酵素セッション II

酵素活性に影響を与える要因。酵素阻害剤。不可逆的阻害剤。可逆的阻害剤。固定化酵素。

酵素は基質分子と反応してそれを生成物に変換することが知られています。酵素活性とは、酵素が化学反応を触媒したり加速したりする能力を指します。温度が酵素の活性に大きな影響を与えることをご存知ですか?。温度が酵素と基質の両方を含む分子の動きとエネルギーにどのように影響するかは興味深いことです。温度が上昇すると、これらの分子はより活発になり、より速く動き回ります。しかし、それは酵素の活性に何を意味するのでしょうか?。そうです、速度が上がると、酵素と基質の間の衝突がより頻繁に起こります。

衝突が増えると、相互作用や触媒反応が成功する可能性が高まります。これにより、酵素活性の全体的な速度と基質から生成物への変換が加速されます。ただし、酵素の活性には最適な温度範囲があることに注意することが重要です。この範囲を超えると、極端に高い温度が酵素に有害な影響を及ぼす可能性があります。ほとんどの人間の酵素にとって最適な温度範囲は摂氏 35 度から 40 度の範囲です。

非常に高い温度では、熱エネルギーによって、酵素の安定性に寄与する水素結合、ジスルフィド結合、その他の弱い結合が破壊される可能性があります。その結果、酵素は変性します。変性とは、proteinsに生じる構造的および機能的な変化を指します。変性した酵素は適切な折り畳みと形状を失います。変性した酵素は機能しなくなります。これは、基質に効果的に結合して反応を触媒できないことを意味します。

酵素の活性に影響を与えるもう一つの要因は pH です。 pH は溶液の酸性度または塩基性度を測る指標です。溶液中に水素イオンがいくつあるかを示します。 pH 値が 7 未満の場合は酸性溶液であることを示します。 pH が 7 を超えると、溶液は塩基性であることを示します。 pH 7 は中性と見なされます。水のpH値は7です。

それでは、pH の変化が酵素の活性にどのように影響するかを説明しましょう。酵素は、体内の化学反応を促進する特殊なproteinsです。これらは、基質と呼ばれる種類の分子に結合し、それを生成物に変換できるようにする特定の形状を持っています。酵素は、最適 pH と呼ばれる特定の pH レベルで最もよく機能します。この pH では酵素の構造は安定します。酵素の活性部位も正しい形状になっており、基質に効率的に結合して反応を実行します。

pH が酵素の最適レベルから変化すると、酵素の構造が破壊される可能性があります。この破壊は主に、酵素の形状を維持するイオン結合と水素結合によるものです。これらの結合は pH の変化に敏感です。もっと簡単に言えば、酵素を錠前、基質を鍵と考えてください。ロックは鍵にぴったり合う特別な形状をしています。しかし、pH が最適でない場合、錠前が歪んでしまい、鍵がうまくかからなくなってしまうのです。そのため、反応は効率的に起こりません。

酵素によって最適な pH は異なります。これは、それらが体のさまざまな部分に存在し、さまざまな機能を果たすためです。たとえば、胃の酵素は胃の酸性環境で最もよく働き、消化を助けます。対照的に、小腸の酵素は、その環境で消化プロセスを継続するため、よりアルカリ性の pH を好みます。

酵素活性は基質の濃度によっても影響を受けます。基質の濃度が低い場合、酵素が相互作用できる基質分子の数が少なくなります。その結果、酵素基質の衝突の頻度は低くなります。反応速度は比較的遅くなります。基質濃度が上昇すると、反応速度も上昇します。これは、酵素が利用できる基質分子が増えるためです。これは、酵素と基質の衝突の可能性が高いことを意味します。

しかし、基質濃度をさらに増加しても反応速度が比例して上昇しなくなる点があります。これは酵素が飽和状態に達するためです。飽和状態では、酵素上の利用可能なすべての活性部位が基質分子によって占有されます。酵素の活性部位が飽和すると、追加の基質分子は酵素に結合できなくなります。基質は他にもあるかもしれませんが、活性部位が利用可能になるまで待たなければなりません。これにより、酵素が基質を生成物に変換する速度が制限されます。

酵素の濃度も酵素の活性に影響します。一般的に、酵素濃度が上昇すると反応速度も上昇します。これは、基質と結合できる酵素が増えるためです。ただし、基質の濃度が制限されている場合、酵素濃度をさらに上昇させても反応速度には影響しません。

酵素阻害剤は、酵素に結合してその正常な機能を妨げる分子です。それらは酵素の活性を高めたり、低下させたりすることができます。阻害剤は主にtwoのタイプに分類できます。これらは可逆的阻害剤と不可逆的阻害剤です。可逆的阻害剤は非共有結合的な相互作用を通じて酵素に結合します。可逆的阻害剤は、磁石が金属表面にくっつくように、酵素に一時的に付着できる阻害剤です。この結合は解除することができ、酵素は正常に機能するようになります。

可逆的阻害剤はさらに競合的阻害剤、非競合的阻害剤、非競合的阻害剤に分類できます。競合阻害剤は酵素の活性部位をめぐって基質と競合します。それらは活性部位に可逆的に結合します。競合阻害剤は基質の結合を阻害します。それらは酵素の活性を低下させます。基質濃度を増加させると競合阻害の影響を克服できます。

非競合的阻害剤は、酵素の活性部位以外の部位に結合します。その部位はアロステリック部位として知られています。非競合的阻害剤の結合は酵素の活性部位の形状と構造の変化を引き起こします。これで基質は酵素の活性部位に結合できなくなります。その結果、酵素の活性が低下します。非競合的阻害は基質濃度の増加によって克服されません。

非競合的阻害剤は、酵素にすでに基質が結合している場合にのみ酵素に結合することによって作用します。阻害剤が結合すると、酵素が通常生成する生成物の放出が妨げられます。それは鍵がすでに中にあるときだけ閉じることができる錠前のようなものです。

不可逆的な阻害剤は酵素と共有結合を形成します。これらの阻害剤は酵素の永久的な不活性化を引き起こします。これらの阻害剤には、反応性の高い官能基が含まれていることがよくあります。これらの反応性官能基は、酵素の活性部位の特定のamino acidsに不可逆的に結合します。

固定化酵素は、小さなビーズのような固体材料に付着した酵素です。これにより、化学反応中に酵素がoneか所に留まります。酵素を固定化することにはいくつかの利点があります。固定化により、酵素が損傷したり破壊されたりするのを防ぐことができます固定化された酵素は固体支持体に結合されているため、反応混合物から簡単に分離でき、複数回再利用できます。これにより、反応ごとに新しい酵素を作成したり精製したりする必要がなくなり、時間とコストを節約できます。

細胞膜と輸送 - セッション I

酵素セッション II

酵素活性に影響を与える要因。 酵素阻害剤。 不可逆的阻害剤。 可逆的阻害剤。 固定化酵素。

酵素活性に影響を与える要因。酵素阻害剤。不可逆的阻害剤。可逆的阻害剤。固定化酵素。