რა არის ფერმენტების როლი მეტაბოლიზმში?

მეტაბოლიზმი გულისხმობს ნებისმიერ ქიმიურ პროცესს, რომელიც ხდება უჯრედებში ან უჯრედებში. მეტაბოლიზმის ორი ტიპი არსებობს: ანაბოლიზმი, სადაც ხდება მცირე მოლეკულების სინთეზირება, რომ გახდეს უფრო დიდი; და კატაბოლიზმი, სადაც უფრო დიდი მოლეკულები იყოფა უფრო მცირედ. უჯრედებში ქიმიური რეაქციების უმეტესობა მოითხოვს კატალიზატორს. ფერმენტები, რომლებიც ორგანიზმში დიდი ცილის მოლეკულებია, წარმოადგენენ სრულყოფილ კატალიზატორს, რადგან მათ შეუძლიათ შეცვალონ უჯრედებში არსებული ქიმიური ნივთიერებები, თვითონ შეცვლის გარეშე.

მეტაბოლიზმი არის ქოლგის ტერმინი, რომელიც ეხება ნებისმიერ უჯრედულ პროცესს, რომელიც მოიცავს ქიმიურ რეაქციას. გლიკოლიზი არის კატაბოლური უჯრედული პროცესის მაგალითი; ამ პროცესში გლუკოზა იშლება პიროვატად. როდესაც ჟანგბადი და წყალბადის კომბინირება ხდება ელექტრონის ტრანსპორტირების ჯაჭვის ბოლოს წყლის წარმოქმნით, ეს არის ანაბოლური პროცესის მაგალითი, სადაც მცირე მოლეკულები გაერთიანდებიან და ქმნიან უფრო მეტ მოლეკულას.

უჯრედების შიგნით ქიმიური რეაქციების უმეტესობა სპონტანურად არ ხდება. ამის ნაცვლად, მათ კატალიზატორი სჭირდებათ დასაწყებად. ხშირ შემთხვევაში, სითბო შეიძლება იყოს კატალიზატორი, მაგრამ ეს არაეფექტურია, რადგან სითბოს გამოყენება არ შეიძლება მოლეკულებზე კონტროლირებად რეჟიმში. ამრიგად, ქიმიური რეაქციების უმეტესობა საჭიროებს ფერმენტთან ურთიერთქმედებას. ფერმენტები უკავშირდება კონკრეტულ რეაქტორებს, სანამ არ მოხდება ქიმიური რეაქცია, შემდეგ კი გათავისუფლდებიან. თავად ფერმენტები არ იცვლება ქიმიური რეაქციით.

ფერმენტები განურჩევლად არ უკავშირდება მოლეკულებს; ამის ნაცვლად, თითოეული ფერმენტი შექმნილია მხოლოდ კონკრეტული მოლეკულის დასაკავშირებლად, რომელსაც სუბსტრატის სახელით იცნობენ. სუბსტრატზე არის პოლიპეპტიდური ჯაჭვების დაკეცილი ჯგუფი, რომლებიც ქმნიან ღარს. სწორ ფერმენტს ექნება პოლიპეპტიდური ჯაჭვების მსგავსი ჯგუფი, რაც საშუალებას აძლევს მას დაუკავშირდეს სუბსტრატს. სხვა ფერმენტები შეიცავს პოლიპეპტიდურ ჯაჭვებს, რომლებიც არ ემთხვევა ერთმანეთს.

1894 წელს მეცნიერმა ემილ ფიშერმა ამ მოდელს საკეტ-მოდელის მოდელი უწოდა, რადგან ფერმენტი და სუბსტრატი საკეტში გასაღების მსგავსად ერწყმიან ერთმანეთს. Titan Education- ის მიერ გამოქვეყნებული მეტაბოლიზმის შესახებ მონაკვეთის მიხედვით, ეს მთლად ზუსტი არ არის, რადგან ზოგიერთი ფერმენტი კატალიზური პროცესის ბოლოს არათანაბრად იშლება.

ფერმენტის ერთ – ერთი მაგალითი, რომელიც შეესაბამება საკეტსა და საკვანძო მოდელს, არის სუკრაზა. სუკრაზა შეიცავს პოლიპეპტიდურ ჯაჭვებს, რაც საშუალებას აძლევს მას შეერთდეს საქაროზასთან. მას შემდეგ, რაც საქრაზა და საქაროზა დაუკავშირდება, ისინი რეაგირებენ წყალთან და საქაროზა იშლება გლუკოზად და ფრუქტოზად. შემდეგ ხდება ფერმენტის გათავისუფლება და მისი ხელახლა გამოყენება შესაძლებელია საქაროზის კიდევ ერთი მოლეკულის დასაშლელად.

პანკრეასის ლიპაზა მოქმედებს როგორც კატალიზატორი ტრიგლიცერიდების დაშლისთვის. საქაროზისგან განსხვავებით, ტრიგლიცერიდები არ იშლება თანაბრად, სხვადასხვა ნივთიერების ორ მოლეკულად. ამის ნაცვლად, ტრიგლიცერიდები იშლება ორ მონოგლიცერიდად და ერთ ცხიმოვან მჟავად.