Enzymatisk aktivitetsenhet, mätning, reglering och faktorer

De enzymatisk aktivitet Det är ett sätt att uttrycka mängden av enzymet som finns vid en given tidpunkt. Indikerar mängden substrat omvandlat till en produkt, genom enzymet perzym per tidsenhet.

Det påverkas av förhållandena där den enzymatiska reaktionen äger rum, varför den vanligtvis hänvisas till temperaturen vid vilken den mäts. Men vad är enzymer? De är biologiska katalysatorer som kan påskynda hastigheten på en reaktion utan att uppleva en irreversibel förändring under den katalyserade processen.

Ananas eller ananás, frukt som innehåller bromlinjenzymet och uppvisar därför en hög enzymatisk aktivitet .Källa: h. Zell [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)]

Enzymer är i allmänhet proteiner med undantag av ribosomer, RNA -molekyler med enzymatisk aktivitet. 

Enzymer ökar reaktionens hastighet genom att minska energibarriären (aktiveringsenergi); att övergångsstatus måste löpa ut och reaktionen inträffar så.

Substratmolekylerna som når strukturella förändringar av övergångsstatus, vilket leder till att de kommer från produktmolekylerna. Baserat på de funktioner de uppfyller klassificeras enzymer i sex stora grupper: oxyreduktaser, transfraser, hydrolaser, liasor, isomerakter och ligor.

Bromeline- och papain -enzymer är till exempel proteolytiska (hydrolas) enzymer som finns i ananas eller ananá, och i papaya respektive mjölky,.

Det är känt att både ananas och papaya underlättar matsmältningsprocessen, eftersom genom att verka de proteolytiska enzymerna innehåller de hjälp med att smälta proteiner från, till att säga, kött och korn.

[TOC]

Enzimatisk aktivitetsenhet

Den enzymatiska enheten (UI) är mängden enzym som katalyserar omvandlingen av 1 umol underlag på en minut.

Därefter definierade det internationella enhetssystemet (SI) enheten för enzymatisk aktivitet som mängden enzym som omvandlar 1 mol substrat till en produkt per sekund. Denna enhet kallades Katal (Kat).

1 mol = 10⁶ µmol och 1 minut = 60 sekunder.

Därför motsvarar 1 Katal 60 · 10⁶ Ui. Eftersom Katal är en stor enhet används mindre enheter vanligtvis, till exempel: Microkatal (µkat), 10^-6 Katal och nanokatal (πkat), 10^-9 Katal.

Specifik aktivitet

Det är antalet enheter av enzymatisk aktivitet dividerat med milligram av protein från provet som utsätts för test. Den specifika aktiviteten är direkt relaterad till graden av enzymrening.

Hur mäts enzymatisk aktivitet?

Det finns flera metoder för att bestämma aktiviteten hos ett enzym. Valet av en viss metod beror på målet med den enzymatiska uppsatsen; tillämpningen av metoden; tillgång till nödvändig utrustning för att utföra experimentet; Kostnaden för att använda en given metod etc.

Kan tjäna dig: kromsyra: struktur, egenskaper, erhållning, användning

Det finns spektropometriska, fluorometriska, kemoluminescens, kalorimetriska, radiometriska och kromatografiska metoder.

Spektrofotometriska metoder kan vara kolorimetriska och avläsningar i ultraviolett (UV) -området med elektromagnetisk strålning.

-Kolorimetrisk metod

Det är baserat på generering av en kromofor genom enzymatisk verkan. Enzymatisk aktivitet kan följas kontinuerligt eller diskontinuerligt.

Kontinuerlig form

I den kontinuerliga formen placeras reagensen i en hink i spektrofotometern till den önskade våglängden, vilket motsvarar att kromoforen har sitt maximala värde på optisk densitet; och att det dessutom inte finns någon störning i ett annat ämne som kan genereras.

Den enzymatiska reaktionen börjar med beroendet av provet som finns i enzymet, vars aktivitet önskas att bestämma. Samtidigt drivs stoppuret och alltid noteras det optiska densitetsvärdet.

Eftersom ekvivalensen av optisk densitet med molens underlag eller produkten av den enzymatiska verkan är känd, beroende på den som används, kan mullvinnen för substratet som konsumeras eller av de producerade molen beräknas beräknas.

Dessutom, när den tid som gått från den enzymatiska reaktionen har mättats, kan de konsumerade mullvadarna per sekund erhållas. Således etableras enzymatisk aktivitet i Katal -enheter.

Diskontinuerlig form

I den diskontinuerliga formen för att bestämma den enzymatiska aktiviteten placeras teströren med reaktionskomponenterna, med undantag för provet i enzymet eller annan komponent, i ett bad vid 37 ° C. Reaktionen börjar sedan med beroende av den saknade komponenten.

Tiden som tekniken indikerar inträffar och reaktionen avslutas genom beroende av en förening som stoppar reaktionen. Den optiska densiteten läses vid den tiden och fortsätter slutligen på samma sätt som på det kontinuerliga sättet att bestämma den enzymatiska aktiviteten.

-Läsningsmetod i ultraviolett ljus

Koenzymet nikotinamidadinukleótido har till exempel två former: NADH (reducerad) och NAD⁺ (oxiderad). Dessutom har koenzymet nikotinamidadinukleódofosfat två NADPH- och NADP -former⁺, reducerad respektive oxiderad.

Både de reducerade och oxiderade formerna av koenzymet läses på en längd av 260 nm ultraviolett ljus; Samtidigt läses endast reducerade former på en längd av 340 nm ultraviolett ljus.

Därför, både i oxidations- eller reduktionsreaktioner där de utsedda koenzymerna ingriper, läses 340 nm.

Bestämningen av den enzymatiska aktiviteten är i huvudsak densamma som den som följdes i den kontinuerliga formen av den kolorimetriska metoden; Förutom att den optiska densiteten läses vid 340 nm för att observera genereringen av NADH eller NADPH, eller för att mäta konsumtionen av dessa koenzymer.

Kan tjäna dig: kopparsulfid: struktur, egenskaper, användningar

Detta beror om den uppmätta reaktionen är oxidation eller reduktion.  Genom korrespondensen mellan den optiska densiteten och molen av NADH och NADPH, som fallet kan vara, kan den enzymatiska aktiviteten beräknas genom att dela molens molskvinnor mellan tiden som förflutits i sekunder.

Reglering av enzymaktivitet

Kontroll på underlaget eller produktnivån

När substratkoncentrationen ökar ökar enzymatisk aktivitet. Men till en viss koncentration av underlaget är det aktiva stället eller de aktiva platserna för enzymet mättat, så den enzymatiska aktiviteten blir konstant.

Produkten av enzymatisk verkan kan emellertid också interagera med aktiva enzymplatser och producera en enzymatisk aktivitetsinhibering.

Produkten kan fungera som en konkurrensinhibitor; Till exempel kan hexokinasenzym nämnas. Detta enzym producerar fosforylering av glukos som orsakar glukos-6-fosfat, förening som när de ackumuleras hämmar hexokinas.

Retroaktionskontroll

Det kan hända att en grupp enzymer (a, b, c, d, e och f) agerar i följd på en metabolisk väg. Enzym B använder som ett substrat produkten av enzym A, och så vidare.

Cellen, beroende på dess metaboliska krav, kan aktivera eller hämma sekvenserna för enzymatiska aktiviteter. Till exempel kan ackumuleringen av enzymprodukten F, verka genom att hämma enzymet A eller någon annan av enzymerna i sekvensen.

Alosteriska enzymer

Ett enzym kan bildas av flera underenheter, var och en med sina respektive aktiva platser. Men dessa underenheter agerar inte självständigt, så aktiviteten för en av underenheterna kan aktivera eller hämma de återstående verkan.

Även om hemoglobin inte betraktas som ett enzym, är det en magnifik modell av alosterismfenomenet. Hemoglobin består av fyra proteinkedjor, två a -kedjor och två ß -kedjor, var och en av dem tillsammans med en hemo -grupp.

Bland underenheterna kan två fenomen uppstå: homoalosterism och heteroalosterismo.

Homoalosterism

Föreningen mellan substratet till en av underenheterna ökar affiniteten hos de andra underenheterna med underlaget, vilket ökar den enzymatiska aktiviteten hos var och en av de återstående underenheterna.

På samma sätt ger hämningen av enzymatisk aktivitet i en av underenheterna samma effekt på de återstående.

När det gäller hemoglobin, föreningen av syre till en hemo -grupp av en av proteinkedjorna, kommer det att orsaka en ökning av aviditet på grund av syre i de återstående kedjorna.

På samma sätt orsakar frisättningen av syre i en hemo -grupp frisättning av syre från de återstående grupperna av proteinkedjorna.

Kan tjäna dig: jonisk länk: egenskaper, hur den bildas och exempel

Heterolosterism

Föreningen av ett aktiverande eller hämmande substans, annat än underlaget, till en av underenheterna kommer att orsaka en aktivering eller hämning av den enzymatiska aktiviteten i de andra underenheterna.

När det gäller hemoglobin, Hemo de H Union⁺, Co₂ och 2,3-diffoglycerate till en av underenheterna, minskar affiniteten för hemo-gruppen med syre, vilket orsakar dess frisättning. Denna syrefrisättning produceras också i de andra kedjorna av hemoglobin.

Faktorer som påverkar enzymatisk aktivitet

-Underlagskoncentration

När substratkoncentrationen ökar ökar också enzymatisk aktivitet. Detta beror på en större tillgång till substratmolekylerna till de aktiva platserna för enzymet.

Men för en viss koncentration av underlaget är alla aktiva ställen för enzymet mättade, vilket gör att enzymatisk aktivitet inte ökar även om koncentrationen av substratet ökas.

-pH för den enzymatiska reaktionen

Enzymer har ett optimalt pH där affiniteten för enzymet med underlaget är maximalt. Det maximala värdet för den enzymatiska aktiviteten uppnås till detta pH.

Överskottet av miljöns surhet eller basitet kan orsaka en denaturering av enzymet, vilket följaktligen minskar dess aktivitet.

PH -profilen för den enzymatiska aktiviteten varierar. Således har Pepsin en maximal aktivitet mellan 1-2 pH-enheter; Tripsin har ett optimalt pH på 8; Och papain har en konstant aktivitet mellan ett pH -intervall mellan 4 och 8.

-Enzymatisk reaktionstemperatur

Enzymatisk aktivitet ökar när temperaturen ökar. I allmänhet fördubblas enzymatisk aktivitet för varje 10 graders ökning, tills den optimala temperaturen på den enzymatiska aktiviteten uppnås.

Men genom att överskrida den optimala temperaturen tenderar enzymatisk aktivitet att minska när reaktionstemperaturen ökar. Detta beror på att proteiner och därför enzymer lider av en denaturering på grund av en överdriven temperaturökning.

-Jonisk koncentration av reaktionen

I allmänhet har enzymer en optimal aktivitet i en koncentrationsområde, mellan 0 och 500 mmoler/L. För större koncentrationer tenderar emellertid enzymatisk aktivitet att minska.

Under dessa omständigheter blockeras vissa joniska interaktioner i enzymer, nödvändiga för maximal aktivitet.

Referenser

1. Segel, jag. H. (1975). Biokemiska beräkningar. (2^Och Utgåva). John Wiley & Sons, Inc
2. Lehninger, a. L. (1975). Biokemi. (2^Och Utgåva). Värt förläggare, inc.
3. Mathews, C. K., Van Holde, K. OCH. Och Ahern, K. G. (2002). Biokemi. (3^ra Utgåva). Pearson Addison Wehley.
4. Wikipedia. (2019). Enzymanalys. Hämtad från: i.Wikipedia.org
5. González Juan Manuel. (s.F.). Kinetisk enzym. Biomolekyler. Återhämtat sig från: ehu.Eus