Je molekula koenzymu: 9 zajímavých faktů (Přečtěte si nejdříve!)

V tomto článku se dozvíme o 9+ důležitých faktech týkajících se „Je molekula koenzymu?“, spolu s jejich původem, charakteristikami, funkcemi, významem a příklady.

Organická složka, která se váže na vazebná místa specifických enzymů, je známá jako koenzym a pomáhá katalyzovat reakce. Přesněji řečeno, koenzymy mohou přenášet funkční skupiny přes enzymy nebo sloužit jako meziprodukty přenášející elektrony během těchto procesů.

Například konverze pyruvátu na ace vyžaduje zapojení dvou základních metabolických enzymů, jako je oxidovaný NAD-nikotinamidadenindinukleotid a NADH-redukovaný nikotinamidadenindinukleotid. Mezi další koenzymy patří kyselina lipoová, uvolněný CoA, thiaminpyrofosfát a flavinadenindinukleotid.

Pojďme si některé probrat fakta a pokusit se porozumět "Je Koenzym Molekula"

• Jak jsou koenzymy molekuly?
• Jaký typ molekuly jsou koenzymy?
• Proč je koenzym organická molekula?
• Kde se koenzymy nacházejí?
• Je koenzym molekula proteinu?
• Důležité příklady koenzymů?
• Jsou enzymy rozpustné ve vodě?
• Proč je acetyl koenzym důležitou molekulou v buněčném dýchání?

Klíčové body: Koenzymy

• Podpůrné chemikálie zvané koenzymy a kosubstráty umožňují enzymům katalyzovat chemické procesy.
• Aby koenzym fungoval, musí být přítomen enzym. Nefunguje samostatně.
• Koenzymy jsou drobné, neproteinové molekuly, zatímco enzymy jsou proteiny. Aby enzym fungoval, musí koenzymy obsahovat atom nebo skupinu atomů.
• S-adenosyl methionin a B vitamíny jsou příklady koenzymů..

Jak jsou koenzymy molekuly?

Koenzymy se skládají z malých molekul. Ačkoli samy nemohou katalyzovat procesy, mohou v tom pomoci enzymům. Koenzymy jsou organické, neproteinové proteiny, které obsahují proteinové molekuly k vytvoření aktivních enzymů, podle technické definice (holoenzym).

ex:

• Koenzymy nabízejí reaktivní skupiny, které chybí v postranních řetězcích aminokyselin a jsou součástí aktivního místa enzymu.
• Metabolitové koenzymy mohou být vytvořeny z běžných metabolitů a jsou to koenzymy. Koenzymy odvozené od vitamínů jsou ty, které nelze vyrobit a jsou odvozeny z vitamínů.
• Koenzymy lze také dále kategorizovat podle toho, zda jsou či nejsou trvale spojeny s enzymem. Při přenosu elektronů a tak dále prostřednictvím jednoho enzymu na druhý se několik enzymů zapíná a vypíná.
• Kosubstráty je název, který se tomu dává. Kosubstráty jsou in faktické substráty v reakcích, protože během procesu procházejí změnami a oddělují se od aktivního místa.
• Následná nezávislá reakce zprostředkovaná jiným enzymem musí znovu vytvořit původní kosubstrátovou strukturu. Výsledkem je, že kosubstráty jsou v buňce nepřetržitě recyklovány, zatímco skutečné substráty často procházejí dalšími změnami.
• Protetické skupiny se týkají koenzymů, které zůstávají spojeny s enzymem buď kovalentně nebo nekovalentně (prostřednictvím více slabých interakcí). Každý katalytický cyklus vyžaduje, aby se protetické koenzymy změnily zpět do původního stavu.

Jaký typ molekuly jsou koenzymy?

V současné době je koenzym molekula s nízkou molekulovou hmotností, která slouží jako a substrát pro velké množství enzymů a přenáší elektron, atom vodíku nebo chemickou skupinu mezi těmito mnoha enzymy.

Důležité koenzymy

• Koenzymy jsou zásadní součástí mnoha metabolických procesů, které udržují život při životě na buněčné úrovni.
• Koenzymy, což jsou často vitamíny nebo deriváty vitamínů, jsou následně nezbytné pro kontrolu většiny enzymové aktivity. Kromě několika výše uvedených koenzymů, které jsou vyžadovány při syntéze molekuly buněčné energie adenosintrifosfátu, je řada dalších koenzymů považována za nezbytnou pro přežití všech živých buněk (ATP).
• Spolu s dalšími energetickými koenzymy, jako je adenosindifosfát (ADP) a adenosinmonofosfát, obsahují také dva další redox koenzymy (NADP+) – oxidovaný nikotinamidadenindinukleotidfosfát a jeho redukovaný protějšek NADPH.
• Některé koenzymy, jako je oxidovaný glutathion (GSSG) a redukovaný glutathion, také slouží jako antioxidanty k neutralizaci reaktivních forem kyslíku (ROS) (GSH).

Proč je koenzym organická molekula?

Neproteinové chemické molekuly tzv koenzymy se volně vážou na enzym. Mnoho látek, i když ne všechny, jsou vitamíny nebo vitamíny obsahují. Adenosinmonofosfát je přítomen v mnoha koenzymech (AMP). Jedním ze dvou termínů pro koenzymy jsou kosubstráty nebo prostetické skupiny.

ex:

• Projekt enzym obsahuje neaktivní proteinovou složku zvanou apoenzym. Vložení organického nebo anorganického kofaktoru jej může aktivovat.
• A holoenzym je plně funkční konjugovaný enzym který je biologicky aktivní (jednoduchý enzym + kofaktor). Kofaktor je prvek, který není protein.
• Skládá se z organických sloučenin nebo kovových iontů. Kofaktory, také známé jako koenzymy, mohou být buď jednoduché kovové ionty nebo složité chemické molekuly. Mnoho koenzymů obsahuje vitamíny ve své struktuře nebo jsou vitamíny samy o sobě.
• Koenzymy se tedy skládají z organických molekul.

Kde se koenzymy nacházejí?

Koenzymy jsou většinou vyrobeny z vitamínů a dalších menších množství dalších organických životně důležitých prvků. (Všimněte si, že někteří vědci označují pouze anorganické látky jako „kofaktory“, ale oba druhy jsou zde zahrnuty).

Koenzymy a cyklus kyseliny citrónové

• Tělo potřebuje glukózu k produkci ATP, který se používá k ukládání a transportu energie do všech buněk. K trávení glukózy lze použít glykolýzu, anaerobní proces, a cyklus kyseliny citrónové, aerobní proces.
• Ačkoli produkce ATP prostřednictvím glykolýzy nevyžaduje přídavek kyslíku, tento mechanismus není schopen plně využít ATP přítomný v glukóze.
• Naproti tomu cyklus kyseliny citrónové, který vyžaduje přísun kyslíku, může generovat více molekul ATP než glykolýza a v důsledku toho může poskytnout více energie na podporu četných metabolických procesů nezbytných pro podporu života.
• Ve skutečnosti cyklus kyseliny citronové a oxidativní fosforylace spolupracují na produkci více než 95 % energie potřebné pro aerobní buňky u lidí.
• Všechny buněčné metabolické procesy se točí na cyklu kyseliny citrónové, také označovaném jako cyklus kyseliny citrónové (CAC)/Krebsův cyklus, také známý jako cyklus trikarboxylové kyseliny (TCA). Acetyl-CoA kondenzuje na citrát za účelem zahájení reakce TCA.
• Dalším krokem je dehydratace citrátu za vzniku cis-Aconitátu, který bude poté rehydratován za vzniku isocitrátu.
• Isocitrát je transformován na alfa-ketoglutarát ve dvoustupňovém procesu, který je katalyzován enzymem isocitrátdehydrogenázou. V důsledku těchto nevratných procesů vzniká oxid uhličitý a NADH (CO2).
• Po vytvoření alfa-ketoglutarátu probíhá oxidačně-redukční reakcí za vzniku sukcinyl-CoA, molekuly se čtyřmi uhlíky, přičemž se také redukuje NAD+ na NADH.
• Aby se vytvořil sukcinát, sukcinyl-CoA dále prochází krokem šetřícím energii, ve kterém je guanosindifosfát (GDP) fosforylován na guanosintrifosfát (GTP). GTP rychle přenáší svou koncovou fosfátovou skupinu na ADP, aby vytvořila novou molekulu ATP poté, co byla vyrobena.
• Pomocí enzymu sukcinátdehydrogenázy se fumarát vytvoří odstraněním dvou molekul vodíku z sukcinátu poté, co byl vytvořen. Vzniká fumarát, který umožňuje FAD pojmout dvě molekuly vodíku a vytvořit FADH₂.

• FADH₂ pak může přejít k posunu transportu elektronů, kde způsobí syntézu 2 nových molekul ATP. Pokud jde o cyklus kyseliny citrónové, je fumarát hydratován za vzniku L-malátu, který je následně dehydrogenován za vzniku oxaloacetátu.
• NAD+ se přeměňuje na NADH prostřednictvím stejného oxidačně-redukčního cyklu, při kterém vzniká oxalacetát. Tři molekuly NADH, jedna FADH₂ molekula, jedna molekula ATP a dvě molekuly CO2 jsou všechny produkovány jediným cyklem kyseliny citrónové.
• Tvorba těchto vysokoenergetických produktů je zdvojnásobena, protože jediná molekula glukózy se rozdělí na dvě molekuly pyruvátu, z nichž každá projde vlastním metabolismem prostřednictvím TCA.
• Kromě toho jsou energeticky husté molekuly produkované TCA nezbytné pro následnou tvorbu ATP prostřednictvím řetěz elektronů.

Je koenzym molekula proteinu?

Koenzymy jsou drobné, neproteinové molekuly, zatímco enzymy jsou proteiny. Aby enzym fungoval, musí koenzymy obsahovat atom nebo skupinu atomů. Koenzymy zahrnují věci jako S-adenosyl methionin a vitamíny B.

Kategorie enzymů

Molekuly známé jako kofaktory se váží na enzym během chemických procesů. Všechny látky podporující enzymy se souhrnně označují jako kofaktory. Na druhé straně lze kofaktory rozdělit do tří skupin na základě jejich chemického složení a funkce:

Koenzymy

Jedná se o opakovaně použitelné neproteinové sloučeniny (organické) obsahující uhlík. Pomáhají při katalyzačních procesech volným připojením k aktivnímu místu enzymu. Většinu tvoří vitamíny, deriváty vitamínů nebo sloučeniny na bázi nukleotidů.

Kofaktory

Skutečné kofaktory, na rozdíl od koenzymů, jsou opakovaně použitelné, neproteinové sloučeniny bez uhlíku (anorganické). Kofaktory jsou často kovové ionty, jako je měď, železo, zinek, kobalt a další, které jsou volně vázány na aktivní místo enzymu. Protože většina organismů nemůže přirozeně produkovat kovové ionty, musí být také přidávány do stravy.

Protetické skupiny

Mohou to být anorganické kovové ionty, organické vitamíny, sacharidy nebo lipidy. Aby napomohly enzymu katalyzovat procesy, tyto skupiny se s ním pevně nebo kovalentně spojují, na rozdíl od koenzymů nebo kofaktorů. Tyto skupiny jsou často využívány během fotosyntézy a buněčného dýchání.

Důležité příklady koenzymů

Koenzymy zahrnují flavin adenindinukleotid (FAD), nikotinamid adenindinukleotid (NAD) a nikotinamid adenindinukleotid fosfát (NADP) (FAD). Tyto tři koenzymy se účastní transportu vodíku nebo oxidace. Dalším je koenzym A (CoA), který se podílí na přenosu acylových skupin.

Několik příkladů koenzymů

Většina organismů není schopna spontánně vytvořit dostatečné množství koenzymů pro své potřeby. Místo toho existují dva způsoby, jak je zavést do organismu:

Vitamíny

• Ne všechny koenzymy jsou vitamíny nebo vyrobené z vitamínů, ale mnoho z nich ano. Pokud je spotřeba vitamínů příliš nízká, organismus nebude mít koenzymy potřebné ke katalýze procesů.
• Syntéze koenzymů napomáhají vitamíny rozpustné ve vodě, mezi které patří vitamín C a všechny vitamíny B komplexu. Dva z nejvýznamnějších a nejoblíbenějších koenzymů odvozených od vitamínů jsou nikotinamid adenindinukleotid (NAD) a koenzym A.

• Když se NAD přemění na své dvě alternativní formy, slouží jako jeden z nejvýznamnějších koenzymů v buňce. NAD se vyrábí z vitaminu B3. NAD+, nízkoenergetický koenzym, vzniká, když NAD ztratí elektron. NADH je vysokoenergetický koenzym, který vzniká, když NAD získá elektron.

• NAD+ primárně funguje jako nosič elektronů pro redoxní procesy, zejména ty související s cyklem kyseliny citrónové (TAC). TAC produkuje ATP a další koenzymy. Mitochondrie se stávají méně funkčními a dodávají buňce méně energie operace, kdy organismus postrádá NAD+.
• NADH vzniká, když NAD+ prochází redoxní reakcí a získává elektrony. NADH, často známý jako koenzym 1, slouží různým účelům. Protože je nezbytný pro tolik různých procesů, je ve skutečnosti považován za nejdůležitější koenzym v lidském těle.
• Tento koenzym přenáší hlavně elektrony pro reakce a přeměňuje potravu na energii. Například elektronový transportní řetězec může začít pouze tehdy, když jsou dodány elektrony z NADH.
• Buňky trpí nedostatkem energie kvůli nedostatku NADH, což vede k rozsáhlé únavě. Kromě toho je tento koenzym uznáván jako nejúčinnější biologický antioxidant pro ochranu buněk před potenciálně nebezpečnými chemikáliemi.
• Acetyl-CoA, často známý jako koenzym A, se přirozeně vyrábí z vitaminu B5. Tento koenzym slouží k různým účelům. Nejprve má na starosti zahájení syntézy mastných kyselin v buňkách.
• Mastné kyseliny vytvářejí fosfolipidovou dvojvrstvu, složku buněčné membrány, která je nezbytná pro život. Cyklus kyseliny citronové, jehož výsledkem je tvorba ATP, je také spuštěn koenzymem A.

Nevitamíny

Koenzymy, které nejsou vitamíny, často podporují chemický přenos enzymů. Zaručují, že organismus provádí fyziologické procesy, jako je srážení krve a metabolismus. Adenosin, uracil, guanin a inosin jsou některé příklady nukleotidů, které lze použít k výrobě těchto koenzymů.

ex:

• Příkladem nezbytného nevitaminového koenzymu je adenosintrifosfát (ATP). Je to vlastně koenzym, který je nejrozšířenější v celém lidském těle. Pohybuje materiály a poskytuje energii potřebnou pro životně důležité chemické procesy a svalovou činnost.
• Aby toho dosáhl, ATP transportuje fosfát a energii do různých částí buňky. Energie se uvolňuje spolu s fosfátem. Tento proces je vyvolán elektronovým transportním řetězcem.
• Normální životní procesy by bez koenzymu ATP nebyly možné, protože na buněčné úrovni by nebylo k dispozici mnoho energie.

Funkce koenzymů

Esenciální proteiny známé jako enzymy mají na starosti četné biologické reakce v organismech. Nedokážou však fungovat samy. Jsou základní součástí všech biologických systémů.

Některé jeho důležité role jsou následující:

1.      Výroba energie

Koenzymy hrají klíčovou roli mimo jiné při výrobě energie. Důležitou součástí transportu energie uvnitř buňky je koenzym ATP. Ve struktuře ATP jsou tři fosfátové skupiny. kdy se ten konečný zcela odstraní postupem zvaným hydrolýza.

Energie se uvolňuje. Pokaždé, když je ATP regenerován, jsou přidány další fosfátové skupiny. To se pak znovu oddělí a doplní buněčnou energii.

2.      Přenos skupin

Koenzymy také usnadňují přenos konkrétních atomových skupin přes jednu molekulu do druhé. Například přenos vodíku, což je pohyb atomů vodíku v buňce nebo organele. Závisí na něm několik procesů, včetně reprodukce molekul ATP.

V tomto procesu je důležitý zejména koenzym NADH. Když v buňce poprvé začíná oxidativní fosforylace. Čtyři atomy vodíku jsou přenášeny koenzymem NADH z jedné mitochondriální složky na další.

3.      Redoxní reakce

Hlavní funkce koenzymů také zahrnuje pomoc při ztrátě nebo zisku elektronů během redoxních procesů. Když atom nebo molekula oxiduje, dochází ke ztrátě elektronů. K redukci dochází, když molekula nebo možná atom získá elektrony.

Další účinnou ilustrací redoxu je oxidativní fosforylace. Je také poskytnuta ukázka toho, jak koenzymy spolupracují. V důsledku toho koenzym Q. NADH přijímá dva elektrony z koenzymu. Poté se změní na NAD+ a v důsledku ztráty elektronů přejde do oxidované formy.

4.      Antioxidanty

Koenzymy mohou zachytit velké množství elektronů. Často slouží jako antioxidanty. Tyto volné radikály, také známé jako nevázané elektrony. Buňky tím mohou utrpět poškození, včetně poškození DNA a dokonce i buněčné smrti. Volné radikály mohou být vázány antioxidanty.

Zabraňuje takovému poškození buněk. CoQ10 je jedním z příkladů koenzymu, který je dokonce využíván lékařsky. CoQ10 může pomoci minimalizovat poškození volnými radikály, když se srdeční tkáň uzdravuje po srdeční příhodě, jako je infarkt nebo srdeční selhání.

Mohou enzymy rozpustné ve vodě

Znehybněn enzymy mohou fungovat jako ve vodě rozpustné katalyzátory kromě heterogenních přípravků, které jsou nerozpustné ve vodě. Druhý scénář se vyhýbá nutnosti jakýchkoli omezení difúze během katalýzy. Kromě toho ve vodě rozpustné enzymy katalyzují reakce s makromolekulárními substráty, které jsou ve vodě těžko rozpustné.

Proč je acetyl koenzym důležitou molekulou v buněčném dýchání

Nezbytnou metabolickou složkou buněčného dýchání je acetyl-CoA. Vzniká ve druhé fázi aerobního dýchání po glykolýze a transportuje atomy uhlíku acetylové skupiny do cyklu TCA, kde jsou oxidovány za vzniku energie.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Ve výše uvedeném článku jsme studovali o koenzymech, ať už jsou to molekuly? Typy koenzymů, původ, funkce a struktury. Jejich role v metabolismu a dýchání.

Také čtení:

• Mají prokaryotické buňky cytoplazmu?
• Jsou proteiny peptidy
• Struktura syntézy bílkovin
• Vlastnosti měsíční medúzy
• Ni3 Lewisova struktura
• Kroky spojování Rna
• Příklady druhů keystone
• Vlastnosti klíšťat
• Jsou řasy fytoplankton
• Tropická úroveň