효소: 무엇입니까? & 어떻게 작동합니까?

항상 당신의 의식적인 생각없이, 당신의 몸에있는 수조 개의 세포는 당신을 살아 있고 균형을 유지하는 엄청난 수의 화학 반응을 겪고 있습니다. 이러한 반응은 충분한 시간이 주어지면 자체적으로 발생할 수 있지만이 속도는 인체의 요구 사항에 비해 충분히 빠르지 않습니다.

결과적으로 거의 모든 생화학 반응은 효소, 생물학적 촉매 백만 배 이상 빠르게 반응 할 수 있습니다.

효소의 조정은 매우 높습니다. 수백 개의 알려진 효소 중 대부분은 하나의 반응 만 촉매 할 수 있으며 대부분의 반응은 하나의 특정 효소에 의해서만 촉매 될 수 있습니다.

비록 핵산 분자 RNA (리보 핵산)는 때때로 비 효소 촉매로 작용할 수 있습니다. 진정한 효소는 단백질, 즉, 아미노산 특정 모양으로 접혀 있습니다. 자연에는 20 개의 아미노산이 있으며, 모두 신체에 어느 정도 필요한 양입니다.

당신의 몸은 이것의 약 절반을 만들 수있는 반면 다른 것들은 식단에서 섭취해야합니다. 당신이 먹어야 할 것들은 필수 아미노산.

아미노산은 모두 카르 복실 산 (-COOH) 그룹에 결합 된 중심 탄소 원자, 즉 아미노 (-NH₂) 그룹 및 측쇄 (일반적으로 화학 다이어그램에서 "-R"로 지정됨).

측쇄는 아미노산의 독특한 행동을 결정합니다. 단백질에서 아미노산의 순서를 기본 구조. 일련의 아미노산을 폴리펩티드; 일반적으로 분자가 이와 같이 언급 될 때, 그것은 완전한 기능적 단백질이 아니라 하나의 조각입니다.

아미노산 줄은 나선형 또는 시트 모양으로 배열 될 수 있습니다. 이것은 단백질의 2 차 구조. 분자가 궁극적으로 분자의 다른 부분에있는 아미노산 사이의 전기적 상호 작용의 결과로 어떻게 3 차원으로 배열되는지를 3 차 구조.

자연계의 많은 것들과 마찬가지로 형태는 기능에 적합합니다. 즉, 효소의 모양은 특정 기능을 "찾는"정도를 포함하여 정확한 행동을 결정합니다. 기질 (즉, 효소가 작용하는 분자).

효소는 어떻게 촉매 활성을 수행합니까? 이 질문은 두 개의 관련 문의로 나눌 수 있습니다.

하나: 원자의 기본 이동 측면에서 효소가 어떻게 반응을 가속화합니까? 둘째, 효소의 구조에 대한 어떤 특별한 특징이 이것을 가능하게 하는가?

효소가 반응 속도를 높이는 방법은 반응의 시작과 끝 사이의 경로를 부드럽게하는 것입니다. 이러한 종류의 반응에서 제품 (반응이 끝난 후 남은 분자)는 총 에너지가 반응물 (반응 중에 생성물로 변하는 분자).

그러나 반응이 진행되도록하려면 제품이 에너지 "고비"를 극복해야합니다. 활성화 에너지 (이자형_ㅏ).

집에서 0.5 마일 떨어진 곳에 자전거를 타고 있다고 상상해보십시오. 도로가 처음 50 피트를 오르기 전에 진입로에 도달하기 위해 150 피트를 빠르게 떨어 뜨리는 경우, 코스 팅을 시작하려면 당분간 페달을 밟아야합니다. 그러나 도로 구간이 0.5 마일 길이의 균일하고 완만하게 내리막 길로만 구성되어 있다면 전체 코스를 주행 할 수 있습니다.

사실상 효소는 첫 번째 시나리오를 두 번째 시나리오로 변환합니다. 고도 차이는 여전히 100 피트이지만 전체 레이아웃은 동일하지 않습니다.

분자 협력 수준에서 효소-기질 복합체는 종종 "잠금과 열쇠"관계: 기질에 결합하는 효소 분자의 일부 활성 사이트, 기질 분자에 거의 완벽하게 들어 맞도록 모양이 지정됩니다.

열쇠를 자물쇠로 밀어 넣고 돌리는 것처럼 자물쇠가 변경됩니다 (예: 데드 볼트), 촉매는 기질 분자를 변화시켜 효소 활성을 달성합니다. 모양.

이러한 변화는 기계적 왜곡을 통해 기판의 화학적 결합을 약화시킬 수 있습니다. 분자에 "밀기"또는 "비틀기"정도만 주어 최종 제품의 모양으로 이동합니다.

종종 제품이 될 제품은 전이 상태 그 동안 반응물과 다소 제품과 비슷해 보입니다.

관련 모델은 유도 된 적합 개념. 이 시나리오에서 효소와 기질은 처음에는 완벽한 잠금 및 키 맞춤을 만들지 못하지만 접촉하면 물리적 효소 기질을 최적화하는 기질의 모양이 변합니다. 상호 작용.

기질의 변화는 전이 상태 분자와 더 유사하게 만들고 반응이 진행됨에 따라 최종 생성물로 변합니다.

강력하지만 모든 생물학적 분자와 마찬가지로 효소는 무적이 아닙니다. 다른 분자는 물론 전체 세포와 조직을 손상 시키거나 파괴하는 동일한 조건 중 다수가 효소 활동을 늦추거나 완전히 작동하지 못하게 할 수 있습니다.

아시다시피 체온 건강을 유지하려면 좁은 범위 (보통 화씨 97.5 ~ 98.8도)에 있어야합니다. 그 이유 중 하나는 체온이이 수준 이상으로 상승하면 효소가 제대로 작동하지 않기 때문입니다.

또한 산성이 높은 조건은 효소의 화학적 결합을 방해 할 수 있습니다. 이러한 온도 및 pH 관련 손상을 변성 효소의.

또한 예상 할 수 있듯이 효소의 양이 증가하면 반응 속도가 더 빨라지고 효소 농도가 감소하면 반응이 느려집니다.

유사하게, 효소의 양을 동일하게 유지하면서 기질을 더 추가하면 효소가 "최대치"에 도달하고 존재하는 모든 기질을 처리 할 수 ​​없을 때까지 반응 속도가 빨라집니다.

크로스 컨트리 모금 자전거 여행을 가고 친구가 밴에서 음료와 신선한 옷을 제공하는 과정에서 지원을받는다고 가정 해 보겠습니다.

친구는 여행 중에 차량 연료 및 승무원 음식과 같은 자신의 지원이 필요합니다.

여행을 "반응"으로 생각할 수 있고 밴 승무원이 여행을 "촉매"시키는 "효소"라면 경로에있는 식품점은 다음과 같이 생각할 수 있습니다. 코엔자임 - 에 생화학, 효소는 아니지만 효소가 작업을 가장 잘 수행하는 데 필요한 물질.

기질과 마찬가지로 조효소는 기질이 결합하는 효소의 활성 부위에 결합하지만 기질 자체로 간주되지는 않습니다.

코엔자임은 종종 전자 운반체 또는 전체 반응에서 분자 사이에 전달되는 원자 또는 작용기에 대한 임시 도킹 위치로 기능합니다. 보조 인자 살아있는 유기체의 효소를 돕는 아연과 같은 무기 분자이지만 조효소와 달리 효소의 활성 부위에 결합하지 않습니다.

일반적인 예 코엔자임 포함:

• 코엔자임 A또는 CoA는 아세테이트에 결합하여 세포 호흡에 중요한 아세틸 CoA를 형성하며 설탕 포도당에서 세포에 에너지를 생성합니다.
• 니코틴 아미드 아데닌 디 누셀로 티드 (NAD) 및 플라 빈 아데닌 디 누셀로 타이드 (FAD)는 세포 호흡에도 기여하는 고 에너지 전자 운반체입니다.
• 피리 독살 인산염, 또는 비타민 B6, 분자간에 아미노기를 이동합니다.