酵素
人体は、さまざまな細胞、組織、およびその他の複雑な器官で構成されています。排泄、消化、呼吸、その他のいくつかの代謝活動などの生物学的機能を効率的に機能させるために、いくつかの化学物質を放出します.これらの化学物質は一般に酵素と呼ばれます。したがって、それらはすべての生物学的プロセスを支配するため、生命にとって不可欠です.
この記事では、酵素とは何か、酵素の機能とは何か、酵素の重要性と特性、その他の質問に対する解決策を提供します。
酵素とは?
すべての生物反応は、酵素と呼ばれる特殊な触媒によって触媒されます。したがって、それらは「生化学触媒」として定義されます。それらは生化学反応、つまり生体内の反応の速度を高めます。
これらは一般に、一連のアミノ酸を含むタンパク質です。それらの機能は、その形状、配列、およびアミノ酸の種類によって決定されます。それらは、好ましくない熱力学的条件下でも反応を引き起こします。
細胞の機能は酵素に依存しています。これらは、細胞内の化学反応を発展させ、スピードアップするのに役立ちます.要するに、細胞が物事を成し遂げるためのサポートをしているのです。反応中の破壊や不可逆的な変更なしに、生化学反応に参加できます。したがって、それらは生化学的触媒と見なされます。
人間の体には何千もの酵素が含まれています。 75,000 を超える酵素が、バイオ燃料、醸造、乳製品、およびその他の製造分野で使用されていると評価されています。
酵素の役割は?
それらの役割は、活性化エネルギーを低下させることであり、それによって、反応物との可逆的な結合により、低温で反応が起こるようになります。単一反応の酵素触媒作用に含まれるステップは、以下のように表すことができます:
E + S ⇌ ES* ⇌ ES ⇌ EX* ⇌ EP ⇌ EP* ⇌ P + E
ここで、S =反応物 (基質と呼ばれる)、
P =製品、
ES および EP =酵素複合体、
EX* および EP* =遷移状態で活性化された複合体
上記の反応は、
と省略できます。E + S ⇌ ES ⇌ P + E
ES =酵素基質複合体。
酵素触媒反応では、活性化エネルギーは低下しますが、反応の正味エネルギーは変化しません。
酵素の例
<オール>酵素にはさらに多くの種類があります。
酵素の特徴とは?
それらにはいくつかの注目すべき特性があります。その一部を以下に示します:
<オール>特異性:
それらは反応特異的です。つまり、それぞれが 1 つの化学反応のみを触媒します。たとえば、酵素ウレアーゼは尿素を NH3 に加水分解することしかできません。 と CO2;スクロースをグルコースとフルクトースに加水分解します。マルトースを加水分解するために、酵素マルターゼが使用されます.
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効率:
酵素は、非常に速い速度で生物学的プロセスの速度を触媒します。酵素の存在下での化学反応は、数百倍から数百万倍の速さで進行します。さらに、これらの反応は、体温および生理的 pH 範囲で発生します。ソースから抽出された場合でも活動を示します。
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少量:
少数の酵素は非常に効率的です。それは、酵素の再生速度が化学触媒に比べて非常に速いからです。例えば、酵素炭酸脱水酵素の 1 分子は、3600 万分子の炭酸を CO2 に分解することができます。 と H2 1分でO.
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最適な温度と pH:
各酵素は、至適温度と pH として知られる特定の温度と pH で最大の活性を示します。これらの条件下では、通常の触媒を使用した場合、ほとんどの化学反応はかなりの速度で発生しません。
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酵素活性化剤 (補酵素):
これらは、反応における酵素活性を高める物質です。例えば、タンパク質が非タンパク質部分として少量のビタミンを含む場合、タンパク質の活性は大幅に強化されます.活性化剤は、通常、反応中の金属イオンです。
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酵素阻害剤と毒物
阻害剤または毒物は、酵素触媒反応の速度を低下させる化合物です。それらは活性官能基と結合することによって機能し、それによってそれらの触媒活性を低下または破壊します。多くの薬物は、その阻害性質のために人体で進行します.
酵素の種類
すべての生物学的反応には、異なる種類の酵素が必要です。このような生物学的反応が多数あるため、生体内で機能する酵素は多数存在します。特定の細胞には、平均で約 3000 種類の酵素が含まれています。それぞれが異なる機能と反応を触媒します。
国際生化学分類連合によると、それらは主に 6 つのタイプに分類されます。
<オール>酸化還元酵素:
これらは、動物や植物組織の膨大なエネルギー供給反応を担っています。反応中、電子と陽子の移動が起こり、酸化還元酵素の名前が付けられます。
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トランスフェラーゼ:
これらは、ある基板から別の基板に原子または原子群を移動させる役割を果たします。たとえば、酵素トランスアミナーゼは、1 つのアミノ酸のアミノ基をケト酸のケト基に転移することを触媒します。
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加水分解酵素:
それらは、複雑な分子の加水分解を単純なものにもたらします。たとえば、リパーゼはグリセリドをグリセロールと高級脂肪酸に加水分解します。他の加水分解酵素には、ペプチダーゼ、チオラーゼ、ホスファターゼなどがあります。
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リアーゼ:
それらは、酸化、還元、または加水分解プロセスを受けることなく、二重結合への基の付加または基を除去して二重結合を作成することを触媒します。たとえば、デカルボキシラーゼは CO2 の除去を触媒します 、カルボニル化合物を形成します。
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イソメラーゼ:
それらは、分子に存在する構造シフトを触媒します。分子の形状の変化や異性体の形成をもたらします。
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リガーゼ:
ATP のリン酸基は、ATP 分子から切断されます。また、基間の結合は、リガーゼ触媒反応で作成されます。これらの酵素はライゲーション プロセスを触媒します。
消化酵素とは何ですか?
消化とは、食品からの栄養素を使用して体にエネルギーを与え、成長を助け、すべての重要な機能を実行する活動です.食べ物を分解して消化を助けるために体が作るタンパク質は、天然の消化酵素です。
食事や軽食を食べると、口の中で消化が行われます。口の中の唾液は、食べ物を体が吸収できる形にすぐに分解し始めます。消化プロセスには、酵素が解放されて誘発されるさまざまなポイントがたくさんあります.
小腸、胃、膵臓はすべて消化酵素を作ります。膵臓は、それらの真の「発電所」です。脂肪、タンパク質、炭水化物の分解を助ける最も重要な消化酵素を生成します。
消化酵素の種類
消化酵素はたくさんあります。膵臓で構成される主な消化酵素には、次のものがあります。
<オール>小腸の他の一般的な酵素は次のとおりです。
<オール>結論
それらは生物学的プロセスに不可欠です。それらがなければ、人生のプロセスは非常に遅く、鈍くなるでしょう.たとえば、消化器系に酵素がなければ、1 食を消化するのに約 50 年かかります。
酵素が触媒と異なるのは、生物学的プロセスを触媒し、変化するという意味です。それでも、酵素と触媒は最終的に解放されます。繰り返し使用でき、摩耗したり使い古されたりしません。
よくある質問
<強い>1.一般的な酵素触媒反応にはどのようなものがありますか?
A. 異なる酵素によって触媒される多くの生化学反応があるため、多くの一般的な酵素触媒反応があります.
| 反応 | 酵素 | ソース |
| サトウキビの反転 | インベルターゼ | 酵母 |
| グルコースからエチルアルコールへの変換 | ザイマーゼ | 酵母 |
| 尿素のNH3への分解 と CO2 | ウレアーゼ | 大豆 |
| 胃でのタンパク質のペプチドへの変換 | ペプシン | 胃 |
| 牛乳からカードへの変換 | 乳酸菌 | カード |
<強い>2.酵素の産業用途は何ですか?
A. 可用性と成長率が高いため、幅広い産業用途に使用できます。乳製品、製パン、飲料、動物飼料、紙パルプ、ポリマー、洗剤、皮革、化粧品、有機合成、廃棄物管理などの産業では、酵素が多用されています。
3. 酵素はどのように触媒として機能しますか?
A. 酵素の作用は非常に特異的です。それらのそれぞれは、その表面に活性部位と呼ばれる特別な領域を持っています.酵素が作用する分子は、この領域に収まります。分子は基質と呼ばれます。この活性部位で化学反応が起こり、酵素が生成物と呼ばれる新しい分子または物質を放出します。
