Enzyme: Cách chúng hoạt động và những gì chúng làm
Enzyme giúp tăng tốc độ phản ứng hóa học trong cơ thể con người. Chúng liên kết với các phân tử và làm thay đổi chúng theo những cách cụ thể. Chúng cần thiết cho quá trình hô hấp, tiêu hóa thức ăn, chức năng cơ và thần kinh, trong số hàng ngàn vai trò khác.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích enzyme là gì, nó hoạt động như thế nào và đưa ra một số ví dụ phổ biến về enzyme trong cơ thể con người.
Những thứ cơ bản
Enzyme được xây dựng từ các protein được gấp lại thành các hình dạng phức tạp; chúng hiện diện khắp cơ thể.
Các phản ứng hóa học giúp chúng ta tồn tại - sự trao đổi chất của chúng ta - dựa vào công việc mà các enzym thực hiện.
Enzyme tăng tốc độ (xúc tác) các phản ứng hóa học; trong một số trường hợp, các enzym có thể tạo ra một phản ứng hóa học nhanh hơn hàng triệu lần so với khi không có nó.
Cơ chất liên kết với vị trí hoạt động của một enzym và được chuyển đổi thành các sản phẩm. Một khi các sản phẩm rời khỏi vị trí hoạt động, enzyme đã sẵn sàng để gắn vào một cơ chất mới và lặp lại quá trình.
Enzyme làm gì?
Hệ tiêu hóa - các enzym giúp cơ thể phá vỡ các phân tử phức tạp lớn hơn thành các phân tử nhỏ hơn, chẳng hạn như glucose, để cơ thể có thể sử dụng chúng làm nhiên liệu.
Sao chép DNA - mỗi tế bào trong cơ thể bạn đều chứa DNA. Mỗi lần tế bào phân chia, DNA đó cần được sao chép. Enzyme hỗ trợ trong quá trình này bằng cách tháo cuộn DNA và sao chép thông tin.
Men gan - gan phân hủy các chất độc trong cơ thể. Để làm điều này, nó sử dụng một loạt các enzym.
Enzyme hoạt động như thế nào
Mô hình “khóa và chìa khóa” được đề xuất lần đầu tiên vào năm 1894. Trong mô hình này, vị trí hoạt động của enzym là một hình dạng cụ thể và chỉ chất nền mới phù hợp với nó, như ổ khóa và chìa khóa.
Mô hình này hiện đã được cập nhật và được gọi là mô hình phù hợp cảm ứng.
Trong mô hình này, vị trí hoạt động thay đổi hình dạng khi nó tương tác với chất nền. Khi chất nền được khóa hoàn toàn và ở vị trí chính xác, quá trình xúc tác có thể bắt đầu.
Các điều kiện hoàn hảo
Enzyme chỉ có thể hoạt động trong những điều kiện nhất định.Hầu hết các enzym trong cơ thể con người hoạt động tốt nhất ở khoảng 37 ° C - nhiệt độ cơ thể. Ở nhiệt độ thấp hơn, chúng sẽ vẫn hoạt động nhưng chậm hơn nhiều.
Tương tự, các enzym chỉ có thể hoạt động trong một phạm vi pH nhất định (có tính axit / kiềm). Sở thích của chúng phụ thuộc vào nơi chúng được tìm thấy trong cơ thể. Ví dụ, các enzym trong ruột hoạt động tốt nhất ở độ pH 7,5, trong khi các enzym trong dạ dày hoạt động tốt nhất ở độ pH 2 vì dạ dày có tính axit hơn nhiều.
Nếu nhiệt độ quá cao hoặc nếu môi trường quá axit hoặc kiềm, enzyme sẽ thay đổi hình dạng; điều này làm thay đổi hình dạng của vị trí hoạt động để các chất nền không thể liên kết với nó - enzyme đã bị biến tính.
Đồng nhân tố
Một số enzym không thể hoạt động trừ khi chúng có một phân tử không phải protein cụ thể gắn vào chúng. Chúng được gọi là đồng yếu tố. Ví dụ, carbonic anhydrase, một loại enzyme giúp duy trì độ pH của cơ thể, không thể hoạt động trừ khi nó được gắn vào một ion kẽm.
Ức chế
Để đảm bảo rằng các hệ thống của cơ thể hoạt động chính xác, đôi khi các enzym cần phải làm chậm lại. Ví dụ, nếu một loại enzyme tạo ra quá nhiều sản phẩm, cần phải có cách để giảm hoặc ngừng sản xuất.
Hoạt động của enzym có thể bị ức chế theo một số cách:
Chất ức chế cạnh tranh - một phân tử ngăn chặn vị trí hoạt động để cơ chất phải cạnh tranh với chất ức chế để gắn vào enzym.
Chất ức chế không cạnh tranh - một phân tử liên kết với một enzym ở đâu đó không phải vị trí hoạt động và làm giảm hiệu quả hoạt động của nó.
Chất ức chế không cạnh tranh - chất ức chế liên kết với enzym và cơ chất sau khi chúng đã liên kết với nhau. Các sản phẩm rời khỏi vị trí hoạt động ít dễ dàng hơn, và phản ứng bị chậm lại.
Chất ức chế không thể đảo ngược - chất ức chế không thể đảo ngược liên kết với một enzym và làm bất hoạt vĩnh viễn nó.
Ví dụ về các enzym cụ thể
Có hàng ngàn loại enzyme trong cơ thể con người, đây chỉ là một vài ví dụ:
- Lipase - một nhóm các enzym giúp tiêu hóa chất béo trong ruột.
- Amylase - giúp thay đổi tinh bột thành đường. Amylase được tìm thấy trong nước bọt.
- Maltase - cũng được tìm thấy trong nước bọt; bẻ gãy đường maltose thành glucose. Maltose được tìm thấy trong các loại thực phẩm như khoai tây, mì ống và bia.
- Trypsin - được tìm thấy trong ruột non, phân hủy protein thành các axit amin.
- Lactase - cũng được tìm thấy trong ruột non, phá vỡ đường lactose, đường trong sữa, thành glucose và galactose.
- Acetylcholinesterase - phá vỡ chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine trong dây thần kinh và cơ.
- Helicase - làm sáng tỏ DNA.
- DNA polymerase - tổng hợp DNA từ deoxyribonucleotide.
Tóm lại
Enzyme đóng một vai trò rất lớn trong hoạt động hàng ngày của cơ thể con người. Bằng cách liên kết và thay đổi các hợp chất, chúng rất quan trọng đối với hoạt động bình thường của hệ tiêu hóa, hệ thần kinh, cơ bắp và nhiều hơn nữa.
