APOENZYM: EGENSKAPER, FUNKTIONER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

Ett apoenzym är proteindelen av ett enzym, därför är det också känt som apoprotein. Apoenzymet är inaktivt, det vill säga det kan inte utföra sin funktion att utföra en viss biokemisk reaktion, och det är ofullständigt tills det binder till andra molekyler kända som kofaktorer.

Proteindelen (apoenzymet) bildar tillsammans med en kofaktor ett komplett enzym (holoenzym). Enzymer är proteiner som kan öka hastigheten för biokemiska processer. Vissa enzymer behöver sina kofaktorer för att utföra katalys, medan andra inte.

Huvuddrag

Det är proteinstrukturer

Apoenzym motsvarar proteindelen av ett enzym, som är molekyler vars funktion är att fungera som katalysatorer för vissa kemiska reaktioner i kroppen.

De är en del av de konjugerade enzymerna

Enzymer som inte kräver kofaktorer är kända som enkla, såsom pepsin, trypsin och ureas. I stället kallas enzymer som kräver en viss kofaktor som konjugerade enzymer. Dessa består av två huvudkomponenter: kofaktorn, som är icke-proteinstrukturen; och apoenzymet, proteinstrukturen.

Kofaktorn kan vara en organisk förening (t.ex. ett vitamin) eller en oorganisk förening (t.ex. en metalljon). Den organiska kofaktorn kan vara ett koenzym eller en protesgrupp. Ett koenzym är en kofaktor som är löst bunden till enzymet och därför lätt kan frigöras från det aktiva stället för enzymet.

De medger olika kofaktorer

Det finns många kofaktorer som binds med apoenzym för att producera holoenzym. Vanliga koenzym är NAD +, FAD, koenzym A, vitamin B och vitamin C. Vanliga metalljoner som binder med apoenzym är bland annat järn, koppar, kalcium, zink och magnesium.

Kofaktorerna binds tätt eller löst med apoenzym för att omvandla apoenzymet till ett holoenzym. När kofaktorn har tagits bort från holoenzym omvandlas den tillbaka till apoenzym, vilket är inaktivt och ofullständigt.

Apoenzymfunktioner

Skapa holoenzym

Apoenzymers huvudfunktion är att ge upphov till holoenzym: apoenzym binder med en kofaktor och från denna länk genereras ett holoenzym.

Leda till katalytisk verkan

Katalys avser processen genom vilken vissa kemiska reaktioner kan påskyndas. Tack vare apoenzym är holoenzym fullbordade och kan aktivera deras katalytiska verkan.

exempel

Kolsyraanhydras

Kolanhydras är ett avgörande enzym i djurceller, växtceller och i miljön för att stabilisera koldioxidkoncentrationer.

Utan detta enzym skulle omvandlingen av koldioxid till bikarbonat - och vice versa - vara extremt långsam, vilket gör det nästan omöjligt att genomföra vitala processer, såsom fotosyntes i växter och utandning under andning.

Hemoglobin

Hemoglobin är ett globulärt protein som finns i rödblodcellerna i ryggradsdjur och i plasma för många ryggradslösa djur, vars funktion är att transportera syre och koldioxid.

Bindningen av syre och koldioxid till enzymet sker på en plats som kallas hemgruppen, som är ansvarig för att ge ryggradsblod dess röda färg.

Globular hemoglobin

Cytokromoxidas

Cytokromoxidas är ett enzym som finns i de flesta celler. Innehåller järn och en porfyrin.

Detta oxiderande enzym är mycket viktigt för energiproduktionsprocesser. Det finns i mitokondriell membran där det katalyserar överföringen av elektroner från cytokrom till syre, vilket i slutändan leder till bildning av vatten och ATP (energimolekyl).

Alkoholdehydrogenas

Alkoholdehydrogenas är ett enzym som främst finns i levern och magen. Detta apoenzym katalyserar det första steget i alkoholmetabolismen; det vill säga oxidation av etanol och andra alkoholer. På detta sätt förvandlas det till acetaldehyd.

Namnet indikerar verkningsmekanismen i denna process: prefixet "des" betyder "nej" och "hydro" avser en väteatom. Således är funktionen av alkoholdehydrogenas att avlägsna en väteatom från alkoholen.

Pyruvat-kinas

Pyruvat-kinas är apoenzymet som katalyserar det sista steget i den cellulära processen för glukosnedbrytning (glykolys).

Dess funktion är att påskynda överföringen av en fosfatgrupp från fosfoenolpyruvat till adenosindifosfat, vilket ger en molekyl pyruvat och en av ATP.

Pyruvat-kinas har fyra olika former (isoenzym) i de olika vävnaderna hos djur, som var och en har specifika kinetiska egenskaper som är nödvändiga för att matcha metabolismkraven för dessa vävnader.

Pyruvat karboxylas

Pyruvat-karboxylas är det enzym som katalyserar karboxylering; det vill säga överföringen av en karboxylgrupp till en pyruvatmolekyl för att bilda oxaloacetat.

Det katalyserar specifikt i olika vävnader, till exempel: i lever och njure påskyndar de initiala reaktionerna för syntes av glukos, medan det i fettvävnad och hjärna främjar syntesen av lipider från pyruvat.

Det är också involverat i andra reaktioner som är en del av kolhydratbiosyntesen.

Acetylkoenzym A karboxylas

Acetyl-CoA-karboxylas är ett viktigt enzym i metabolismen av fettsyror. Det är ett protein som finns i både djur och växter och presenterar flera underenheter som katalyserar olika reaktioner.

Dess funktion är i princip att överföra en karboxylgrupp till acetyl-CoA för att omvandla den till malonylkoenzym A (malonyl-CoA).

Den har 2 isoformer, kallade ACC1 och ACC2, som skiljer sig i deras funktion och i deras distribution i däggdjursvävnader.

Monoaminoxidas

Monoaminoxidas är ett enzym som finns i nervvävnader där det utför viktiga funktioner för inaktivering av vissa neurotransmittorer, såsom serotonin, melatonin och epinefrin.

Deltar i biokemiska nedbrytningsreaktioner av olika monoaminer i hjärnan. I dessa oxidativa reaktioner använder enzymet syre för att avlägsna en aminogrupp från en molekyl och producera en aldehyd (eller keton) och motsvarande ammoniak.

Laktatdehydrogenas

Laktatdehydrogenas är ett enzym som finns i cellerna från djur, växter och prokaryoter. Dess funktion är att främja omvandlingen av laktat till pyruvinsyra och vice versa.

Detta enzym är viktigt vid cellulär andning under vilken glukos, från mat, bryts ned för att erhålla användbar energi för celler.

Även om laktatdehydrogenas är rikligt i vävnader, är nivåerna av detta enzym låga i blodet. Men när det finns en skada eller sjukdom, släpps många molekyler i blodomloppet. Således är laktatdehydrogenas en indikator på vissa skador och sjukdomar, såsom hjärtattacker, anemi, cancer, HIV, bland andra.

katalas

Katalas finns i alla organismer som lever i närvaro av syre. Det är ett enzym som påskyndar reaktionen genom vilken väteperoxid bryts ned i vatten och syre. På detta sätt hindrar det ansamling av giftiga föreningar.

Således hjälper det att skydda organ och vävnader från skador orsakade av peroxid, en förening som kontinuerligt produceras i många metaboliska reaktioner. Hos däggdjur finns det främst i levern.

referenser

1. Agrawal, A., Gandhe, M., Gupta, D., & Reddy, M. (2016). Preliminär studie på serumlaktatdehydrogenas (LDH) -Prognostic Biomarker in Carcinoma Breast. Journal of Clinical and Diagnostic Research, 6-8.
2. Athappilly, FK, & Hendrickson, WA (1995). Struktur av biotinyldomänen i acetyl-koenzym A-karboxylas bestämd genom MAD-fasning. Struktur, 3 (12), 1407–1419.
3. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokemi (8: e upplagan). WH Freeman and Company.
4. Butt, AA, Michaels, S., & Kissinger, P. (2002). Föreningen av serumlaktatdehydrogenasnivå med utvalda opportunistiska infektioner och HIV-progression. International Journal of Infectious Diseases, 6 (3), 178–181.
5. Fegler, J. (1944). Funktion av kolsyraanhydras i blod. Naturen, 137–38.
6. Gaweska, H., & Fitzpatrick, PF (2011). Strukturer och mekanism för monoaminoxidasfamiljen. Biomolekylära koncept, 2 (5), 365–377.
7. Gupta, V., & Bamezai, RNK (2010). Humant pyruvat-kinas M2: Ett multifunktionellt protein. Protein Science, 19 (11), 2031–2044.
8. Jitrapakdee, S., St Maurice, M., Rayment, I., Cleland, WW, Wallace, JC, & Attwood, PV (2008). Struktur, mekanism och reglering av pyruvatkarboxylas. Biochemical Journal, 413 (3), 369-387.
9. Muirhead, H. (1990). Isoenzymer av pyruvatkinas. Biochemical Society Transactions, 18, 193-196.
10. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologi (7: e upplagan) Cengage Learning.
11. Supuran, CT (2016). Struktur och funktion av kolsyraanhydraser. Biochemical Journal, 473 (14), 2023–2032.
12. Tipton, KF, Boyce, S., O'Sullivan, J., Davey, GP, & Healy, J. (2004). Monoaminoxidas: säkerhet och osäkerhet. Current Medicinal Chemistry, 11 (15), 1965–1982.
13. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life on the Molecular Level (5: e upplagan). Wiley.
14. Xu, HN, Kadlececk, S., Profka, H., Glickson, JD, Rizi, R., & Li, LZ (2014). Är högre laktat en indikator på tumörmetastatisk risk a En pilot-MRS-studie med Hyperpolariserad13C-Pyruvat. Academic Radiology, 21 (2), 223–231.