De enzymatisk aktivitet det är ett sätt att uttrycka mängden enzym närvarande vid en given tidpunkt. Indikerar mängden substrat som transformeras till produkt, genom enzymets katalytiska verkan per tidsenhet.
Det påverkas av förhållandena under vilka den enzymatiska reaktionen äger rum, varför det vanligtvis avser den temperatur vid vilken den mäts. Men vad är enzymer? De är biologiska katalysatorer som kan påskynda reaktionshastigheten utan att genomgå en oåterkallelig förändring under den katalyserade processen.
Enzymer är i allmänhet proteiner med undantag av ribosomer, RNA-molekyler med enzymatisk aktivitet.
Enzymer ökar reaktionshastigheten genom att minska energibarriären (aktiveringsenergi); som måste utgå för att nå övergångstillståndet och därmed inträffar reaktionen.
Substratmolekylerna som når övergångstillståndet genomgår strukturella förändringar, vilket leder till att de härrör från produktmolekylerna. Baserat på de funktioner de uppfyller klassificeras enzymer i sex stora grupper: oxyreduktaser, transferaser, hydrolaser, lyaser, isomeraser och ligaser..
Enzymerna bromelain och papain är till exempel proteolytiska enzymer (hydrolaser) som finns i ananas respektive ananas respektive papaya eller papaya..
Det är känt att både ananas och papaya underlättar matsmältningsprocessen, eftersom genom att agera de proteolytiska enzymerna de innehåller hjälper till att smälta proteinerna från, det vill säga kött och korn.
Artikelindex
Enzymenheten (IE) är mängden enzym som katalyserar transformationen av 1 µmol substrat på en minut.
Därefter definierade International System of Units (SI) enheten av enzymaktivitet som mängden enzym som omvandlar 1 mol substrat till produkt per sekund. Enheten fick namnet katal (kat).
1 mol = 106 µmol och 1 minut = 60 sekunder.
Därför är 1 katal lika med 60106 UI. Eftersom katal är en stor enhet används ofta mindre enheter, såsom: mikrokatal (µkat), 10-6 katal och nanokatal (πkat), 10-9 katal.
Det är antalet enheter av enzymaktivitet dividerat med milligram protein i provet som testas. Den specifika aktiviteten är direkt relaterad till graden av rening av enzymet.
Det finns flera metoder för att bestämma aktiviteten hos ett enzym. Valet av en speciell metod beror på syftet med enzymanalysen; metodens tillämpbarhet; tillgång till den utrustning som krävs för att genomföra experimentet; kostnaden för att använda en viss metod, etc..
Det finns spektrofotometriska, fluorometriska, kemiluminescenta, kalorimetriska, radiometriska och kromatografiska metoder..
Spektrofotometriska metoder kan vara kolorimetriska och avläsas i den ultravioletta (UV) regionen av elektromagnetisk strålning..
Den är baserad på genereringen av en kromofor genom enzymatisk verkan. Enzymaktivitet kan följas kontinuerligt eller diskontinuerligt.
I den kontinuerliga formen placeras reagensen i en kyvett i spektrofotometern vid önskad våglängd, vilket motsvarar den vid vilken kromoforen har sitt maximala optiska densitetsvärde; och att det dessutom inte stör någon annan substans som kan genereras.
Den enzymatiska reaktionen initieras genom tillsats av provet som innehåller enzymet, vars aktivitet ska bestämmas. Samtidigt startas stoppuret och då och då noteras det optiska densitetsvärdet..
Eftersom ekvivalensen mellan den optiska densiteten och molerna av substratet eller produkten av den enzymatiska verkan är känd, är det beroende på den använda tekniken möjligt att beräkna molen av det förbrukade substratet eller de producerade molerna..
Eftersom den förflutna tiden för den enzymatiska reaktionen har uppmätts, kan dessutom molen som konsumeras eller produceras per sekund erhållas. Således är den enzymatiska aktiviteten etablerad i katalenheter.
I satsvis form för bestämning av den enzymatiska aktiviteten placeras provrören med reaktionskomponenterna, förutom provet som innehåller enzymet eller en annan komponent, i ett bad vid 37 ° C. Reaktionen börjar sedan med tillsats av den saknade komponenten..
Den tid som indikeras av tekniken tillåts inträffa och reaktionen avslutas genom tillsats av en förening som stoppar reaktionen. Den optiska densiteten avläses vid det ögonblicket och fortsätter slutligen på samma sätt som på kontinuerligt sätt för att bestämma den enzymatiska aktiviteten..
Koenzymet nikotinamityinukleotid har till exempel två former: NADH (reducerad) och NAD+ (rostig). Likaså har koenzymet nikotinamityinukleotidfosfat två former NADPH och NADP+, reduceras respektive oxideras.
Både de reducerade och oxiderade formerna av koenzymet avläses i en längd av 260 nm från ultraviolett ljus; under tiden läses endast de reducerade formerna med en längd av 340 nm från ultraviolett ljus.
Därför läses de både vid oxidations- eller reduktionsreaktionerna i vilka de nämnda koenzymerna ingriper vid 340 nm.
Bestämningen av den enzymatiska aktiviteten är i huvudsak densamma som den som följs i den kontinuerliga formen av den kolorimetriska metoden; förutom att den optiska densiteten avläses vid 340 nm för att observera genereringen av NADH eller NADPH, eller för att mäta förbrukningen av dessa koenzymer.
Detta beror på om den uppmätta reaktionen är oxidation eller reduktion. Med hjälp av överensstämmelsen mellan den optiska densiteten och molerna av NADH och NADPH, beroende på vad som är fallet, kan den enzymatiska aktiviteten beräknas genom att dividera molen av koenzymet med den förflutna tiden i sekunder.
När substratkoncentrationen ökar, ökar enzymaktiviteten. Men vid en viss koncentration av substratet är enzymets aktiva plats eller aktiva platser mättade, så enzymaktiviteten blir konstant..
Emellertid kan produkten av den enzymatiska verkan också interagera med enzymets aktiva ställen, vilket ger en hämning av den enzymatiska aktiviteten..
Produkten kan fungera som en konkurrerande hämmare; till exempel kan enzymet hexokinas nämnas. Detta enzym producerar fosforylering av glukos med ursprung i glukos-6-fosfat, en förening som, när den ackumuleras, hämmar hexokinas.
Det kan hända att en grupp enzymer (A, B, C, D, E och F) agerar sekventiellt i en metabolisk väg. Enzym B använder produkten av enzym A som substrat och så vidare.
Cellen, beroende på dess metaboliska krav, kan aktivera eller hämma sekvenser av enzymatiska aktiviteter. Exempelvis kan ackumuleringen av produkten av enzym F verka genom att hämma enzym A eller någon annan av enzymerna i sekvensen.
Ett enzym kan bestå av flera underenheter, var och en med sina respektive aktiva platser. Men dessa underenheter agerar inte självständigt, så aktiviteten hos en av underenheterna kan aktivera eller hämma verkan hos de återstående..
Även om hemoglobin inte anses vara ett enzym, är det en magnifik modell för fenomenet allosterism. Hemoglobin består av fyra proteinkedjor, två α-kedjor och två β-kedjor, var och en av dem är bundna till en hemgrupp..
Två fenomen kan förekomma mellan underenheterna: homoalosterism och heteroalosterism.
Bindning av substratet till en av subenheterna ökar affiniteten hos de andra subenheterna för substratet, vilket i sin tur ökar den enzymatiska aktiviteten för var och en av de återstående subenheterna..
På samma sätt producerar hämningen av den enzymatiska aktiviteten i en av underenheterna samma effekt i de återstående..
När det gäller hemoglobin kommer syrebindningen till en hemgrupp i en av proteinkedjorna att orsaka en ökning av aviditeten för syre i de återstående kedjorna..
På samma sätt orsakar frisättningen av syre från en hemgrupp frisättning av syre från de återstående grupperna i proteinkedjorna..
Bindningen av en aktiverande eller inhiberande substans, annan än substratet, till en av underenheterna kommer att orsaka en aktivering eller inhibering av den enzymatiska aktiviteten i de andra underenheterna.
När det gäller hemoglobin är bindningen till hemgruppen av H.+, COtvå och 2,3-difosfoglycerat till en av underenheterna minskar hemmagruppens affinitet för syre, vilket orsakar dess frisättning. Denna utsläpp av syre produceras också i andra hemoglobinkedjor.
När koncentrationen av substratet ökar ökar enzymaktiviteten. Detta beror på ökad tillgång av substratmolekylerna till enzymets aktiva platser..
Men för en given koncentration av substratet är alla aktiva platser i enzymet mättade med det, vilket orsakar att den enzymatiska aktiviteten inte ökar även om substratets koncentration ökas..
Enzymer har ett optimalt pH-värde där enzymets affinitet för substratet är högst. Vid detta pH uppnås det maximala värdet av enzymatisk aktivitet.
Mediets överskott av surhet eller basitet kan orsaka en denaturering av enzymet, vilket följaktligen minskar dess aktivitet..
Enzymaktivitetens pH-profil varierar. Således har exempelvis pepsin en maximal aktivitet mellan 1-2 pH-enheter; trypsin har ett optimalt pH på 8; och papain har en konstant aktivitet mellan ett pH-intervall mellan 4 och 8.
Enzymaktiviteten ökar när temperaturen ökar. Generellt fördubblas enzymaktiviteten för varje 10-gradersökning tills den optimala temperaturen för enzymaktivitet uppnås..
Men när den optimala temperaturen överskrids tenderar enzymaktiviteten att minska när reaktionstemperaturen ökar. Detta beror på det faktum att proteiner, och därför enzymer, genomgår denaturering på grund av en alltför hög temperaturökning..
I allmänhet har enzymer optimal aktivitet i ett koncentrationsområde, som omfattar mellan 0 och 500 mmol / L. Men för högre koncentrationer tenderar enzymaktiviteten att minska.
Under dessa omständigheter blockeras vissa joniska interaktioner i enzymer, nödvändiga för deras maximala aktivitet..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.