Enzymy, vitamíny, hormony a jejich význam

Proč je zakázané kopírování? 💾 Stáhnout materiálVIP členstvíNahlásit chybu

 

Otázka: Enzymy, vitamíny, hormony

Předmět: Chemie

Přidal(a): VityVity

 

 

Enzymy, vitamíny, hormony a jejich význam pro biologickou funkci živých organismů

 

Enzymy

  • látka sloužící jako biokatalyzátory
  • Historie:     
    • 1787 – FERMENTY (kvasné procesy – fermentace)
    • 1878 – enzym
    • 1926 – bílkovinná povaha
    • od 60. let 20. století – výroba (prací prostředky)
      • jen při nízkých teplotách (jinak denaturace)
  • základem enzymu je globulární bílkovina
  • pro biologickou funkci je rozhodující terciární (resp. kvartérní) struktura enzymu
  • princip účinku enzymů
    • snížení aktivační energie
    • enzymová reakce probíhá jiným mechanismem přes jiné meziprodukty
    • přes komplex enzym-substrát

 

Rozdíl mezi enzymy a katalyzátory:

  • základem enzymu je globulární bílkovina
  • aktivní centrum – místo, na které se váže substrát
    • prostorové uspořádání, které tvarově odpovídá substrátu
    • přirovnání „ruka + rukavice“
    • 1 molekula enzymu může za 1s přeměnit 50 000 molekul substrátu
  • 1 chemická reakce, 1 enzym
    • část enzymu může katalyzovat několik substrátů
  • specifický účinek
    • funkční – váže se k určitému typu reakce
    • substrátová – k přesně určenému substrátu
  • struktura
    • jednoduchá globulární bílkovina
    • více podjednotek → kvartérní soustava
    • haloenzym – aktivní enzym, skládá se z:
      • apoenzym – bílkovinná složka
      • koenzym/prostetická skupina/kofaktor – nebílkovinná složka – může se vázat na různé části enzymů, přenášet látky, e-, je vázán volně
        • NAD+, NADP+, FAD – přenáší proton mezi různými substráty
        • ATP – přenáší fosfát
  • specifický účinek
    • faktory ovlivňující rychlost enzymových reakcí
      • teploty – kolem 60°C dochází k denaturaci

 

Regulace činnosti enzymů

  • aktivace x inhibice

a) Aktivace

  • 1) allosterická aktivace
    • enzymy mají kromě aktivačního i allosterické centrum
    • enzym je neúčinný → naváže se aktivátor → změna konformace (prostorového uspořádání) → navázání substrátu
  • 2) proteolytické štěpení
    • odštěpení části řetězce, která brání navázání substrátu, kryje aktivní centrum

b) Inhibice

  • 1) kompetitivní (soutěživá)
    • není trvalá, pokud se zvýší koncentrace substrátu, tak se zlepší ve prospěch substrátu
  • 2) Nekompetitivní
    • inhibitor je kation kovu
    • enzymové jedy (Hg, Pb, W,…)
    • nevratně se naváží
  • 3) allosterická
    • enzym má navázaný substrát, je potřeba vypnout reakci, inhibitor se naváže na allosterické centrum, změní se konformace a substrát se již nemůže navázat
    • Názvosloví enzymů
    • nejstarší       koncovka -in              (trypsin, pepsin, ptyalin)
    • 1883             koncovka -áza            (amyláza, hydroláza)
    • 1961             systémové názvosloví – Mezinárodní unie biochemie
    • substrát + reakce + -áza
    • DNA-polymeráza

 

Podle typu katalyzované reakce se dělí enzymy na 6 tříd

  • a) oxidoreduktázy ( katalyzují redoxní reakce – přenášejí e-, H+ mezi substráty)
    • CH3CHCOO-             →        CH3CCOO-                dehydrogenace – oxidace
    • OH                                           O
    • laktát → pyruvát → laktátdehydrogenáza
  • b) transferázy (přenos skupin atomů mezi substráty – NH2, fosfát, CH3)
    • obsahují kofaktor – nebílkovinná složka
    • aminotransferázy
  • c) hydrolázy (štěpí chemické vazby za účasti vody)
    • bez kofaktorů (čistě jednoduché bílkoviny)
    • proteázy (trávicí enzymy – pepsin, tripsin, ptyalin – amyláza)
    • glykosidázy, esterázy, lipázy, nukleázy
  • d) liázy (synthasy)
    • složené bílkoviny
    • nehydrolytické štěpení vazeb
    • dekarboxylázy (štěpí CO2)
    • pyruvátdekarboxyláza (pyruvát na acetylkoenzym A)
  • e) isomerázy
    • jednoduché bílkoviny
    • citrátisomeráza – přenos skupiny -OH z polohy, kde je neoxidovatelná do polohy, ve které z ní lze lehce odštěpit vodík (isocitrát)
  • f) ligázy (synthetasy)
    • obsahují kofaktory
    • vznik energeticky náročných vazeb za uvolnění energie ATP
    • karboxylázy – přeměna pyruvátu na oxalacetát
      • → pyruvátkarboxyláza

 

Význam enzymů

  • prací prášky – max do 60°C
  • izolované enzymy (používají se v genovém inženýrství – RESTRIKČNÍ ENDONUKLEÁZY – štěpí DNA na určitých místech, tam, kde ji rozštěpí, se může navázat jiná část)
  • kvašení (potraviny)
  • čistírny odpadních vod (bakterie disponující enzymatickými látkami)

 

Vitaminy

  • nízkomolekulární sloučeniny s významnými biologickými funkcemi
  • jsou součástí kofaktorů enzymů (→ nedostatek by mohl být fatální)
  • vyšší organismy je musí přijímat v potravě = esenciální
  • hypervitaminóza – velký  příjem vitaminů
  • hypovitaminóza – nízký příjem vitaminu
  • avitaminóza – úplný nedostatek
  • provitamin – neúčinná forma vitaminu

 

Rozdělení vitamínů

a) vitaminy rozpustné v tucích (A, D, E, K)

  • A – retinol
    • diterpen, alkohol
    • provitamin β-karoten (tetraterpen, jeho rozštěpením vzniká A)
    • nedostatek – šeroslepost
  • D – kalciferoly
    • provitamin ergosterol – steroid
    • není steroid jako jeho provitamin
    • zajišťuje vstřebávání Ca do kostí
    • nedostatek způsobuje měknutí kostí → křivice (rachitida)
  • E – tokoferoly
    • v mladých rostlinných buňkách
    • antioxidanty
    • „vitaminy mládí“ – vliv na dozrávání buněk
    • nedostatek způsobuje špatnou obranyschopnost, neplodnost, anémii u novorozenců
  • K – fylochinony
    • antihemoragické – účastní se srážení krve, zajišťují syntézu protrombinu
    • produkován střevními bakteriemi

b) rozpustné ve vodě

  • C – kyselina L-askorbová
    • sacharidový derivát
    • zajišťuje redoxní děje v organismech
    • nedostatek – kurděje
  • B1 – thiamin
    • nedostatek – poruchy NS – beri-beri
  • B2 – riboflavin
    • základ koenzymu oxidoreduktáz (FAD)
    • nedostatek – poruchy látkové přeměny, poruchy kůže, sliznic
  • B5 – kyselina pantothenová
    • základ koenzymu A
    • nedostatek – poruchy metabolismu
  • B6 – pyridoxin
    • derivát pyridinu
    • zajišťuje přeměny AMK
    • nedostatek – poruchy metabolismu, nervové činnosti
  • PP – niacin
    • nikotinamid – koenzym oxidoreduktáz (NADP, NAD)
  • kyselina listová
    • zbytky kyseliny glutamové (p-aminobenzoová)
    • nedostatek – porucha tvorby krvinek

 

Hormony

  • chemické látky, které regulují (mění aktivitu) enzymových systémů
  • zajišťují specifickou a účinnou regulaci metabolismu a činnosti buněk
  • indukují (vyvolávají) nebo reprimují (potlačují) enzymy
  • působení
    • dostane se do buňky a tam působí
    • naváže se na receptor buňky a ten pak vyvolá sled událostí uvnitř buňky
    • v obou případech je zapotřebí receptor na membránách
  • deriváty AMK, peptidy a bílkoviny
  • vysoce účinné i v malém množství
  • doba působení – minuty i týdny
  • hormonální regulace – řízení činnosti organismu pomocí hormonů
    • zpětná vazba – hormony regulují organismus, ale organismus ovlivňuje produkci hormonů
      • např.: sníží se Ca2+ v krvi, zvýší se produkce hormonu, zvýší se Ca2+ v krvi, sníží se produkce hormonu

 

1) Rostlinné hormony – fytohormony

  • regulace vývoje a růstu rostlin
  • stimulátory
  • inhibitory
  • auxiny
    • stimulují buněčné dělení, větvení, zrání plodů
    • aromatický charakter s COOH
    • přirozené – kyselina indolyl-3-octová – nejvíce zastoupena
      • vzrostný vrchol stonku, podporuje adventivní růst
    • syntetické – připraveny uměle
  • cytokininy
    • podpora cytokineze, aktivního a dělivého růstu
    • vznik v kořenech
  • kyselina abscisová – inhibitor
    • ve stárnoucích listech a plodech
    • zpomaluje růst, dělení buněk
    • dormace – vegetativní spánek

 

2) Živočišné hormony

a) bezobratlí

  • ekdyson – steroid, „svlékací hormon“
  • neotenin – juvenilní hormon
    • izoprenoid
    • larvální stadium – udržuje tvar a růst larvy
  • feromony
    • chemické komunikační látky
    • atraktanty, poplašné, shlukovací

 

b) obratlovci

  • peptidy, deriváty AMK, bílkoviny, steroidní (pohlavní, z kůry nadledvinekú
  • řídící centrum
    • hypothalamus
    • hypofýza (podvěsek mozkový)
  •  štítná žláza – tyroxin
    • ovlivňuje látkovou výměnu v tělních buňkách
    •  obsahuje jod
  • dřeň nadledvin – adrenalin
  • kůra nadledvin
    • kortikosteron
    • aldosteron
    •  kortikoidy
  • steroidní
    • testosteron
    • progesteron
    • estrogen
  • slinivka břišní
    • largenhansovy ostrůvky
    • inzulín (snižuje hladina glukozy)
    • glukagon (zvyšuje hladina glukozy)
  • šišinka (výběžek mezi mozkovými polokoulemi) – fotorecepční orgán
    • melatonin
      • brzdí produkci gonádotropních hormonů
      • brzdí rozvoj pohlavních orgánů


Další podobné materiály na webu: