Unit aktivitas enzimatik, pengukuran, regulasi dan faktor

Itu aktivitas enzimatik Ini adalah cara untuk mengekspresikan jumlah enzim yang ada pada waktu tertentu. Menunjukkan jumlah substrat yang diubah menjadi suatu produk, dengan aksi katalitik enzim per unit waktu.

Itu dipengaruhi oleh kondisi di mana reaksi enzimatik terjadi, itulah sebabnya ia biasanya disebut suhu di mana ia diukur. Tapi apa itu enzim? Mereka adalah katalis biologis, mampu mempercepat kecepatan reaksi tanpa mengalami perubahan yang tidak dapat diubah selama proses yang dikatalisasi.

Nanas atau ananás, buah yang mengandung enzim bromeline, dan karenanya menunjukkan aktivitas enzimatik yang tinggi .Sumber: h. Zell [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)]

Enzim, secara umum, adalah protein dengan pengecualian ribosom, molekul RNA dengan aktivitas enzimatik. 

Enzim meningkatkan kecepatan reaksi dengan mengurangi penghalang energi (energi aktivasi); bahwa status transisi harus kedaluwarsa dan reaksi terjadi demikian.

Molekul substrat yang mencapai status transisi mengalami perubahan struktural, yang menyebabkan mereka berasal dari molekul produk. Berdasarkan fungsi yang mereka penuhi, enzim diklasifikasikan ke dalam enam kelompok besar: oxyreductases, transfrase, hidrolase, liasas, isomeraf dan liga.

Enzim bromeline dan papain, misalnya, adalah enzim proteolitik (hidrolase) yang ditemukan di nanas atau ananá, dan dalam pepaya atau susu, masing -masing.

Diketahui bahwa baik nanas dan pepaya memfasilitasi proses pencernaan, karena dengan bertindak enzim proteolitik mereka mengandung bantuan protein yang dicerna dari, untuk mengatakan, daging dan biji -bijian.

[TOC]

Unit Aktivitas Enzimatic

Unit enzimatik (UI) adalah jumlah enzim yang mengkatalisasi transformasi 1 μmol substrat dalam satu menit.

Selanjutnya, sistem unit internasional (SI) mendefinisikan unit aktivitas enzimatik sebagai jumlah enzim yang mengubah 1 mol substrat menjadi produk per detik. Unit ini disebut Katal (Kat).

1 mol = 10⁶ μmoles dan 1 menit = 60 detik.

Oleh karena itu, 1 katal setara dengan 60 · 10⁶ Ui. Karena katal adalah unit besar, unit minor biasanya digunakan, seperti: microkatal (µkat), 10^-6 Katal, dan nanokatal (πkat), 10^-9 Katal.

Aktivitas tertentu

Ini adalah jumlah unit aktivitas enzimatik dibagi dengan miligram protein sampel yang dikenakan uji. Aktivitas spesifik secara langsung terkait dengan tingkat pemurnian enzim.

Bagaimana aktivitas enzimatik diukur?

Ada beberapa metode untuk menentukan aktivitas enzim. Pilihan metode tertentu akan tergantung pada tujuan esai enzimatik; penerapan metode; akses ke peralatan yang diperlukan untuk melakukan percobaan; Biaya menggunakan metode yang diberikan, dll.

Dapat melayani Anda: Asam Krom: Struktur, Sifat, Mendapatkan, Penggunaan

Ada spektropometri, fluorometrik, chemoluminescence, metode kalorimetri, radiometrik dan kromatografi.

Metode spektrofotometri dapat berupa kolorimetri dan pembacaan di wilayah ultraviolet (UV) dari radiasi elektromagnetik.

-Metode kolorimetri

Ini didasarkan pada generasi kromofor dengan aksi enzimatik. Aktivitas enzimatik dapat diikuti secara terus menerus atau terputus -putus.

Bentuk kontinu

Dalam bentuk kontinu, reagen ditempatkan dalam ember di spektrofotometer ke panjang gelombang yang diinginkan, yang sesuai dengan kromofor memiliki nilai maksimum kepadatan optik; dan bahwa di samping itu, tidak ada gangguan dengan zat lain yang dapat dihasilkan.

Reaksi enzimatik dimulai dengan kecanduan sampel yang terkandung dalam enzim, yang aktivitasnya diinginkan untuk menentukan. Secara bersamaan, stopwatch dioperasikan, dan setiap saat, nilai kepadatan optik dicatat.

Karena kesetaraan kepadatan optik dengan mol substrat atau produk dari aksi enzimatik diketahui, tergantung pada teknik yang digunakan, mol dari substrat yang dikonsumsi atau mol yang diproduksi dapat dihitung.

Selain itu, karena waktu yang berlalu dari reaksi enzimatik telah diukur, mol yang dikonsumsi atau diproduksi per detik dapat diperoleh. Dengan demikian, aktivitas enzimatik ditetapkan dalam unit katal.

Bentuk terputus

Dalam bentuk terputus menentukan aktivitas enzimatik, tabung reaksi ditempatkan dengan komponen reaksi, dengan pengecualian sampel yang terkandung dalam enzim atau komponen lainnya, dalam rendaman pada 37 ° C. Reaksi dimulai kemudian dengan kecanduan komponen yang hilang.

Waktu yang ditunjukkan teknik ini terjadi, dan reaksi diselesaikan oleh kecanduan senyawa yang menghentikan reaksi. Kepadatan optik dibaca pada waktu itu, dan akhirnya berlangsung dengan cara yang sama seperti dengan cara berkelanjutan untuk menentukan aktivitas enzimatik.

-Metode pembacaan dalam lampu ultraviolet

Coenzyme nicotinamidadinucleótido, misalnya, memiliki dua bentuk: nadh (dikurangi), dan nad⁺ (teroksidasi). Juga, koenzim nikotinamidadinucleódophosphate memiliki dua bentuk NADPH dan NADP⁺, dikurangi dan dioksidasi masing -masing.

Bentuk koenzim yang dikurangi dan teroksidasi dibaca pada panjang 260 nm cahaya ultraviolet; Sementara itu, hanya bentuk yang dikurangi dibaca dengan panjang 340 nm cahaya ultraviolet.

Oleh karena itu, baik dalam reaksi oksidasi atau reduksi di mana coenzymes yang ditunjuk mengintervensi, 340 nm dibaca.

Penentuan aktivitas enzimatik, pada dasarnya, sama dengan yang diikuti dalam bentuk kontinu dari metode kolorimetri; Kecuali, bahwa kepadatan optik dibaca pada 340 nm untuk mengamati generasi NADH atau NADPH, atau untuk mengukur konsumsi koenzim ini.

Dapat melayani Anda: tembaga sulfida: struktur, sifat, penggunaan

Ini akan tergantung jika reaksi yang diukur adalah oksidasi atau reduksi.  Melalui korespondensi antara kepadatan optik dan mol NADH dan NADPH, seperti kasusnya, aktivitas enzimatik dapat dihitung dengan membagi mol koenzim antara waktu yang berlalu dalam detik.

Regulasi aktivitas enzim

Kontrol pada level substrat atau produk

Dengan meningkatnya konsentrasi substrat, aktivitas enzimatik meningkat. Tetapi untuk konsentrasi tertentu dari substrat, situs aktif atau situs aktif enzim jenuh, sehingga aktivitas enzimatik menjadi konstan.

Namun, produk aksi enzimatik juga dapat berinteraksi dengan situs enzim aktif, menghasilkan penghambatan aktivitas enzimatik.

Produk dapat bertindak sebagai inhibitor kompetitif; Misalnya, enzim hexoquinase dapat disebutkan. Enzim ini menghasilkan fosforilasi glukosa yang menyebabkan glukosa-6-fosfat, senyawa yang ketika akumulasi menghambat hexoquinase.

Kontrol retroaksi

Mungkin terjadi bahwa sekelompok enzim (A, B, C, D, E dan F) bertindak secara berurutan pada jalur metabolisme. Enzim B menggunakan sebagai substrat produk enzim A, dan seterusnya.

Sel, tergantung pada persyaratan metabolisme, dapat mengaktifkan atau menghambat urutan aktivitas enzimatik. Misalnya, akumulasi produk enzim F, dapat bertindak dengan menghambat enzim A atau enzim lainnya dari urutan.

Enzim alosterik

Enzim dapat dibentuk oleh beberapa subunit, masing -masing dengan situs aktif masing -masing. Tetapi subunit -subunit ini tidak bertindak secara mandiri, sehingga aktivitas salah satu subunit dapat mengaktifkan atau menghambat tindakan yang tersisa.

Meskipun hemoglobin tidak dianggap sebagai enzim, itu adalah model fenomena alosterisme yang luar biasa. Hemoglobin terdiri dari empat rantai protein, dua rantai α dan dua rantai β, masing -masing bersama dengan kelompok hemo.

Di antara subunit, dua fenomena dapat terjadi: homoalosterisme dan heteroalosterismo.

Homoalosterisme

Penyatuan substrat ke salah satu subunit meningkatkan afinitas subunit lain oleh substrat, meningkatkan aktivitas enzimatik dari masing -masing subunit yang tersisa.

Demikian juga, penghambatan aktivitas enzimatik di salah satu subunit menghasilkan efek yang sama pada sisa.

Dalam kasus hemoglobin, penyatuan oksigen ke kelompok hemo dari salah satu rantai protein, itu akan menyebabkan peningkatan aviditas karena oksigen pada rantai yang tersisa.

Demikian juga, pelepasan oksigen kelompok hemo menyebabkan pelepasan oksigen dari kelompok yang tersisa dari rantai protein.

Dapat melayani Anda: tautan ionik: karakteristik, bagaimana itu dibentuk dan contoh

Heterolosterisme

Penyatuan zat pengaktif atau penghambatan, selain substrat, ke salah satu subunit akan menyebabkan aktivasi atau penghambatan aktivitas enzimatik di subunit lain.

Dalam kasus hemoglobin, hemo de h union⁺, BERSAMA₂ dan 2,3-difogliserat ke salah satu subunit, mengurangi afinitas kelompok hemo dengan oksigen, menyebabkan pelepasannya. Pelepasan oksigen ini juga diproduksi di rantai hemoglobin lainnya.

Faktor yang mempengaruhi aktivitas enzimatik

-Konsentrasi substrat

Dengan meningkatnya konsentrasi substrat, aktivitas enzimatik juga meningkat. Ini karena akses yang lebih besar dari molekul substrat ke situs aktif enzim.

Tetapi, untuk konsentrasi tertentu dari substrat, semua situs aktif enzim jenuh, menyebabkan aktivitas enzimatik tidak meningkat bahkan jika konsentrasi substrat meningkat.

-pH reaksi enzimatik

Enzim memiliki pH optimal di mana afinitas enzim oleh substrat maksimal. Nilai maksimum aktivitas enzimatik tercapai ke pH ini.

Kelebihan keasaman atau kebesaran lingkungan dapat menyebabkan denaturasi enzim, akibatnya mengurangi aktivitasnya.

Profil pH dari aktivitas enzimatik bervariasi. Jadi, misalnya, pepsin memiliki aktivitas maksimum antara 1-2 unit pH; Tripsin memiliki pH optimal 8; Dan papaine memiliki aktivitas konstan antara kisaran pH antara 4 dan 8.

-Suhu reaksi enzimatik

Aktivitas enzimatik meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Secara umum, aktivitas enzimatik berlipat ganda untuk setiap 10 derajat peningkatan, sampai suhu optimal aktivitas enzimatik tercapai.

Namun, dengan melebihi suhu optimal, aktivitas enzimatik cenderung menurun seiring dengan meningkatnya suhu reaksi. Ini karena protein, dan karenanya enzim, menderita denaturasi karena kenaikan suhu yang berlebihan.

-Konsentrasi reaksi ionik

Secara umum, enzim memiliki aktivitas optimal dalam kisaran konsentrasi, antara 0 dan 500 mmol/L. Namun, untuk konsentrasi utama, aktivitas enzimatik cenderung berkurang.

Dalam keadaan ini, interaksi ionik tertentu dalam enzim diblokir, diperlukan untuk aktivitas maksimal.

Referensi

1. Segel, i. H. (1975). Perhitungan biokimia. (2^Nd Edisi). John Wiley & Sons, Inc
2. Lehninger, a. L. (1975). Biokimia. (2^Nd Edisi). Worth Publishers, Inc.
3. Mathews, c. K., Van Holde, K. DAN. Dan Ahern, k. G. (2002). Biokimia. (3^ra Edisi). Pearson Addison Wehley.
4. Wikipedia. (2019). Uji enzim. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
5. González Juan Manuel. (S.F.). Enzim kinetik. Kursus Biomolekul. Pulih dari: ehu.Eus