The enzymatická aktivita je to způsob vyjádření množství přítomného enzymu v daném čase. Udává množství substrátu přeměněného na produkt katalytickým působením enzymu za jednotku času.
Je ovlivněna podmínkami, za kterých probíhá enzymatická reakce, a proto se obvykle vztahuje k teplotě, při které se měří. Ale co jsou to enzymy? Jsou to biologické katalyzátory schopné urychlit rychlost reakce, aniž by během katalyzovaného procesu došlo k nevratné změně..
Enzymy jsou obecně proteiny s výjimkou ribozomů, molekul RNA s enzymatickou aktivitou.
Enzymy zvyšují rychlost reakce snížením energetické bariéry (aktivační energie); která musí vypršet, aby se dosáhlo přechodového stavu, a tak dojde k reakci.
Molekuly substrátu, které dosáhnou přechodového stavu, procházejí strukturálními změnami, které je vedou k vzniku molekul produktu. Na základě funkcí, které plní, jsou enzymy rozděleny do šesti velkých skupin: oxyreduktázy, transferázy, hydrolázy, lyázy, izomerázy a ligázy..
Enzymy bromelain a papain jsou například proteolytické enzymy (hydrolázy) nacházející se v ananasu nebo ananasu, respektive papáji nebo papáji..
Je známo, že ananas i papája usnadňují proces trávení, protože působením proteolytických enzymů, které obsahují, pomáhají trávit bílkoviny, tj. Maso a obilí.
Rejstřík článků
Enzymatická jednotka (IU) je množství enzymu, které katalyzuje transformaci 1 µmol substrátu za jednu minutu.
Následně Mezinárodní systém jednotek (SI) definoval jednotku aktivity enzymu jako množství enzymu, které převádí 1 mol substrátu na produkt za sekundu. Tato jednotka obdržela jméno katal (kat).
1 mol = 106 µmol a 1 minuta = 60 sekund.
Proto se 1 katal rovná 60106 UI. Protože katal je velká jednotka, často se používají menší jednotky, například: mikrokatal (µkat), 10-6 katal a nanokatal (πkat), 10-9 katal.
Je to počet jednotek aktivity enzymu dělený miligramy proteinu ve zkoušeném vzorku. Specifická aktivita přímo souvisí se stupněm čištění enzymu.
Existuje několik metod pro stanovení aktivity enzymu. Volba konkrétní metody bude záviset na cíli enzymového testu; použitelnost metody; přístup k vybavení nezbytnému k provedení experimentu; náklady na použití konkrétní metody atd..
Existují spektrofotometrické, fluorometrické, chemiluminiscenční, kalorimetrické, radiometrické a chromatografické metody..
Spektrofotometrické metody mohou být kolorimetrické a čitelné v ultrafialové (UV) oblasti elektromagnetického záření..
Je založen na generování chromoforu enzymatickým působením. Aktivitu enzymu lze sledovat kontinuálně nebo diskontinuálně.
V kontinuální formě jsou činidla umístěna do kyvety ve spektrofotometru při požadované vlnové délce, která odpovídá té, při které má chromofor maximální hodnotu optické hustoty; a kromě toho nedochází k interferenci s jinými látkami, které mohou vznikat.
Enzymatická reakce se iniciuje přidáním vzorku obsahujícího enzym, jehož aktivitu je třeba určit. Současně se spustí stopky a čas od času se zaznamená hodnota optické hustoty..
Jelikož je známa ekvivalence optické hustoty s moly substrátu nebo produktem enzymatického působení, v závislosti na použité technice je možné vypočítat moly spotřebovaného substrátu nebo produkované moly..
Kromě toho, protože byla změřena uplynulá doba enzymatické reakce, lze získat spotřebované nebo produkované moly za sekundu. Enzymatická aktivita je tedy stanovena v katalických jednotkách.
V dávkové formě pro stanovení enzymatické aktivity se zkumavky s reakčními složkami, s výjimkou vzorku obsahujícího enzym nebo jinou složku, umístí do lázně o teplotě 37 ° C. Reakce pak začíná přidáním chybějící složky..
Nechá se udat čas indikovaný technikou a reakce se ukončí přidáním sloučeniny, která zastaví reakci. V tomto okamžiku se odečte optická hustota a nakonec se postupuje stejným způsobem jako při kontinuálním stanovení enzymatické aktivity..
Koenzym nikotinamityinukleotid má například dvě formy: NADH (redukovaný) a NAD+ (rezavý). Podobně má koenzym nikotinamityinukleotid fosfát dvě formy NADPH a NADP+, redukované a oxidované.
Redukovaná i oxidovaná forma koenzymu se čte při délce 260 nm z ultrafialového světla; mezitím se z ultrafialového světla čte pouze redukované formy v délce 340 nm.
Proto se při oxidačních nebo redukčních reakcích, při kterých uvedené koenzymy zasahují, odečítají při 340 nm.
Stanovení enzymatické aktivity je v zásadě stejné jako stanovení prováděné v kontinuální formě kolorimetrické metody; kromě toho, že se optická hustota odečítá při 340 nm za účelem pozorování tvorby NADH nebo NADPH nebo k měření spotřeby těchto koenzymů.
To bude záviset na tom, zda je měřená reakce oxidací nebo redukcí. Prostřednictvím korespondence mezi optickou hustotou a moly NADH a NADPH, podle okolností, lze vypočítat enzymatickou aktivitu dělením molů koenzymu uplynutou dobou v sekundách.
Jak se zvyšuje koncentrace substrátu, zvyšuje se aktivita enzymu. Ale při určité koncentraci substrátu je aktivní místo nebo aktivní místa enzymu nasyceno, takže aktivita enzymu se stává konstantní..
Produkt enzymatického působení však může také interagovat s aktivními místy enzymu a produkovat inhibici enzymatické aktivity..
Produkt může působit jako kompetitivní inhibitor; například lze uvést enzym hexokinázu. Tento enzym produkuje fosforylaci glukóza-6-fosfátu pocházejícího z glukózy, sloučeniny, která po akumulaci inhibuje hexokinázu.
Může se stát, že skupina enzymů (A, B, C, D, E a F) působí postupně metabolickou cestou. Enzym B používá produkt enzymu A jako substrát atd.
Buňka může v závislosti na svých metabolických požadavcích aktivovat nebo inhibovat sekvence enzymatických aktivit. Například akumulace produktu enzymu F může působit inhibicí enzymu A nebo jiného enzymu sekvence.
Enzym může být tvořen několika podjednotkami, z nichž každá má příslušná aktivní místa. Ale tyto podjednotky nepůsobí nezávisle, takže aktivita jedné z podjednotek může aktivovat nebo potlačit působení zbývajících..
Ačkoli hemoglobin není považován za enzym, je to skvělý model fenoménu alosterismu. Hemoglobin se skládá ze čtyř proteinových řetězců, dvou α řetězců a dvou β řetězců, z nichž každý je spojen s hemovou skupinou..
Mezi podjednotkami mohou nastat dva jevy: homoalosterismus a heteroalosterismus.
Vazba substrátu na jednu z podjednotek zvyšuje afinitu ostatních podjednotek k substrátu, což zase zvyšuje enzymatickou aktivitu každé ze zbývajících podjednotek..
Podobně inhibice enzymatické aktivity v jedné z podjednotek vyvolává stejný účinek ve zbývajících..
V případě hemoglobinu způsobí navázání kyslíku na hemovou skupinu jednoho z proteinových řetězců zvýšení avidity kyslíku ve zbývajících řetězcích..
Podobně uvolňování kyslíku z hemové skupiny způsobuje uvolňování kyslíku ze zbývajících skupin proteinových řetězců..
Vazba aktivující nebo inhibující látky, jiné než substrátu, k jedné z podjednotek způsobí aktivaci nebo inhibici enzymatické aktivity v ostatních podjednotkách.
V případě hemoglobinu se váže na hemovou skupinu H+, COdva a 2,3-difosfoglycerát k jedné z podjednotek, snižuje afinitu hemové skupiny ke kyslíku a způsobuje jeho uvolňování. Toto uvolňování kyslíku se také produkuje v ostatních řetězcích hemoglobinu.
Se zvyšující se koncentrací substrátu roste také aktivita enzymu. To je způsobeno zvýšeným přístupem molekul substrátu k aktivním místům enzymu..
Ale pro danou koncentraci substrátu jsou s ním nasycena všechna aktivní místa enzymu, což způsobí, že se enzymatická aktivita nezvýší, i když se zvýší koncentrace substrátu..
Enzymy mají optimální pH, při kterém je afinita enzymu k substrátu nejvyšší. Při tomto pH je dosaženo maximální hodnoty enzymatické aktivity.
Přebytečná kyselost nebo zásaditost média může způsobit denaturaci enzymu, což následně sníží jeho aktivitu..
Profil pH aktivity enzymu se mění. Například pepsin má tedy maximální aktivitu mezi 1 až 2 jednotkami pH; trypsin má optimální pH 8; a papain má konstantní aktivitu v rozmezí pH mezi 4 a 8.
Aktivita enzymu se zvyšuje se zvyšující se teplotou. Obecně se aktivita enzymu zdvojnásobuje každých 10 stupňů zvýšení, dokud není dosaženo optimální teploty pro aktivitu enzymu..
Když je však překročena optimální teplota, má aktivita enzymu tendenci klesat, jak se zvyšuje teplota reakce. To je způsobeno skutečností, že proteiny, a tedy i enzymy, podléhají denaturaci v důsledku nadměrného zvýšení teploty..
Obecně mají enzymy optimální aktivitu v koncentračním rozmezí od 0 do 500 mmol / l. U vyšších koncentrací však aktivita enzymu má tendenci klesat.
Za těchto okolností jsou blokovány určité iontové interakce v enzymech, nezbytné pro jejich maximální aktivitu..
Zatím žádné komentáře