნახშირორჟანგის რეაქციის კატალიზაციას ნახშირმჟავას წარმოქმნით. ნახშირბადის ანჰიდრაზა მოითხოვს თუთიის იონს, როგორც კოფაქტორს. თუ თუთია არ არის, ფერმენტი არ იმუშავებს.

კოფაქტორები შეიძლება იყოს პოზიტიურად დამუხტული ლითონის იონები, როგორიცაა რკინა, მაგნიუმი და თუთია, ან ისინი შეიძლება იყოს ნახშირბადის ბაზაზე დაფუძნებული მცირე ზომის მოლეკულები, როგორიცაა B12 ვიტამინი. მცირე მოლეკულის კოფაქტორებს ზოგჯერ კოენზიმებს უწოდებენ. თქვენი დიეტის დროს საჭირო ბევრი ვიტამინი მოქმედებს როგორც ფერმენტის კოფაქტორები ან ფერმენტ კოფაქტორების წინამორბედები. ზოგიერთი ფერმენტი ძალზე მჭიდროდ უკავშირებს მათ კოფაქტორებს ისე, რომ კოფაქტორი ძირითადად წარმოადგენს ფერმენტის ნაწილს; ამ შემთხვევებში კოფაქტორს ზოგჯერ პროთეზირებულ ჯგუფს უწოდებენ. სხვა ფერმენტებისათვის კოფაქტორი მხოლოდ თავისუფლად არის შეკრული ან დაკავშირებული.

ფერმენტზეა დამოკიდებული ზუსტი როლი კოფაქტორს ფერმენტულ რეაქციაში. თითოეულ ფერმენტს აქვს საკუთარი რეაქციის მექანიზმი, ქიმიური ნაბიჯების თანმიმდევრობა, რომლის მეშვეობითაც ხდება მისი კატალიზირებული რეაქცია და კოფაქტორის როლი სპეციფიკურია ამ მექანიზმისთვის. მაგალითად, ნახშირბადის ანჰიდრაზასთან თუთიის იონი ჩარჩენილია პროტეინის ნაპრალში, რომელსაც ეწოდება აქტიური ადგილი. ვინაიდან იგი დადებითად დამუხტულია და ელექტრონულად ღარიბია, მას შეუძლია შექმნას კავშირი გამდინარე წყლის მოლეკულასთან, რაც საშუალებას მისცემს წყლის მოლეკულას დაკარგოს წყალბადის იონი, რომ იგი გახდეს ჰიდროქსიდის იონი, OH-. ამ ჰიდროქსიდის იონს ახლა შეუძლია შეტევა ნახშირბადის ატომზე ნახშირორჟანგის მოლეკულაში და წარმოქმნას ნახშირმჟავა. წყლის მოლეკულის შეკავშირებით და წყალბადის იონის დაკარგვის საშუალებით, თუთიის იონი დაეხმარა ფერმენტს რეაქციის გამარტივებაში.

ფერმენტის მისი კოფაქტორის ჩამორთმევა ზოგჯერ კარგი გზაა ფერმენტის არასასურველი რეაქციის კატალიზაციის შესაჩერებლად. როდესაც სტუდენტები ან მეცნიერები იღებენ დნმ-ს, მაგალითად, მათ სურთ დარწმუნდნენ, რომ დნმ არ დაჭრილი დნმ-ის ფერმენტების მიერ. რეაქციის ნარევში EDTA– ს დამატება ხელს უშლის დნმ – ის მუშაობას, რადგან EDTA ითვისებს მაგნიუმის იონებს და აერთებს მათ ხსნარში; მაგნიუმი არის კოფაქტორი, რომელსაც დნმ – ის უჯრედები საჭიროებენ ფუნქციონირებისთვის.