Læringsmål
- Definere Eller beskrive følgende:
- metabolisme
- katabolsk reaksjon
- anabole reaksjon
- enzym
- Substrat
- Apoenzym
- Haloenzym
- Kofaktor (Koenzym)
- Angi hvordan enzymer er i stand til å øke hastigheten på kjemiske reaksjoner.
- beskriv Kort en generalisert enzym-substratreaksjon, angi funksjonen til et enzyms aktive sted, og beskriv hvordan et enzym er i stand til å fremskynde kjemiske reaksjoner.
- Angi fire egenskaper av enzymer.
- Angi hvordan følgende påvirker frekvensen av en enzymreaksjon.
- enzymkonsentrasjon
- substratkonsentrasjon
- temperatur
- pH
- saltkonsentrasjon
- Angi hvordan kjemikalier som klor, jod, iodophorer, merkurialer og etylenoksid hemmer eller dreper bakterier.
- Angi hvor høy temperatur og lav temperatur utøver sin effekt på bakterier.
for å leve, vokse og reprodusere, gjennomgår mikroorganismer en rekke kjemiske endringer. De endrer næringsstoffer slik at de kan komme inn i cellen, og de endrer dem når de kommer inn for å syntetisere celledeler og skaffe energi. Metabolisme refererer til alle organiserte kjemiske reaksjoner i en celle. Reaksjoner der kjemiske forbindelser brytes ned kalles katabolske reaksjoner mens reaksjoner der kjemiske forbindelser syntetiseres kalles anabole reaksjoner. Alle disse reaksjonene er under kontroll av enzymer.
Enzymer er stoffer som finnes i cellen i små mengder som fungerer for å fremskynde eller katalysere kjemiske reaksjoner. På overflaten av enzymet er vanligvis en liten sprekk som fungerer som et aktivt sted eller katalytisk sted som en eller to spesifikke underlag er i stand til å binde. (Alt som et enzym normalt kombinerer med kalles et substrat.) Bindingen av substratet til enzymet fører til at det fleksible enzymet endrer sin form litt gjennom en prosess som kalles indusert passform for å danne et tempore-mellomprodukt kalt et enzym-substratkompleks (Figur \(\PageIndex{1}\)).
Enzymer øker hastigheten på kjemiske reaksjoner fordi De senker aktiveringsenergien, energien som må tilføres for at molekyler skal reagere med hverandre(Figur \(\PageIndex{2}\)). Enzymer senker aktiveringsenergien ved å danne et enzym-substratkompleks som tillater produkter Av enzymreaksjonen å bli dannet Og frigjort (Figur \(\PageIndex{3}\)).
Mange enzymer krever en nonproteinkofaktor for å hjelpe dem i deres reaksjon. I dette tilfellet kombinerer proteindelen av enzymet, kalt et apoenzym, med kofaktoren for å danne hele enzymet Eller haloenzymet (Figur \(\PageIndex{3}\)). Noen kofaktorer er ioner Som Ca++, Mg++ Og K+; andre kofaktorer er organiske molekyler kalt koenzymer som tjener som bærere for kjemiske grupper eller elektroner. NAD+, NADP+, FAD og koenzym A (CoA) er eksempler på koenzymer.
Kjennetegn På Enzymer
Kjemisk er enzymer generelt globulære proteiner. (Noen RNA-molekyler kalt ribozymer kan også være enzymer. Disse finnes vanligvis i kjerneområdet av celler og katalyserer splittelsen AV RNA-molekyler). Enzymer er katalysatorer som bryter ned eller syntetiserer mer komplekse kjemiske forbindelser. De tillater kjemiske reaksjoner å skje raskt nok til å støtte livet. Enzymer øker hastigheten på kjemiske reaksjoner fordi de senker aktiveringsenergien, energien som må leveres for at molekyler skal reagere med hverandre. Alt som et enzym normalt kombinerer med kalles et substrat. Enzymer er svært effektive. Et enzym kan vanligvis katalysere mellom 1 og 10.000 molekyler substrat per sekund. Enzymer er bare tilstede i små mengder i cellen siden de ikke endres under reaksjonene. og de er svært spesifikke for deres substrat. Vanligvis er det et spesifikt enzym for hver spesifikk kjemisk reaksjon.
Enzymaktivitet
Enzymaktivitet påvirkes av en rekke faktorer, inkludert:
- konsentrasjonen av enzym: Forutsatt at en tilstrekkelig konsentrasjon av substrat er tilgjengelig, vil økende enzymkonsentrasjon øke enzymreaksjonshastigheten.
- konsentrasjonen av substrat: ved en konstant enzymkonsentrasjon og ved lavere konsentrasjoner av substrater er substratkonsentrasjonen begrensningsfaktoren. Etter hvert som substratkonsentrasjonen øker, øker enzymreaksjonshastigheten. Men ved svært høye substratkonsentrasjoner blir enzymene mettet med substrat, og en høyere konsentrasjon av substrat øker ikke reaksjonshastigheten.
- temperaturen: Hvert enzym har en optimal temperatur der den fungerer best. En høyere temperatur resulterer generelt i en økning i enzymaktivitet. Når temperaturen øker, øker molekylær bevegelse som resulterer i mer molekylære kollisjoner. Hvis temperaturen stiger over et visst punkt, vil varmen denaturere enzymet, noe som får det til å miste sin tredimensjonale funksjonelle form ved å denaturere hydrogenbindingene. Kald temperatur, derimot, senker enzymaktiviteten ved å redusere molekylær bevegelse.
- pH: Hvert enzym har en optimal pH som bidrar til å opprettholde sin tredimensjonale form. Endringer i pH kan denaturere enzymer ved å endre enzymets ladning. Dette endrer de ioniske bindingene til enzymet som bidrar til sin funksjonelle form.
- saltkonsentrasjonen: hvert enzym har en optimal saltkonsentrasjon. Endringer i saltkonsentrasjonen kan også denaturere enzymer.
noen sammenhenger mellom bakterielle enzymer og bruk av desinfeksjonsmidler og ekstreme temperaturer for å kontrollere bakterier.
- mange desinfeksjonsmidler, som klor, jod, iodophorer, merkurialer, sølvnitrat, formaldehyd og etylenoksid, inaktiverer bakterielle enzymer og blokkerer dermed metabolisme.
- Høye temperaturer, som autoklavering, koking og pasteurisering, denaturproteiner og enzymer.
- Kalde temperaturer, som kjøling og frysing, bremse eller stoppe enzymreaksjoner.
Sammendrag
- Enzymer er stoffer som finnes i cellen i små mengder som fungerer for å øke hastigheten eller katalysere kjemiske reaksjoner slik at de oppstår raskt nok til å støtte livet.
- på overflaten av enzymet er vanligvis en liten sprekk som fungerer som et aktivt sted eller katalytisk sted som en eller to spesifikke substrater er i stand til å binde.
- Alt som et enzym normalt kombinerer med kalles et substrat.
- bindingen av substratet til enzymet fører til at det fleksible enzymet endrer sin form litt gjennom en prosess som kalles indusert passform for å danne et midlertidig mellomprodukt kalt et enzym-substratkompleks.
- Enzymer øker hastigheten på kjemiske reaksjoner fordi de senker aktiveringsenergien, energien som må tilføres for at molekyler skal reagere med hverandre.
- Mange enzymer krever en nonproteinkofaktor for å hjelpe dem i deres reaksjon. I dette tilfellet kombinerer proteindelen av enzymet, kalt et apoenzym, med kofaktoren for å danne hele enzymet eller haloenzymet.
- Noen kofaktorer er ioner Som Ca++, Mg++ Og K+; andre kofaktorer er organiske molekyler kalt koenzymer som tjener som bærere for kjemiske grupper eller elektroner. NAD+, NADP+, FAD og koenzym A (CoA) er eksempler på koenzymer.
- Kjemisk er enzymer generelt globulære proteiner. Noen rna-molekyler kalt ribozymer kan også være enzymer, som vanligvis fungerer for å spalte RNA-molekyler.
- Enzymer er bare tilstede i små mengder i cellen siden De ikke endres under reaksjonene og er svært spesifikke for deres substrat.
- Enzymaktivitet påvirkes av en rekke faktorer, inkludert konsentrasjonen av enzymet, konsentrasjonen av substratet, temperaturen, pH og saltkonsentrasjonen.
Bidragsytere og Attribusjoner
-
Dr. Gary Kaiser (COMMUNITY COLLEGE I BALTIMORE FYLKE, CATONSVILLE CAMPUS)