Koenzym a holoenzym? 7 faktů (Přečtěte si nejdříve!)

V tomto článku se dozvíme o 7 důležitých faktech týkajících se „koenzymu a holoenzymu?“, spolu s jejich původem, složením, charakteristikami, funkcemi a příklady.

Holoenzym je plně vyvinutý, katalyticky aktivní enzym. Apoenzym se svými kofaktory tvoří holoenzym. Holoenzym se skládá z každé složky potřebné pro fungování enzymu, jako je RNA polymeráza, DNA polymeráza III.

Proberme některá fakta a pokusme se porozumět“Koenzym a holoenzym?"

• Co je známé jako holoenzym?
• Je koenzym a holoenzym totéž?
• Jak souvisí koenzym s holoenzymem?
• Proč souvisí koenzym s holoenzymem?
• Rozdíl mezi holoenzymem a koenzymem
• Složení holoenzymu

Apoenzym + Kofaktor = Holoenzym

Konjugát enzym je jiný název pro holoenzym. Bez kofaktorů je apoenzym nebo proteinová složka enzymu neaktivní.

Neproteinová složka holoenzymu, která je nezbytná pro jeho funkci, je známá jako kofaktor. Kofaktory mohou být organické sloučeniny známé jako koenzymy nebo kovové ionty (Mg2+, Fe3+, Zn2+).

Většina koenzymy jsou vyrobeny z vitamínů. V biologické reakci fungují jako momentální zprostředkovatel skupin a transportují tyto skupiny.

Příklady tohoto:

• Koenzym A (CoA) nese acylové skupiny a je generován z látek, jako je kyselina pantothenová atd.
• Flavinadenindinukleotid (FAD) přenáší elektrony a je generován z vitaminu B2 (riboflavin).
• Nikotinamid adenindinukleotid (NAD) nese hydridové ionty a je odvozen od kyseliny nikotinové (niacin).

Kofaktor, který je velmi pevně, často kovalentně, spojen s apoenzymem, je známý jako protetická skupina. Hemové prostetické skupiny napojené na cytochromy jsou an příklad protetické skupiny. Enzymy s kovovými kofaktory patří například:

• Kataláza, peroxidáza a cytochromoxidáza: Fe2+ nebo Fe3+
• Pyruvátkináza: K+
• Karboanhydráza: Zn2+

Holoenzym nebo konjugovaný enzym je tedy název pro aktivní katalytický komplex apoenzym-kofaktor.

Koenzym

Koenzymy jsou drobné, neproteinové, chemické nebo anorganické sloučeniny, které podporují konkrétní funkci enzymu. Slouží jako dočasný transportér jednotlivých funkčních skupin mezi nimi enzymy. K apoenzymu se připojují koenzymy, které podporují aktivitu enzymů. Technicky řečeno, kofaktor je druh koenzymu.

Jako příklad uveďme riboflavin, thiamin, adenosintrifosfát (ATP), NADH, NADPH a kyselinu listovou.

Tyto malé sloučeniny o molekulové hmotnosti jsou pozoruhodně tepelně stabilní a pevně spojené s enzymem. Většina z nich jsou deriváty vitaminu B-komplexu.

Co je známé jako holoenzym?

Kompletní a katalyticky aktivní verze an enzym se nazývá holoenzym. Holoenzym je apoenzym plus jeho kofaktor. Většina kofaktorů je vázána spíše pevně než kovalentně. Kovalentní vazby však mohou být vytvořeny pomocí organických prostetických skupin, jako je iont železa nebo vitamín. RNA polymeráza a DNA polymeráza, které obě zahrnují několik proteinových podjednotek, jsou příklady holoenzymů.

ex:

• Jednoduché enzymy a konjugované enzymy jsou dvě kategorie enzymů na základě jejich chemického složení.
• Jednoduché enzymy: obsahují pouze aminokyseliny.
• Enzymy, které jsou konjugovány: jednoduchý enzym + kofaktor (nutný pro biologickou aktivitu).
• Kofaktor – (minus) konjugovaný enzym = Apoenzym, proteinová podjednotka.
• Holoenzym: Jednoduchý enzym plus kofaktor.
• Proto jsou jednoduché enzymy také známé jako apoenzymy. Když se apoenzymy spojí s neproteinovou skupinou, také známou jako kofaktor, buď kovalentně nebo nekonvalentně, vytvoří se kompletní biologicky aktivovaný enzym známý jako holoenzym.

Je koenzym a holoenzym totéž?

Mnoho enzymů může mít kromě proteinové složky také neproteinový kofaktor, který je nezbytný pro jejich katalytickou aktivitu. Holo-enzymy jsou ty enzymy, které obsahují jak proteinové, tak neproteinové složky. Termíny apo-enzym (nebo apo-protein) a kofaktor, v tomto pořadí, označují proteinovou složku a neproteinovou složku holoenzymu. Koenzymy jsou organickou, neproteinovou složkou holoenzymů.

Jak souvisí koenzym s holoenzymem?

Proteiny, které katalyzují (téměř vždy) biochemické reakce, jsou známé jako enzymy. Zvyšují proto rychlost chemických reakcí, obvykle navázáním a přiblížením reaktantů k sobě nebo tím, že se účastní reakčního procesu. Jako katalyzátory jsou po ukončení reakce považovány za nemodifikované (nebo vrácené do původního stavu), a proto se mohou účastnit mnoha iterací reakce za předpokladu, že je dostatek reaktantů.

• Některé enzymatické procesy také obsahují další chemické, neproteinové složky, které mohou přispívat k reakci, ale nemohou ji samy katalyzovat.
• Tyto jsou známé jako koenzymy a jsou to často vitamíny nebo deriváty vitamínů, pokud jsou organické (obsahují uhlík). Nukleotidy nebo jejich deriváty, jako je ATP, NAD, FAD atd., tvoří další významnou třídu koenzymů.
• Jsou známé jako kofaktory, pokud jsou neorganické a typicky sestávají z kovových iontů, jako je měď, zinek, kobalt atd.
• Holoenzym je enzym, který obsahuje jak svůj koenzym, tak kofaktor.
• V důsledku toho je koenzym neproteinovou složkou holoenzymu.

Proč koenzym souvisí s holoenzymem

Apoenzym je spící enzym; aktivuje se pouze tehdy, když se naváže na organický nebo anorganický kofaktor. Holoenzym se skládá z apoenzymu a jeho kofaktoru. Holoenzym je celý a funkční při katalýze. Většina kofaktorů je vázána spíše pevně než kovalentně.

Příklad: DNA polymeráza a RNA polymeráza jsou dvě příklady holoenzymů, které obsahují několik proteinů komponenty.

Celé komplexy mají všechny podjednotky potřebné pro činnost.

1. Deoxyribonukleotidy jsou polymerovány do řetězce DNA holoenzymovou DNA polymerázou. replikace DNA aktivně se účastní DNA polymerázy. Aby vytvořil nový řetězec, interpretuje neporušený řetězec DNA jako templát.
2. Výsledný polymerizovaný řetězec DNA je podobný původnímu partnerskému řetězci templátu a komplementární k vedoucímu řetězci. Ionty hořčíku jsou využívány DNA polymerázou pro katalytickou aktivitu.
3. Dalším holoenzymem, který katalyzuje syntézu RNA, je RNA polymeráza. Transkripce, proces budování řetězců RNA pomocí genů DNA jako templátů, vyžaduje RNA polymerázu. Polymeruje ribonukleotidy na 3' konci RNA transkriptu.

Klíčové faktory

Biologický katalyzátor je enzym. Jsou nezbytné v několika biologických procesech a jsou specifické pro substrát. S výjimkou katalytických RNA a ribozymů je většina enzymů proteiny složené z aminokyselin. Některé enzymy potřebují ke svému fungování také neproteinovou složku. Na základě toho se enzymy dělí do dvou kategorií:

• Jednoduché enzymy, jako je trypsin, pepsin atd., jsou složeny pouze z bílkovin.
• Konjugované enzymy, také známé jako holoenzymy, se skládají z proteinové a neproteinové složky, které jsou obě nezbytné pro působení. Neaktivní apoenzym je proteinová složka holoenzymu.
• Neproteinová složka, známá také jako kofaktor, je nezbytná k tomu, aby enzymy vykonávaly svou katalytickou funkci. Například organické molekuly nebo koenzymy (NAD+, NADP+, FAD2+), kovové ionty (Mg2+, Fe3+, Zn2+) a protetické skupiny Například DNA polymeráza, pyruvátkináza, ADH a kataláza.

Holoenzym je tedy sloučenina aktivního enzymu a kofaktoru nebo apoenzymu vázaného na kofaktor.

Apoenzym (neaktivní) + kofaktor ⇌ holoenzym (aktivní)

Rozdíl mezi holoenzymem a koenzymem

• Koenzymy jsou nezbytné organické látky, které se spojují s enzymy a pomáhají při katalýze procesů. Buněčné procesy jsou závislé na koenzymech.
• Koenzymy zase podporují činnost enzymů. Aby napomohly enzymům při plnění jejich úkolů, vážou se na ně volně. Koenzymy jsou organické, neproteinové molekuly, které podporují enzymovou katalýzu nebo reakci.
• Koenzymy plní svou funkci navázáním na postranní skupiny enzymů, které se účastní reakce, nebo na aktivní stranu. Kovalentní vazby se používají ke spojení enzymů a koenzymů dohromady, protože se jedná o nekovové organické sloučeniny.
• Koenzymy pouze sdílejí elektrony s enzymy, nikdy elektrony neztrácejí ani nezískávají. Když vytvoří toto spojení, pouze usnadňují průběh reakce přenosem a přenášením elektronů reakcí.
• Koenzymy netvoří podstatnou složku enzymatického procesu. Koenzym se vrací do volného oběhu uvnitř buňky, dokud není po reakci znovu potřeba, protože kovalentní spojení jsou přerušena.
• Holoenzymy fungují na základě složení a vlastností aktivního holo stavu. Díky své struktuře a kofaktorům vykazují holoenzymy často významnou biologickou aktivitu. Podobně jako u jiných enzymů je známo, že holoenzymy katalyzují chemické procesy, ale dělají to s mimořádnou rychlostí a stabilitou implantovaného kofaktoru.

Složení holoenzymu

Holoenzym se skládá ze dvou částí: (1) jádrový enzym a (2) sigma faktor.

Holoenzym je celá RNA polymeráza z E. coli. Jádrový enzym a sigma faktor jsou dvě části, které tvoří holoenzym. Holoenzym může být reprezentován symbolem α₂ β β' σ. !

1. Základní enzym:

Jádrový enzym může vytvořit RNA pomocí DNA jako templátu, ale nemůže zahájit transkripci na správných místech.

Čtyři polypeptidy z následujících tří kategorií tvoří jádro RNA polymerázy:

(a) Podjednotka α:

Vyskytuje se ve dvou hlavních transkriptech na aktivní místo jádrového enzymu a je zaměřen na přilnutí k promotorové DNA. Jeho konkrétní způsob vazby DNA není znám.

(b) Podjednotka β:

Funguje jako enzym s jedinou kopií a podílí se na interakci s příchozími nukleotidy za vzniku RNA. Namísto spoléhání se na párovací chování bází se zdá, že správné nukleotidy sousedící s bázemi DNA lze identifikovat na základě jejich celkové geometrie ve vztahu k sobě navzájem.

(c) Podjednotka β':

Aby mohla začít transkripce, je zapojena do interakce s templátovou DNA nebo vytvořenou jednovláknovou délkou DNA.

Funkčnost jádra enzymu jako celku byla ovlivněna každou podjednotkou a alespoň toto jsou některá ze čtyř následujících odlišných funkčních míst, která by měla být přítomna.

(i) Když je DNA replikována jedna báze po druhé, místo odvíjení DNA neustále rozděluje dceřiný řetězec DNA, jak se jádrový enzym pohybuje.

(ii) Místo, které se váže na transkripčně aktivní „antisense vlákno“ nebo vlákno.

(iii) Druhé místo se váže na DNA, která se transkribuje. „smyslové vlákno“, což je vlákno naproti „antismyslnému vláknu“.

(iv) Oblast převíjení DNA je zodpovědná za zabalení dvou řetězců DNA do společného duplexu.

2. Faktor Sigma:

Faktor sigma přispívá ke stabilnímu připojení RNA polymerázy k promotorové DNA a možná k zahájení transkripce. Není přímo zapojen do transkripce, protože je vypuzen, když se řetězec RNA přiblíží k 8 nebo 9 bázím. Jádrové enzymy pak pokračují v transkripci (tj. v syntéze RNA).

Eukaryotická RNA polymeráza:

Všechna eukaryota mají tři odlišné RNA polymerázy RNA polymerázu I, II a III.

RNA polymeráza I:

V jadérku se nachází tento enzym, který má na starosti ribozomální RNA transkripce.

RNA polymeráza II:

Nukleoplazma, oblast jiné jádro než jadérko, kde se tato polymeráza nachází. Tento enzym je klíčovým hráčem v procesu RNA polymerázy a je zodpovědný za transkripci všech genů produkujících mRNA. Transkript v eukaryotech začíná jako prekurzory mRNA známé jako heterogenní jaderná RNA (hn RNA), které jsou poté přeměněny na mRNA.

RNA polymeráza III:

Tento enzym přepisuje geny tRNA a 5S RNA a nachází se v nukleoplazmě.

RNA polymeráza v organele:

Kromě jaderných RNA polymeráz I, II a III mají eukaryotické buňky také malá množství aktivity RNA polymerázy v intracelulárních organelách, včetně takových mitochondrií a plastidů. Poměrně málo genů obsažených v těchto organelách musí být transkribováno těmito polymerázami. Zdá se, že tyto enzymy připomínají fágové RNA polymerázy.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Ve výše uvedeném článku jsme studovali o koenzymu a holoenzymu. Podobnosti a rozdíly mezi nimi. Jejich původ, složení, funkce a příklady byly podrobně probrány.

Také čtení:

• Chemiosmóza v mitochondriích
• Je laktáza enzym
• Enzymy a substráty
• Příklady krabů
• Příklad rostliny gravitropismu
• Potravinová vakuola v houbách
• Zygota vs embryo 2
• Trávicí enzymy v lysozomech
• Je chromozom chromatid
• Je to fruktózový substrát