אנזימים

אנזימים הם חומרים כימיים שניתן למצוא בכל הגוף. הם יוזמים תגובות כימיות בגוף.

הִיסטוֹרִיָה

המילה אנזים הוצגה על ידי וילהלם פרידריך קינה בשנת 1878 והיא נגזרת מהמילה המלאכותית היוונית אנזימון, שפירושה שמרים או חמץ. זה מצא את דרכו למדע הבינלאומי. האיחוד הבינלאומי של כימיה יישומית טהורה (IUPAC) והאיחוד הבינלאומי לביוכמסטריה (IUBMB) פיתחו יחד נומנקלטורה של אנזימים, המגדירה את נציגי קבוצת החומרים הגדולה הזו כקבוצה משותפת אחת. חשוב לקביעת משימות האנזימים הבודדים הוא השם, המסווג את האנזימים בהתאם למשימותיהם.

שיום

שמות האנזימים מבוססת על שלושה עקרונות בסיסיים. שמות אנזימים המסתיימים ב- -ase מתארים כמה אנזימים במערכת אחת. שם האנזים עצמו מתאר את התגובה שהאנזים יוזם (מזרז).

שם האנזים הוא גם סיווג של האנזים. בנוסף פותחה מערכת קוד, מערכת המספרים EC, בה ניתן למצוא את האנזימים תחת קוד מספרי של ארבעה מספרים. המספר הראשון מציין את מחלקת האנזים.

רשימות כל האנזימים הרשומים מבטיחות כי ניתן למצוא את קוד האנזים שצוין במהירות רבה יותר. למרות שהקודים מבוססים על תכונות התגובה שהאנזים מזרז, קודים מספריים מתגלים כלא מסובכים בפועל. לעתים קרובות יותר משתמשים בשמות שיטתיים המעוצבים על פי הכללים שהוזכרו לעיל.

בעיות של המינוח מתעוררות, למשל, עם אנזימים המזרזים כמה תגובות. לכן יש לפעמים כמה שמות עבורם. לחלק מהאנזימים שמות טריוויאליים, שאינם מעידים על כך שהחומר המוזכר הוא אנזים. מכיוון שבדרך כלל נעשה שימוש נרחב בשמות, חלקן נשמרו.

סיווג לפי תפקוד האנזים

על פי IUPAC ו- IUBMB, האנזימים מחולקים לשישה מחלקות אנזים בהתאם לתגובה שהם יוזמים: ישנם אנזימים המסוגלים לזרז כמה תגובות, לפעמים שונות מאוד. אם זה המקרה, הם מוקצים למספר מחלקות אנזים.

• Oxidoreductases Oxidoreductases יוזמים תגובות חמצון.

  בתגובה כימית זו מועברים אלקטרונים ממגיב אחד למשנהו. התוצאה היא שחרור אלקטרונים (חמצון) של חומר אחד וקבלת אלקטרונים (הפחתה) על ידי חומר אחר. הנוסחה לתגובה המזרזת היא A ?? + B? A? + B?

  חומר A משחרר אלקטרון (?) ומחומצן ואילו חומר B תופס אלקטרון זה ומופחת. זו הסיבה שתגובות חיזור נקראות גם תגובות רדוקציה-חמצון.

  תגובות מטבוליות רבות הן תגובות חיזור. Oxygenases מעבירים אטום חמצן אחד או יותר למצע שלהם.

• העברות טרנספרזות מעבירות את הקבוצה הפונקציונלית ממצע אחד למשנהו. הקבוצה הפונקציונלית היא קבוצת אטומים בתרכובות אורגניות הקובעות את תכונות החומר ואת התנהגות התגובה.

  תרכובות כימיות, הנושאות את אותן קבוצות פונקציונליות, מקובצות לכיתות חומרים בשל תכונות דומות. קבוצות פונקציונליות יחולקו על פי האם הם הטרואטומים או לא. הטרואטומים הם כולם אטומים בתוך תרכובות אורגניות שאינם פחמן ואינם מימן.

  דוגמה: -OH -> קבוצת הידרוקסיל (אלכוהול)

• הידרולזות הידרולזות מפרקות את הקשרים או האסטרים, אסטרים, פפטידים, גליקוזידים, חומצות אנהידרידים או קשרי CC בתגובות הפיכות באמצעות מים. תגובת שיווי המשקל היא: A-B + H2O? A-H + B-OH.

  אנזים השייך לקבוצת ההידרולאזים הוא למשל אלפא גלקטוזידאז.

• Lyases Lyases, המכונה גם סינתזות, מזרז את המחשוף של מוצרים מורכבים ממצעים פשוטים מבלי לפצל את ה- ATP. תכנית התגובה היא AB? A + B. ATP הוא אדנוזין טריפוספט ונוקלאוטיד המורכב מהטריפוספט של הנוקלאוזיד אדנוזין (וככזה אבן בניין אנרגיה גבוהה של חומצת הגרעין RNA).

  עם זאת, ATP הוא בעיקר הצורה האוניברסלית של אנרגיה זמינה באופן מיידי בכל תא ובו זמנית מווסת חשוב של תהליכי אספקת אנרגיה. ATP מסונתז מחנויות אנרגיה אחרות (קריאטין פוספט, גליקוגן, חומצות שומן) לפי הצורך. מולקולת ה- ATP מורכבת משאריות אדנין, הסוכר ריבוז ושלושה פוספטים (?

  ל?) בקשר אסתר (?) או אנדרהידריד (?

  וגם? ).

• איזומרזות איזומרזות מאיצות את ההמרה הכימית של איזומרים. איזומריזם הוא התרחשות של שתי תרכובות כימיות או יותר עם אטומים זהים (אותה נוסחה מולקולרית) ומסות מולקולריות, אך שונות זו מזו בהצמדה או במערך המרחבי של האטומים. התרכובות המתאימות נקראות איזומרים.

  איזומרים אלו נבדלים בכימיקלים ו / או הפיזיים שלהם, ולעתים קרובות גם בתכונותיהם הביוכימיות. איזומריזם מתרחש בעיקר עם תרכובות אורגניות, אך גם עם (אנאורגני) תאום תרכובות. האיזומריזם מחולק לתחומים שונים.

• ליגזות ליגזות מזרזות את היווצרותם של חומרים מורכבים יותר מבחינה כימית מאשר המצעים המשמשים, אך בניגוד לליאזות, הם פעילים אנזימטית רק תחת מחשוף ATP. לכן נדרשת אנרגיה ליצירת חומרים אלה, המתקבלת על ידי מחשוף ATP.