Entsyymi

Wikipedia

Entsyymit ovat biologisia katalyytteja, eli ne nopeuttavat kemiallisia reaktioita. Entsyymit ovat tyypillisesti proteiineja, mutta myös RNA-molekyylit voivat olla entsyymejä, jolloin puhutaan ribotsyymeistä. Monissa proteiinientsyymeissä aktiivinen keskus koostuu muusta kuin aminohapoista, usein aminohappoihin koordinoituneesta yhdestä tai useammasta metalli-ionista. Tavallisimpia näistä ovat kupari-, rauta- ja sinkki-ionit.

Ilman entsyymejä kemialliset reaktiot tapahtuisivat soluissa liian hitaasti, eikä elämä olisi mahdollista. Entsyymit nopeuttavat reaktioita vähintään tuhatkertaisesti, joskus jopa 10¹⁷-kertaisesti. Entsyymit ovat erittäin spesifejä katalyyttejä eli ne katalysoivat vain tiettyjä reaktioita. Entsyymin spesifisyyden määrä sen aktiivinen kohta.

Entsyymit tarvitsevat sopivan lämpötilan ja happamuuden toimiakseen hyvin.

Suurin osa entsyymeistä toimii solujen sisällä, osa ulkopuolella. Kun entsyymit katalysoivat reaktioita, reagoiva aine eli substraatti kiinnittyy joksikin aikaa entsymin aktiiviseen kohtaan. Reaktiossa substraatti muuttuu lopputuotteeksi. Entsyymi ei muutu reaktion aikana vaan se voi reaktion jälkeen katalysoida uudelleen. Reaktion ollessa ohi entsyymi irtoaa substraatista.

[muokkaa] Entsyymiaktiivisuuden säätely

Entsyymien aktiivisuutta tulee säädellä, jottei entsyymien katalysoiman reaktion tuotetta kertyisi ylimäärin silloin, kun sitä ei tarvita elimistössä. Lisäksi entsyymiaktiivisuuden säätelyä tarvitaan, jotta tuotetta saataisiin tarvittaessa mahdollisimman nopeasti. Entsyymiaktiivisuutta voidaan säädellä muun muassa geenien aktiivisuuden avulla. Myös lähetti-RNA:n translaation avulla voidaan vaikuttaa entsyymien aktiivisuuteen. Joissain tapauksissa voidaan entsyymiaktiivisuuten vaikuttaa entsyymien hajotuksen avulla. Usein entsyymiaktiivisuuden säätelyn perustana toimii lopputuotteen määrä, jonka mukaan entsyymien määrää joko vähennetään (lopputuotetta paljon) tai lisätään (lopputuotetta vähän). Entsyymin säätely voidaan jakaa neljään pääluokkaan: allosteerinen säätely, stimulaatio ja inhibiotio kontrolliproteeinilla, reversiibeli kovalenttinen modifikaatio ja proteolyyttinen aktivaatio

[muokkaa] Entsyymin toiminnan estäminen

Inhibiittorit ovat aineita, jotka estävät entsyymin toiminnan. Ne voivat pysäyttää reaktion kulun kolmella eri tavalla. 1. Inhibiittori voi kiinnittyä entsyyminen aktiiviseen kohtaan, jolloin substraatti ei pääse kiinnittymään. Esim. antibiootit kiinnittyvät bakteerien aineenvaihdunnassa toimivien entsyymien aktiiviseen kohtaan, jolloin bakteerit kuolevat. 2. Jotkut inhibiittorit muuttavat entsyymimolekyylin muotoa, jolloin substraatti ei pysty kiinnittymään sen aktiiviseen kohtaan. Syanidi, hermokaasu ja arsenikki estävät tällä tavalla joidenkin elämän kannalta välttämättömien reaktioiden tapahtumisen soluissa ja ovat sen takia tappavan myrkyllisiä. 3. Soluissa on luonnollisia inhibiittoreita. Kun entsyymireaktion lopputuotetta on riittävästi, voi lopputuote estää entsyymin tuotannon solussa toimimalla luonnollisena inhibiittorina. Näin solussa tapahtuvien kemiallisten reaktioiden tasapaino säilyy.

[muokkaa] Entsyymien nimeäminen

Entsyymit nimitetään liittämällä -aasi-pääte niiden substraattinimeen, esimerkiksi peptidaasi, tai reaktionimeen, esimerksi oksidaasi. Entsyymit luokitellaan ja nimetään Entsyymikomissiossa (Enzyme Commission of the International Union of Biochemistry).

Entsyymit jaetaan katalysoimansa reaktion mukaan kuuteen luokkaan:

• Oksidoreduktaasit siirtävät elektroneja, jolloin tapahtuu hapetus-pelkistysreaktio.
• Transferaasit siirtävät atomiryhmiä molekyyliltä toiselle.
• Hydrolaasit katkaisevat kovalenttisen sidoksen hydrolysoimalla.
• Lyaasit katkaisevat kovalenttisen sidoksen siirtämällä molekyylistä jonkin atomiryhmän.
• Isomeraasit aiheuttavat molekyylissä rakenteellisia muutoksia.
• Ligaasit liittävät kaksi erillistä molekyyliä toisiinsa.