Enzymy jsou „gnome“ každého buněčného procesu. Enzymy jsou funkční proteinové molekuly. Tyto biomolekuly napomáhají různým metabolickým reakcím a účastní se procesů anabolismu i katabolismu. Zvyšují reakční rychlost a vedou k fyziologicky významným produktům.
- dehydrogenáza
- Oxidázy
- reduktáza
- Peroxidáza
- Oxygenáza
- methyltransferáza
- Acyltransferáza
- Glykosyltransferáza
- transamináza
- Fosfotransferáza
- Síra-transferáza
- Nukleáza
- Glykosyláza
- Peptidáza
- Lyase
- izomeráza
- Epimeráza
- racemáza
- Mutáza
- Ligase
- kinase
- dekarboxyláza
dehydrogenáza
Dehydrogenáza je typ enzymu oxidoreduktázy. Katalyzuje oxidaci substrátu redukcí akceptoru elektronů, jako je NAD+ nebo NADP++ nebo FAD nebo jakéhokoli flavinového koenzymu. Tento enzym buď usnadňuje odstranění vodíku na akceptor elektronů spolu s uvolněním protonu nebo přenos dvou atomů vodíku.
Příklady – Aldehyddehydrogenázy, pyruvátdehydrogenáza, sukcinátdehydrogenáza
Oxidáza
Tento enzym vyvolává oxidaci přenosem vodíku ze substrátu k akceptoru, tj. kyslíku. Usnadňuje oxidaci vazeb CN a CO, které se redukují na peroxid vodíku. Příklady – Xanthinoxidáza, Cytochrom P450 oxidáza, polyfenoloxidáza.
reduktáza
Tento enzym katalyzuje nevratnou redukční reakci. Působí také jako enzym dehydrogenáza. Příklad – nitrát reduktáza. Je to důležitý enzym pro asimilaci dusíku.
Peroxidáza
I tento enzym patří do skupiny oxidoreduktáz. Zapojením peroxidu vodíku usnadňuje oxidaci substrátu a uvolňuje molekuly vody a kyslíku. Většina z nich obsahuje železitý hemový protein na katalytickém místě. Tyto enzymy většinou působí jako antioxidanty. Příklad – Manganová peroxidáza, glutathionperoxidáza.
Oxygenáza
Tento enzym katalyzuje oxidační reakci. Při této oxidační reakci je substrát oxidován atomem kyslíku, který se získává z molekulárního kyslíku. Příklad – Tryptofan pyrroláza, tyrosináza.
methyltransferáza
Tato skupina zahrnuje enzymy, které přenášejí methylové skupiny z S-adenosylmethioninu (SAM) na substráty. Například – DNA metyltransferázy přenášejí methylové skupiny na cytosiny.
Acyltransferáza
Tento enzym katalyzuje přenos acylové skupiny. Příklad – Karnitin acyltransferázy.
Glykosyltransferáza
Tento enzym usnadňuje přenos sacharidových skupin na protein zbytky většinou tyrosin, serin nebo threonin. Tyto jsou transmembránové proteiny přilnuly k membránám Golgiho aparátu.
transamináza
Tento enzym katalyzuje výměnnou reakci mezi aminoskupinou a alfa-ketoskupinou. Ke své reakci vyžaduje koenzym pyridoxalfosfát.
Fosfotransferáza
Tento enzym je zodpovědný za reverzibilní fosforylační reakci (adici fosfátové skupiny). Přenáší fosforylovou skupinu na hydroxylové, karboxylové a dusíkaté skupiny. Aminokyseliny, které jsou fosforylovány, jsou serin, tyrosin a threonin.
Enzym fosforyláza katalyzuje adici anorganické fosfátové skupiny na substrát.
Síra transferáza
Tyto transferázové enzymy se podílejí na přenosu skupin obsahujících síru. Příklad – Thiosulfátsulfurtransferáza je mitochondriální enzym který přeměňuje kyanid na thiokyanát. Substráty tohoto enzymu jsou kyanid a thiosíran a produkty jsou siřičitan a thiokyanát.
Nukleáza
Tento enzym je schopen štěpit fosfodiesterové vazby přítomné v nukleotidech. Vytváří buď jednoduchý řez, nebo dvojitý řez. V závislosti na místě štěpení může být rozdělen na endo a exonukleázu. Tyto enzymy jsou široce používány v biotechnologii.
Glykosyláza
Jedná se o typ hydrolázy enzym, který se účastní hydrolýzy glykosidických vazeb přítomných mezi glykosylovými skupinami. Může být dvou typů v závislosti na místě účinku, tj. O- nebo S-glykosidy nebo N-glykosidy.
Peptidáza
Peptidáza nebo proteáza podléhá proteolýze, rozkládající peptidové vazby přítomné v polypeptidových řetězcích, což vede k menším polypeptidům nebo aminokyselinám. Může to být sedm typů, jako jsou serinové proteázy, cysteinové proteázy, threoninové proteázy, aspartátové proteázy, glutamové proteázy, metaloproteázy a asparaginové peptidové lyázy.
Lyase
Lyázy usnadňují eliminační nebo substituční reakci spolu s oxidací. Štěpí vazby CO, CC, CN, CS a PO. Většinou jsou tyto enzymy přítomny buď jako periferní membrána proteiny nebo jako transmembránové proteiny.
izomeráza
Usnadňuje intramolekulární strukturní nebo geometrické změny jednoho izomeru na jiný izomer. Molekuly se nazývají strukturní izomery nebo stereoizomery.
Epimeráza
Tento enzym je typem enzymu izomerázy. Katalyzuje stereochemickou inverzi kolem asymetrie uhlík v substrátu obsahujícím více než jedno centrum asymetrie. Takové molekuly se nazývají epimery. Epimer je pár diastereomerů.
racemáza
Naproti tomu racemázy usnadňují inverzi kolem asymetrického uhlíku v substrátu s jedním středem asymetrie. Příklad – methylmalonyl-CoA epimeráza.
Mutáza
Jedná se o typ enzymu izomerázy, který urychluje vzájemnou konverzi. Při této reakci se funkční skupiny posouvají z jedné polohy do druhé. Příklad – bisfosfoglycerátmutáza, fosfoglycerátmutáza.
Ligase
Tento enzym pomáhá spojovat molekuly nebo velké části vytvářením nových vazeb. Nejčastější příkladem je DNA ligáza. Liguje různé vazby, jako jsou CO, CS, CN, CC, a také dusíkové kovové vazby. Ty zůstávají buď jako periferní nebo transmembránové proteiny.
kinase
Jedná se o typ enzymu fosfotransferázy, kde přenáší fosforylovou skupinu z ATP na substrát.
dekarboxyláza
Tento enzym je zodpovědný za přidání nebo odstranění karboxylové skupiny. Příklady jsou glutamát dekarboxyláza, histidin dekarboxyláza, ornitin dekarboxyláza, fosfoenolpyruvát karboxyláza a pyruvát dekarboxyláza.
Co je proteinový enzym?
Metabolické cesty jsou závislé pouze na těchto proteinových enzymech.
Enzymy jsou bílkovinné molekuly. Tyto biomolekuly urychlují reakční rychlost tím, že minimalizují přechodnou aktivační energii. Většina enzymů je přítomna buď jako periferní membránové proteiny nebo jako transmembránové proteiny. Enzymy často vyžadují pro svou katalytickou aktivitu koenzym nebo kofaktor.
Koenzym je malá organická molekula usnadňuje přenos atomů jako NAD, NADPH, FAD, FMN, flavin a ATP. Tyto enzymy lze obecně rozdělit do šesti skupin. (i) Oxidoreduktáza (ii)Transferáza (iii) Hydrolázy (iv) Lyázy (v) Isomerázy a (vi) Ligázy
Struktura proteinového enzymu
Většinou jsou to tyto globulární proteiny.
Enzymy obsahují lineární řetězce aminokyselin s disulfidovými vazbami, které dávají vzniknout trojrozměrnému, globulární struktura. Enzym velikost se pohybuje od několika aminokyselinových zbytků do více než 2500 zbytků. Menší část této globulární struktury se však podílí na katalytické aktivitě.
Existují vazebných míst To je konkrétní na A konkrétní substrát, kofaktor nebo koenzym. Katalytická a vazebná místa společně tvoří aktivní stránky enzymu.
závěr
Enzymy jsou globulární proteiny přítomné v buňkách buď jako proteiny periferní membrány nebo transmembránové proteiny. Spolu s různými koenzymy a kofaktory, které usnadňují různé biochemické reakce, jako jsou oxidačně-redukční reakce, eliminační, substituční a inverzní reakce.
