Back to the topics list

enzymes

Malengo ya Kujifunza

Katika somo hili, tutajifunza

1. Enzymes ni nini?
2. Tabia kuu za enzymes
3. Je, Enzymes hufanya kazi gani?
4. Kufuli na Hypothesis muhimu
5. Hypothesis-Inayofaa
6. Sababu kuu zinazoathiri shughuli za enzyme
7. Aina sita tofauti za enzymes

ENYIMU NI NINI?

Enzymes ni vichocheo vya kibayolojia ambavyo huharakisha athari za kemikali bila wao wenyewe kubadilishwa katika mchakato. Mfumo wa maisha hudhibiti shughuli zake kupitia enzymes.

Baadhi ya mifano ya vimeng'enya ni

• Lactase - Inavunja Lactose ndani ya Glucose na Galactose
• Catalase - Inavunja peroksidi ya hidrojeni ndani ya maji na oksijeni
• Glycogen synthase - Inachochea uundaji wa vifungo vya glycosidic kati ya molekuli za glukosi.
• ATPase - Inavunja ATP kuwa ADP, ikitoa nishati

SIFA KUU ZA ENYIM NI ZIPI?

1. Kazi ya msingi ya kimeng'enya ni kuongeza kiwango cha mmenyuko.
2. Enzymes ni maalum, yaani, zina umbo maalum, kwa hivyo ni sehemu ndogo tu ya eneo linalofanya kazi
3. Enzymes hudhibitiwa kutoka kwa hali ya shughuli ya chini hadi shughuli ya juu na kinyume chake

ENZYM INAFANYAJE KAZI?

Miitikio mingi katika seli huhitaji halijoto ya juu sana ili kuendelea, ambayo inaweza kuharibu seli. Enzymes hufanya kazi kwa kupunguza nishati ya kuwezesha majibu. Nishati ya uanzishaji ya mmenyuko hupunguzwa kwa kuweka mkazo kwenye vifungo ndani ya molekuli, au kwa kushikilia molekuli karibu pamoja. Hii huongeza uwezekano wa athari na hivyo kupunguza nishati inayohitajika ili kuianzisha.

Molekuli ambayo kimeng'enya hujifunga nayo inajulikana kama substrate. Substrate hufunga kwa sehemu ndogo ya kimeng'enya kinachojulikana kama tovuti inayofanya kazi. Molekuli inayozalishwa mwishoni mwa mmenyuko inaitwa 'bidhaa'. Mara tu majibu yamekamilika, kimeng'enya hutoa bidhaa na iko tayari kuunganishwa na substrate nyingine.

Kuna nadharia mbili za kuelezea hatua ya kimeng'enya

FUNGA NA NADHARIA MUHIMU

Iliwekwa kwa mara ya kwanza mnamo 1894 na Emil Fischer. Nadharia ya Kufuli na Muhimu ni kielelezo cha jinsi vimeng'enya huchochea athari za sehemu ndogo. Inasema umbo la tovuti zinazofanya kazi za vimeng'enya ni sawa kabisa na umbo la substrate. Molekuli ya mkatetaka inapogongana na kimeng'enya ambacho umbo lake amilifu la tovuti ni linganishi, sehemu ndogo itatoshea kwenye tovuti inayofanya kazi na changamano cha kimeng'enya-substrate itaundwa. Kimeng'enya kitachochea mmenyuko, na bidhaa, pamoja na kimeng'enya zitaunda tata ya enzyme-bidhaa. Kulingana na mtindo huu, inawezekana kwa kimeng'enya ili kuchochea mmenyuko wa kinyume.

HYPOTHESIS ILIYOCHOCHEWA

Huu ni mtindo wa hivi majuzi zaidi na unaokubalika zaidi kuelezea jinsi vimeng'enya hufanya kazi. Inasema kwamba umbo la tovuti amilifu si kikamilishi haswa lakini hubadilisha umbo katika uwepo wa sehemu ndogo maalum ili kukamilishana.

Wakati molekuli ya substrate inapogongana na kimeng'enya, ikiwa muundo wake ni sahihi haswa, umbo la tovuti hai ya kimeng'enya litabadilika ili sehemu ndogo iingie ndani yake na changamano cha enzyme-substrate inaweza kuunda. Mwitikio basi huchochewa na fomu changamano ya enzyme-bidhaa.

MAMBO YANAYOATHIRI SHUGHULI YA ENNYME

Mazingira ya enzyme na substrate inaweza kuathiri kasi ya mmenyuko. Katika baadhi ya matukio, mazingira yanaweza kusababisha kimeng'enya kuacha kufanya kazi au hata kutanuka. Wakati enzyme inachaacha kufanya kazi, tunaiita "denatured".

Hapa kuna mambo kadhaa ambayo yanaweza kuathiri shughuli za enzyme:

• Joto - Halijoto inaweza kuathiri kasi ya majibu. Joto la juu, majibu ya haraka yatatokea. Hata hivyo, kuongeza au kupunguza halijoto nje ya viwango vinavyoweza kuvumilika kunaweza kuathiri vifungo vya kemikali kwenye tovuti inayotumika, na hivyo kuzifanya zisifae vizuri ili kuunganisha substrates. Joto la juu sana linaweza kusababisha kimeng'enya kubadilika, kupoteza umbo na shughuli zake.
• pH - pH pia inaweza kuathiri kazi ya enzyme. Mabaki ya asidi ya amino ya tovuti inayotumika mara nyingi yana sifa za asidi au za kimsingi ambazo ni muhimu kwa kichocheo. Mabadiliko katika pH yanaweza kuathiri masalia haya na kufanya iwe vigumu kwa substrates kufunga. Enzyme hufanya kazi vizuri zaidi ndani ya safu fulani ya pH, na kama ilivyo kwa halijoto, viwango vya juu vya pH (asidi au msingi) vinaweza kufanya vimeng'enya kubadilikabadilika.
• Mkusanyiko wa vimeng'enya na substrate - Kiwango cha mmenyuko huongezeka kwa kuongezeka kwa ukolezi wa substrate hadi hatua, zaidi ya ambayo ongezeko lolote zaidi la mkusanyiko wa substrate haitoi mabadiliko makubwa katika kiwango cha mmenyuko. Hii hutokea kwa sababu baada ya mkusanyiko fulani wa substrate, maeneo yote ya kazi kwenye enzyme yamejaa na hakuna majibu zaidi yanaweza kutokea.
• Vizuizi - Vizuizi ni molekuli ambazo zimeundwa mahsusi kusimamisha shughuli ya vimeng'enya. Wanaweza tu kupunguza kasi ya majibu au kuacha kabisa. Vizuizi vingine huungana na kimeng'enya na kusababisha kubadilisha umbo na kutofanya kazi ipasavyo. Kinyume cha kizuizi ni activator ambayo inaweza kusaidia kuharakisha majibu.

AINA ZA ENYI

Mwili wa mwanadamu una vikundi sita kuu au vikundi vya enzymes:

1. Oxidoreductases - Enzymes hizi huongeza kiwango cha oxidation na kupunguza athari. Katika miitikio hii, inayoitwa pia miitikio ya redoksi, mojawapo ya viitikio hutoa jozi ya elektroni ambazo kiitikio kingine hupata. Mfadhili wa jozi ya elektroni anasemekana kuwa na oksidi na hufanya kazi kama wakala wa kupunguza, wakati mpokeaji wa jozi ya elektroni hupunguzwa anaitwa wakala wa oksidi. Mifano ni pamoja na cytochrome oxidase na lactate dehydrogenase.
2. Uhamisho - Enzymes hizi huharakisha pamoja na uhamishaji wa vikundi vya atomi, kama vile methyl (CH ₃ ), asetili (CH ₃ CO) au vikundi vya amino (NH ₂ ), kutoka kwa molekuli moja hadi molekuli nyingine. Acetate kinase na alanine deaminase ni mifano ya uhamisho.
3. Hydrolases - Enzymes hizi huharakisha athari za hidrolisisi. Athari za hidrolisisi hutumia maji (H ₂ O) kugawanya dhamana katika molekuli kuunda bidhaa mbili za binti, kwa kawaida kwa kubandika -OH (kikundi cha hidroksili) kutoka kwa maji hadi kwa moja ya bidhaa na -H moja (atomi ya hidrojeni) ingine. Wakati huo huo, molekuli mpya huundwa kutoka kwa atomi zilizohamishwa na vijenzi -H na -OH. Vimeng'enya vya mmeng'enyo wa chakula lipase na sucrase ni hydrolases.
4. Lyases - Enzymes hizi huongeza kasi ya kuongezwa kwa kikundi kimoja cha molekuli kwa dhamana mbili au uondoaji wa vikundi viwili kutoka kwa atomi za karibu ili kuunda dhamana mara mbili. Hizi hufanya kama hidrolases, isipokuwa kwamba kijenzi kilichoondolewa hakihamishwi na maji au sehemu za maji. Darasa hili la enzymes ni pamoja na oxalate decarboxylase na isocitrate lyase.
5. Isomerasi - Enzymes hizi huharakisha athari za isomerization. Haya ni miitikio ambapo atomi zote asili kwenye kiitikio huhifadhiwa, lakini hupangwa upya ili kuunda isomeri ya kiitikio. Isoma ni molekuli zilizo na fomula sawa ya kemikali, lakini mipangilio tofauti. Mifano ni pamoja na glucose-phosphate isomerase na alanine racemase.
6. Ligasi - Pia huitwa synthetases, vimeng'enya hivi huongeza kasi ya kuunganishwa kwa molekuli mbili. Kwa kawaida hutimiza hili kwa kutumia nishati inayotokana na kuvunjika kwa adenosine trifosfati (ATP). Mifano ya ligasi ni pamoja na acetyl-CoA synthetase na DNA ligase.