酵素

酵素である巨大分子の生物学 触媒は、数千の原因である代謝過程、生命を維持する。

酵素は高度に選択的な触媒を大幅に食物の消化からの合成、代謝反応の速度および特異性の両方を加速する。

ほとんどの酵素であるタンパク質いくつかが、触媒性RNA分子が同定されている。

酵素は、特定の採用三次元構造を、有機(例えば、使用することができるビオチン)と無機(例えば、マグネシウム イオン)補因子の触媒作用を支援する。

酵素は、出発分子ほとんどすべての化学反応は生物細胞は生活のために十分な速度で起こるために、酵素を必要としています。

酵素はその基質に対して選択的であり、多くの可能性の中からわずか数の反応をスピードアップするので、細胞内で作られた酵素のセットが決まり代謝経路は、その細胞、組織及び臓器で発生する。

全ての触媒と同様に、酵素が増加する反応の速度を低下させる。

その結果、製品がより速く形成され、反応がより急速に平衡状態に達する。

ほとんどの酵素反応速度が速く、同等の未触媒反応に比べて倍の数百万であり、いくつかは、彼らがしていること非常に高速である。

酵素は、それらが触媒反応によって消費されない、また、彼らは変えない平衡これらの反応の彼らはそれらの基質に対して非常に特異的である。

しかし、酵素は、他のほとんどの触媒とは異なります。酵素は約4000の生化学反応を触媒することが知られている。

いくつかのRNAと呼ばれる分子がリボザイムはの一部である重要な例でも反応を触媒する。

酵素活性は、他の分子の影響を受けることができます減少抑制剤、または増加した活性化剤および毒物は酵素阻害剤である。

活性はまたによって影響される温度、圧力、化学的環境(例えば、pH値)、そして濃縮基質のいくつかの酵素は、合成において、例えば、商業的に使用される。

また、一部の家庭用製品は生化学反応をスピードアップするための酵素を使用します。

酵素は、いくつかの方法は、すべて動作することができる。

低下させる活性化エネルギーを、例えば基質/生成物分子の遷移状態の立体配座に結合することにより、基板の形状に負担をかける。

酵素は、それらの遷移に結合基質(複数可)を歪めるそれによって、遷移を完了するために必要なエネルギー量を低減する。

しかし、遷移状態の電荷と反対の電荷分布を有する環境を作成することによって、基板を歪ませることなく、遷移状態のエネルギーを低下させる。

例えば、一時的に酵素の非存在下では不可能であろう中間ES複合体を形成するために基質と反応する。

反応することが正しい方向に基板を結集することにより、反応エントロピー変化を減らす。

この効果を見渡すことができます。

気温の上昇は反応速度を上げる。

したがって、温度上昇が酵素機能を支援し、さらに高速最終製品を開発する。

あまり加熱された場合は、酵素の形状が悪化し、酵素を変性になる。熱不安定性酵素のようないくつかの酵素は、低温で最もよく働く。

構造が破壊される場合、そのように、その機能になるようにタンパク質の機能は、その構造に依存する。

遷移状態の安定化

ΔGの減少の起源の理解‡は酵素がより多くの無触媒反応の遷移状態よりも、その遷移状態を安定化させることができる方法を見つけるためにいずれかが必要です。

これは、大規模な安定化を達成するための最も効果的な方法は、遷移状態の電荷分布を向いている比較的固定された極性環境を有するとき、特に、静電効果を使用することであると思われる。

機能

酵素の内部ダイナミクスが触媒作用の機序とリンクすることが示唆されている。

内部ダイナミクスは、個体のアミノ酸残基、アミノ酸の群のような酵素の構造の一部の動きがある。

これらの動きは、の範囲のさまざまな時間スケールで発生する。

酵素の構造全体タンパク質残基のネットワークがダイナミックな動きを通して触媒反応に寄与することができる。

単純に見られる運動方式を組み合わせ、プロセス、酵素活性とダイナミクスの; この方式は、いくつかの独立していることができミカエリス·メンテン変動率を介して接続されている。

タンパク質の動きは、多くの酵素に不可欠ですが、コンパクトで高速な振動、以上遅いコンホメーションの動きがより重要である。

関係する反応の種類によって異なります。

これらの動きは、基質および産物に結合して、解放する際に重要であるが、タンパク質の動きが酵素反応における化学ステップを加速させるのに役立つならば、それは明らかではない。

これらの新しい知見は、またアロステリック効果を理解し、新薬の開発に意味を持っている。