Néhány korábbi videóban
már foglalkoztunk enzimekkel.
Most egy kicsit jobban elmélyedünk a témában,
hogy megismerjük az enzimek segítőtársait.
Mire is jók az enzimek?
A kémiai reakciókat segítik elő
az aktiválási energia csökkentésével,
hogy a reakciók könnyebben, illetve gyorsabban menjenek végbe.
Néhány enzimmel már találkoztunk.
Először tisztázzunk néhány dolgot.
A tankönyvek néha így ábrázolják az enzimeket,
ilyesféle rajzokkal találkozhatunk.
Ez volna itt az enzim,
itt pedig...
itt köt meg valamilyen szubsztrátot,
amit majd valahogy átalakít.
Az elvont, tankönyvízű magyarázat szerint
a szubsztrát pontosan így illeszkedik az enzimhez,
ám ez valójában nem egészen így működik a biológiai rendszerekben.
Ne feledjük, hogy az enzimekről beszélve
fehérjékről beszélünk.
Vannak persze RNS-enzimek (ribozimek) is,
de az enzimek nagy többsége
mégiscsak fehérje.
Arról is sokat beszéltünk,
hogy ezek a polipeptid szerkezetek,
és a sokféle oldalláncot hordozó aminosavak
hogyan hajtogatódnak össze változatos szerkezetekké.
Egy pontosabb rajz így ábrázolná
a tekervényes szerkezetű fehérjét.
Itt egy pár alfa hélix, ott néhány béta-redő,
egy halom gubanc egymás hegyén-hátán.
A szubsztrát pedig valamiféle molekula,
amely beleágyazódik a fehérje szerkezetébe.
Itt van néhány példa.
Ez a hexokináz modellje.
Ez a kis pötty az ATP,
ez a kis valami pedig a glükóz,
amely éppen foszforilálódik.
A reakciót ez a nagy fehérjemolekula segíti,,
a hexokináz.
Ennek a videónak az a lényege,
hogy bár az enzimfehérjék kapcsán
valamilyen aminosav-láncra gondolunk,
az enzimeknek gyakran vannak olyan részei,
amelyek szerkezetileg nem fehérjék.
Ezt a hexokinázok kapcsán is láttuk,
amikor a glükóz foszforilációját tárgyaltuk.
Említettük, hogy az aktiválási energia csökkentésében
kulcsszerepet játszanak ezek a pozitív magnéziumionok.
Ezek kissé lefoglalják
a foszfátcsoportok elektronjait,
félrehúzzák őket, hogy ez a hidroxilcsoport
hozzákötődhessen a foszfátcsoporthoz
és ne zavarják az elektronok.
Nos, ezek a magnéziumionok
szigorú értelemben véve nem részei a fehérje alapszerkezetének.
Ezt takarja kofaktor név.
Tehát ez itt egy kofaktor,
amely hozzákapcsolódik a tulajdonképpeni fehérjéhez,
így az enzim részévé válik,
sőt nélküle nem is menne végbe a reakció.
Ezt valahogy így jelölnék a tankönyvekben:
a reakció végbemeneteléhez
a szubsztrát mellett kofaktor is szükséges.
Tehát kofaktor.
A furcsa név tehát annyit jelent,
hogy ez az enzimnek egy nemfehérje jellegű része.
Egy másféle molekula, ion, vagy atom,
amely az enzim működéséhez szükséges,
amely nem aminosav,
nem oldallánc, nem a fehérje része.
hanem valami másféle dolog,
aminek jelen kell lenni a reakció katalíziséhez.
A hexokináz kapcsán láthattuk
a szerkezetében lévő magnéziumionokat.
Ezért hangsúlyozzuk annyiszor
a vitaminok és az ásványi anyagok fontosságát,
hiszen ezek közül sokan szerepelnek az ezimek kofaktoraiként.
Ezen a rajzon is látható,
Úgy tudom,
ezek a zöldek itt magnéziumionok,
azaz kofaktorok.
Kofaktorok, tehát a tuladonképpeni enzim nemfehérje jellegű részei.
A kofaktorok további csoportokra oszthatók,
szerves, illetve szervetlen kofaktorokra.
x
Most tehát egy szervetlen kofaktort ismertünk meg.
Sokféle ionból lehet kofaktor, pléldául magnézium-, nátrium- és kalciumionok
x
Gyakran az az feladatuk, hogy az elekronokat odébb taszítva
előmozdítják a reakciót.
Léteznek szerves kofaktorok is,
azaz szerves molekulák.
Emlékezz rá, hogy a szerves molekulák szénvegyületek,
x
főleg szénláncokból állnak.
A szerves kofakorokat koenzimeknek nevezzük.
x
Tehát koenzimek.
Rengeteg koenzimet ismerünk.
Ez itt például
a laktát-dehidrogenáz enzim.
Van egy koenzime,
amivel a biológiai tanulmányok során sokszor találkozhatunk.
Ez a NAD.
Mint látható, ez nem csak egy ion, hanem egy egész molekula.
Szénatomokat tartalmaz, ezért nevezzük szerves anyagnak.
Szerkezetileg nem fehérje,
nem a fehérjét felépítő aminosavakból áll,
ezért kofaktornak tekintjük,
és mivel ez egy teljes szerves molekula,
koenzimnek nevezzük.
x
Mint minden kofaktornak, az a szerepe,
hogy segítsen az enzimnek ellátni a feladatát,
elősegíteni a reakciót.
A NAD koenzim,
amellyel sokat fogunk találkozni,
a hidridionok átadásában segít.
A hidridion, amely önmagában szinte sohasem létezik,
egy olyan hidrogénatom, amelynek a szokásosnál eggyel több elektronja van,
így negatív töltéssel rendelkezik.
Tehát egy ilyen részecske átadását segíti
egyik szubsztrátról a másikra.
Erre a NAD úgy képes,
hogy egy hidridion felételével átalakul NADH-vá
A részeletesebb szerkezete egészen lenyűgöző.
x
Valószínűleg készítek egy videót a NAD-ról,
mivel egy sor tankönyvben láttam
és fogalmam sem volt róla, mi fán teremnek,
pedig igazán csodálatos molekula.
Arra képes, hogy felvegyen egy hidridaniont,
x
itt ezen a szénatomon
kötést alakít ki a hidrogénnel,
egy későbbi videóban megmutatom, hogyan.
Nagyon jópofa molekula,
szeretnék egy kicsit ezzel foglalkozni.
A fő témánk a koenzimek,
de ezek a mintázatok általánosak a biológiában,
A nikotinamid-adenin-dinukleotid név
pontosan leírja a szerkezetét.
Ez a rész itt alul a nikotinamid,
x
ez képes a hidridion megkötésére illetve leadására,
mondhatni ez a milekula aktív része.
Az adenin régi jó ismerősünk a DNS-ből,
az RNS-ből és az ATP-ből,
ez tehát itt az adenin.
A dinukleotid név arra utal,
hogy ebben a szerkezetben két összekapcsolt nukleotid van
amelyek a foszfátcsoprtjukon át kapcsolódnak össze.
Ebben a szerkezetben többféle szerkezet is felismerhető.
Itt egy adenin,
itt pedig egy ribóz és egy foszfátcsoport.
Ez a részlet
x
az az építőkő,
amely az RNS egyik építőköve.
addnin
ha pedig ezt a részt is hozzávesszük
ezt az egészet
akkor ez az ADP.
Azért hívják dinukleotidnak,
ez az egyik nukleotid,
amelyikben a nikotinamid van,
tehát ez az egyik nukleotid,
ez pedig a másik,
amelyikben az adenin van.
Ezért nevezik dinukleotidnak.
Remélhetőleg így már kevésbéb rejtélyes a NAD.
Találkozunk még vele,
csak ezeket a mintákat akartam megmutatni,
amelyek újra és újra felbukkannak
az ATP-ben, az RNS-ben és így tovább.
x
Ám nem ez az egyetlen kofaktor illetve koenzim.
Sok-sok további példát ismerünk.
A vitaminok és az ásványi anyagok sokat emlegetett fontossága
azonalapul, hogy ezek többnyire kofaktorok.
A C vitamin nagyon fontos kofaktor
azokban az enzimekben, amelyek...
mindegy, most nem részletezem,
hogy mi mindenre képes.
Itt látható a C vitamin két különböző ábrája,
egy térkitöltéses modell
és egy pálcikamodell.
A folsav, úgyszintén kétféle ábrázolásban.
Ezek tehát mind koenzimek,
működésük fehérjékhez kötődik
ezekhez a rendkívül összetett szerkezetekhez
szubsztrátokat elősegítve
a szubsztrátot másféle színnel jelölöm.
Ezek tehát a szubsztrátok,
Az enzim ezeknek az átalakítását
igyekszik katalizálni.
És akkor itt van pár ion,
x
amelyek egyfajta kofaktorként működnek,
A szerves kofaktotrok,
mint a C vitamin és más említett anyagok,
szintén részt vesznek a folyamat előmozdításában,
elősegítik a reakciót.
Ez tehát néha azzal jár,
hogy stabilizálni kell bizonyos töltéseket,
néha elektronokat kell adni-venni
vagy más efféle dolgokat kell csinálni.
Voltaképpen a reakciómechanizmus részeként működnek.