Proteolitični encimi. Lastnosti encimov. Delovanje proteolitičnih encimov

Prebavljivost hrane je v veliki meri odvisna od kakovosti njegove predelave v človeškem telesu. Prebava hrane je zapleten proces, v katerega so vključene visoko aktivne spojine beljakovinskega izvora, ki lahko pospešijo proces razdelitve beljakovin, ogljikovih hidratov, molekul lipidov na manjše fragmente.

Prebavni encimi

Encimi prebavni sistem proizvajajo celice žlez, katerih skrivnost se izloča v prebavnem traktu. Proces delitve kompleksnih spojin je strogo selektiven, zato obstajajo velike skupine encimov, ki lahko vplivajo le na nukleotide, beljakovine, ogljikove hidrate, maščobne molekule.

Delovanje prebavnih encimov

Encimi prebavnega trakta so razdeljeni na lipaze, proteaze, amilaze, nukleaze, nukleotidaze.

Lipaze so encimi, ki jih proizvajajo sekrecijske celice v trebušni slinavki in želodcu. Njihov glavni namen je razgraditi lipide in jih vnesti v kri.

Amilaza se uporablja za razgradnjo ogljikohidratnih sestavin hrane, tako da lahko njihovi posamezni fragmenti zlahka prodrejo v krvni obtok. Takšni encimi vključujejo amilazo in maltazo v slini ustne votline, laktazo v trebušni slinavki in črevesni sok.

Izločki trebušne slinavke se lahko raztrgajo nukleinske kisline nukleotidov, in tisti, ki so pod delovanjem nukleotidaz črevesnega soka, razgradijo v nukleozide.

Encimska sestava sline

V ustni votlini se začne proces prebave hrane, ki je povezana z maceracijo suhih delcev s slino in primarno delitvijo komponent ogljikovih hidratov. Encimi sline, zlasti amilaza, vplivajo na molekule škroba in jih pretvorijo v maltozo. Prehranske maščobe in beljakovine v ustni votlini niso podvržene kemičnim spremembam.

Obstajajo tudi taki encimi sline, ki so sposobni izpostaviti celično steno škodljivih bakterij uničenju. To se zgodi zaradi hidrolize struktur mouraine lupine. Zato ima slina baktericidni učinek.

Značilnosti prebavnih encimov

Le upoštevanje pravilne prehrane in odsotnost slabih navad bo omogočilo polno delovanje prebavnih organov.

Primerna temperatura za normalno delovanje encimov v telesu je 36,6-37 stopinj. Vroče jedi povzročijo opekline sluznice v požiralniku in uničenje encimskih spojin. Pojavi se krč gladkih mišic želodčne stene, zaradi česar v dvanajsternik vstopi nepripravljena hrana. To vodi do črevesnih motenj in vseh vrst bolezni. prebavnih organov.

PH okolja vpliva na lastnosti encimov, zlasti na njihovo aktivnost. Pri različnih koncentracijah vodikovih ionov se aktivna mesta encimskega proteina in substrata ionizirajo v različnem obsegu.

Specifične lastnosti encimov so povezane s prepoznavanjem kemijske strukture snovi, ki se delijo. Tudi za dva izomera ene snovi obstajajo encimi.

Kaj so proteolitični encimi?

Proteaze so hidrolizni encimi, ki lahko razcepijo vezi peptidov in beljakovin in obnovijo koristne bakterije v črevesju. Prisotnost kimozina in pepsina v želodčnem soku, kimotripsina, tripsina, erepsina v črevesnem izločku, karboksipetidaza v pankreasnem soku kaže na različne proteolitične encime.

Zaradi pozicijske in substratne specifičnosti teh encimov je v dolgi peptidni verigi hidrolizabilnega proteina ali peptidne molekule izbrana vrzel.

Proteolitični encimi, odvisno od mesta delovanja, so eksopeptidaze, ki so sposobne prekiniti končne vezi in endopeptidaze, ki izvajajo hidrolizo notranjih vezi v beljakovinski molekuli.

Peptidne vezi na C- in N-koncu proteinske verige cepimo s karboksipeptidazo in aminopeptidazo, povezano z eksopeptidazami. Obstajajo tudi dipeptidaze, ki prekinjajo vez v dipeptidih.

Endopeptidaze, odvisno od strukture aktivnega elementa, se delijo na:

• serina kot del njihovega aktivnega središča vsebuje serinski in histidinski ostanek;
• cistein, v sestavi njihovega aktivnega centra vsebuje SH-skupino iz cisteinskega ostanka;
• karboksil, kot del njihovega aktivnega centra vsebuje COOH-skupino iz ostanka asparaginata;
• metaloproteinaza, ker del aktivnega središča vsebuje kovinski ion.

Struktura aminokislin ostankov, njihovi radikali in prostorska konfiguracija substrata vplivajo na selektivnost proteaz. Večina proteaz se odzove na specifično strukturo aminokislinskih ostankov, ki se nahajajo v bližini prekinjene vezi. Na primer, tripsinski encim katalizira cepitev spojine med bazičnimi aminokislinami (lizinom in argininom), ki imajo karboksilno skupino.

Proteolitični encimi, kot so kimotripsin, pepsin, reagirajo na hidrofobni fenilalanin, tirozin, triptofan in levcinski ostanek in lomne vezi v bližini njih. Za delovanje elastaze soka trebušne slinavke je pomembno, da ima aminokislinski ostanek majhno stransko vejo, ki jo najdemo v alaninu in serinu.

Struktura proteolitičnih encimov

Molekula proteaze je linearna veriga aminokislin, ki je prepognjena v globulo in ima edinstven učinek na beljakovine. Površina proteolitičnih encimov ima votlino za vezavo substrata.

Več proteinskih verig lahko združimo v kompleks in globule, ki jih tako zberemo, tvorijo terciarno strukturo encimov. Za aktivacijo mnogih proteaz so kofaktorji ^ioni Ca ²⁺ in Mg ²⁺ .

Obstajajo proteolitični encimi, ki so povezani s celično membrano in delujejo na specifično beljakovinsko strukturo. Primer je signalna proteaza, odgovorna za transport beljakovinskih molekul iz celic v zunajcelično regijo.

Inhibicija proteolitičnih encimov

Nekatere bolezni prebavnega sistema so posledica pretirane aktivnosti proteaz, na primer stanje akutnega pankreatitisa. Aktivatorji encimov, ki jih proizvaja trebušna slinavka, so citokinaza. S svojo pomočjo se tripsin tvori iz tripsina, proelastaze, kalikreinogena, kimotripsinogena, ki se pretvorijo v aktivne oblike encimov. Kot posledica njihovega delovanja v trebušni slinavki opazimo prebavo tkiva z lastno skrivnostjo, čemur sledi otekanje in krvavitev tega organa.

Inhibitorji proteolitičnih encimov so namenjeni zaviranju njihove encimske aktivnosti. Uporabite za intravensko injekcijo zdravila na osnovi trasilola, pantropina in kontrikale lahko zmanjšajo aktivnost proteaz in zmanjšajo vnetje trebušne slinavke.

Resnost bolezni je v veliki meri odvisna od inhibitornega sistema tripsina. Z zadostno vsebnostjo inhibitorske snovi pride do nevtralizacije aktiviranega encima z obnovo ravnotežja. Pomanjkanje inhibitorjev vodi v nadaljnji razvoj bolezni.

Vloga proteaz

Na mnoge procese v človeškem telesu vpliva delovanje proteolitičnih encimov. Brez njihovega sodelovanja ne pride do oploditve, koagulacije beljakovin v krvi, fibrinolize, biosinteze beljakovin, imunskih reakcij, hormonske regulacije.

Motnje vzrokov proteaze mišična distrofija, bolezni avtoimunske narave, pljučni emfizem, vnetje trebušne slinavke.

Na osnovi proteolitičnih encimov so razvili številna zdravila, ki omogočajo pravilno prebavo, zdravljenje ran in opeklin.

Proteaza, ki se uporablja za proizvodnjo hrane za parenteralno dajanje, za proizvodnjo zdravil na osnovi hormonov in antibiotikov.

Encimi se pridobivajo iz notranjih organov in žlez živali (govedo in prašiči) in iz rastlinskega substrata (sadni lateks melone).