Néhány korábbi videóban
már foglalkoztunk az 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 is tisztázzunk néhány dolgot!
A tankönyvekben néha így láthatók az enzimek,
ilyen rajzokkal találkozhatunk.
Ez volna itt az enzim,
ez itt pedig...
mondjuk itt köt meg valamilyen szubsztrátot,
amit majd valahogy átalakít.
Az elvont, tankönyvízű magyarázat szerint
a szubsztrát pontosan így illeszkedik az enzimhez,
ám ez nem egészen így működik a biológiai rendszerekben.
Ne feledjük, hogy az enzimeken
fehérjéket értünk.
Vannak persze RNS-enzimek (ribozimek) is,
de az enzimek nagy többsége
mégiscsak fehérje.
Azt is hosszan részleteztük,
hogy a fehérjék, ezek a polipeptidek
és az aminosavak sokféle oldallánca
milyen sokféleképpen hajtogatódnak össze.
Egy pontosabb rajz tehát így ábrázolná
a tekervényes szerkezetű fehérjét.
Ez itt pár alfa-hélix, az ott pár béta-redő,
egy halom gubanc egymás hegyén-hátán.
A szubsztrát pedig valamiféle molekula,
ami beleágyazódik a fehérje szerkezetébe.
Lássunk néhány példát!
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 enzimek kapcsán fehérjékre,
azaz valamilyen aminosav-láncra gondolunk,
az enzimeknek gyakran vannak olyan részei,
amelyek szerkezetileg nem fehérjék.
Ezt a hexokinázok esetében is láttuk,
a glükóz foszforilációja kapcsán.
Említettük, hogy az aktiválási energia csökkentésében
szerepet játszanak ezek a pozitív magnéziumionok.
Ezek kissé lefoglalják a foszfátcsoportok elektronjait,
félrehúzzák őket,
hogy ez a hidroxilcsoport
a foszfátcsoporthoz kötődhessen,
és ne zavarják az elektronok.
Nos, ezek a magnéziumionok
szigorú értelemben véve nem részei a fehérje alapszerkezetének.
Ezt takarja a 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 a 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 szükséges az enzim működéséhez,
és szerkezetileg nem aminosav,
nem is oldallánc, nem a fehérje része,
hanem valami másféle dolog,
ami szükséges a reakció katalíziséhez.
A hexokináz kapcsán láttuk
a szerkezetében lévő magnéziumionokat.
Ezért hangsúlyozzuk annyiszor
a vitaminok és ásványi sók fontosságát,
hiszen ezek közül sokan működnek
enzimek kofaktoraiként.
Ezen a rajzon is láthatók.
Legalábbis úgy tudom,
hogy ezek a zöldek itt a magnéziumionok,
azaz a kofaktorok.
Kofaktorok, tehát a tuladonképpeni enzim nemfehérje jellegű részei.
A kofaktorok tovább is csoportosíthatók,
szerves, illetve szervetlen kofaktorokra.
Most tehát egy szervetlen kofaktort ismertünk meg.
Sokféle ion lehet kofaktor: magnézium-, nátrium-, kalciumionok és egyebek.
Gyakran az az feladatuk, hogy az elekronokat odébb taszítva
előmozdítsák a reakciót.
Léteznek szerves kofaktorok is, azaz szerves molekulák.
Emlékezz rá, hogy a szerves molekulák szénvegyületek,
főleg szénláncokból állnak.
A szerves kofakorokat koenzimeknek nevezzük.
Tehát koenzimek.
Rengeteg koenzimet ismerünk.
Ez itt a laktát-dehidrogenáz enzim.
Van egy koenzime,
amivel a biológiában sokszor találkozhatunk.
Ez itt a NAD.
Figyeld meg, hogy 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.
Mivel ez egy teljes szerves molekula,
koenzimnek nevezzük.
Mint minden kofaktornak, az a szerepe,
hogy segítse az enzim munkáját,
elősegíteni a reakciót.
A NAD koenzim,
amivel sokat fogunk találkozni,
a hidridionok átadásában segít.
A hidridion, mely önmagában szinte sohasem létezik,
olyan hidrogénatom, amelyben a szokásosnál eggyel több elektron 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 részletesebb szerkezete egészen lenyűgöző.
Valószínűleg készítek egy NAD-os videót,
mivel a tankönyvekben látva
fogalmam sem volt róla, mi fán terem,
pedig igazán csodálatos molekula.
Arra képes, hogy felvegyen egy hidridaniont,
itt, ezen a szénatomon
kötést alakít ki a hidrogénnel,
egy későbbi videóban megmutatom, hogyan.
Nagyon jópofa molekula,
vegyük kicsit szemügyre.
A fő témánk a koenzimek,
de ezek a biológiai mintázatok általánosan elterjedtek.
A nikotinamid-adenin-dinukleotid név
pontosan leírja a szerkezetét.
Ez a rész itt a nikotinamid,
ez a rész képes hidridiont megkötni, illetve leadni,
mondhatni ez a molekula aktív része.
Az adenint régen ismerjük a DNS,
az RNS és az ATP kapcsán.
Ez tehát itt az adenin.
A dinukleotid név arra utal,
hogy ebben a szerkezetben két összekapcsolt nukleotid van,
amelyek a foszfátcsoportjukon át kapcsolódnak össze.
Ebben többféle szerkezetet is felismerhetünk.
Itt egy adenin,
itt pedig egy ribóz és egy foszfátcsoport.
Ez a részlet
az az építőkő,
amely az RNS egyik felépítő egysége,
ha belevesszük az adenint.
Ha pedig ezt a részt is hozzávesszük,
ezt az egészet,
akkor ez az ADP.
A dinukleotid név egy másik felosztással magyarázható meg
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 kevésbé rejtélyes a NAD.
Találkozunk még vele,
csak ezeket a mintákat akartam benne megmutatni,
amelyek újra és újra felbukkannak
az ATP-ben, az RNS-ben és így tovább.
Ám nem ez az egyetlen kofaktor, illetve koenzim.
Sok-sok további példát ismerünk.
A vitaminok és az ásványi anyagok sokat emlegetett fontossága
azon alapul, 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,
a működésük fehérjékhez kötődik,
ezekhez a rendkívül összetett szerkezetekhez.
Mondjuk itt van pár szubsztrát...
a szubsztrátokat másféle színnel jelölöm.
Ezek tehát a szubsztrátok.
Az enzim ezeknek az átalakítását
igyekszik katalizálni.
És mondjuk itt van néhány ion,
amelyek kofaktorként működnek,
és mondjuk itt van néhány szerves kofaktor,
mint a C vitamin és más említett anyagok,
amelyek szintén részt vesznek a folyamat előmozdításában,
elősegítik a reakciót.
Ez tehát néha azzal jár,
hogy egyes töltéseket stabilizálnak,
máskor elektronokat adnak-vesznek,
vagy más effélét végeznek.
Voltaképpen a reakciómechanizmus részeként működnek.