Encimi - kozmetologija, plastična kirurgija in dieta

Encimi

Encimi so posebna vrsta beljakovin, ki narava igra vlogo katalizatorjev za različne kemične procese.

Ta izraz se nenehno sliši, vendar vsi ne razumejo, kaj je encim ali encim, katere funkcije opravlja ta snov in kako se encimi razlikujejo od encimov in ali se sploh razlikujejo. Vse to bomo vedeli zdaj.

Brez teh snovi niti človek niti živali ne bi mogli prebaviti hrane. In prvič se je človeštvo zateklo k uporabi encimov v vsakdanjem življenju pred več kot 5 tisoč leti, ko so se naši predniki naučili, kako mleko shranjevati v "posodah" iz želodcev živali. V takšnih pogojih se je mleko pod vplivom sirišča spremenilo v sir. In to je le en primer, kako encim deluje kot katalizator, ki pospešuje biološke procese.

Danes so encimi v industriji nepogrešljivi, pomembni so za proizvodnjo sladkorja, margarin, jogurtov, piva, usnja, tekstila, alkohola in celo betona. Detergenti in detergenti vsebujejo tudi te koristne snovi - pomagajo pri odstranjevanju madežev pri nizkih temperaturah.

Zgodovina odkrivanja

Encim v prevodu iz grščine pomeni "kvasovka". In odkritje te snovi človeštvo dolguje Nizozemcu Janu Krstniku Van Helmontu, ki je živel v XVI stoletju. Nekoč ga je zelo zanimala alkoholna fermentacija in med študijem je našel neznano snov, ki ta postopek pospeši. Nizozemec jo je imenoval fermentum, kar pomeni "fermentacija".

Nato je skoraj tri stoletja pozneje Francoz Louis Pasteur, ki je opazoval tudi procese fermentacije, ugotovil, da encimi niso nič drugega kot snovi žive celice. In čez nekaj časa je Nemec Eduard Buchner izvlekel encim iz kvasa in ugotovil, da ta snov ni živ organizem. Poimenoval ga je tudi zimaza.

Nekaj ​​let pozneje je še en Nemec Willy Kühne predlagal, da bi vse proteinske katalizatorje razdelil na dve skupini: encime in encime. Poleg tega je predlagal, da bi drugi izraz poimenoval "kvasovka", katerega delovanje se distribuira zunaj živih organizmov. In šele 1897 leto je končalo vse znanstvene spore: sklenjeno je bilo, da bosta uporabila oba izraza (encim in encim) kot absolutna sopomenka.

Struktura: veriga tisoč aminokislin

Vsi encimi so beljakovine, vendar niso vsi proteini encimi. Tako kot druge beljakovine so tudi encimi sestavljeni iz aminokislin. In kar je zanimivo, ustvarjanje vsakega encima zahteva od sto do milijon aminokislin, nanizanih kot biseri na nit. Toda ta nit ni enakomerna - ponavadi je upognjena stokrat. Tako se ustvari tridimenzionalna struktura, edinstvena za vsak encim. Medtem je encimska molekula sorazmerno velika tvorba in le majhen del njene strukture, tako imenovani aktivni center, je vključen v biokemične reakcije.

Vsaka aminokislina je povezana z drugo posebno vrsto kemijske vezi in vsak encim ima svoje edinstveno zaporedje aminokislin. Za ustvarjanje večine jih uporabimo približno 20 vrst amina. Že majhne spremembe v zaporedju aminokislin lahko drastično spremenijo videz in "nadarjenost" encima.

Biokemijske lastnosti

Čeprav se s sodelovanjem encimov v naravi pojavlja ogromno reakcij, vendar jih je vse mogoče razvrstiti v 6 kategorij. V skladu s tem se vsaka od teh šestih reakcij odvija pod vplivom določene vrste encima.

Encimske reakcije:

  1. Oksidacija in redukcija.

Encimi, ki sodelujejo v teh reakcijah, se imenujejo oksidoreduktaze. Kot primer lahko spomnimo, kako alkoholne dehidrogenaze pretvorijo primarne alkohole v aldehide.

  1. Reakcija skupinskega prenosa.

Encimi, ki povzročajo te reakcije, imenujemo transferaze. Imajo sposobnost premikanja funkcionalnih skupin iz ene molekule v drugo. To se zgodi, na primer, ko alanin aminotransferaza premika alfa-amino skupine med alaninom in aspartatom. Prav tako transferaze gibljejo fosfatne skupine med ATP in drugimi spojinami, iz ostankov glukoze pa nastajajo disaharidi.

  1. Hidroliza.

Hidrolaze, ki sodelujejo v reakciji, lahko prekinejo posamezne vezi z dodajanjem elementov vode.

  1. Ustvarite ali izbrišite dvojno vez.
Prav tako zanimivo: Galaktooligosaharidi

Tovrstna nehidrolitična reakcija se pojavi ob sodelovanju liza.

  1. Izomerizacija funkcionalnih skupin.

V mnogih kemijskih reakcijah se položaj funkcionalne skupine razlikuje znotraj molekule, vendar je sama molekula sestavljena iz enakega števila in vrste atomov, ki so bili pred začetkom reakcije. Z drugimi besedami, substrat in produkt reakcije sta izomera. Ta vrsta transformacije je možna pod vplivom izomeraznih encimov.

  1. Nastanek ene same povezave z izločanjem elementa vode.

Hidrolaze uničujejo vez z dodajanjem vode molekuli. Lyases izvajajo obratno reakcijo in tako odstranijo vodni del iz funkcionalnih skupin. Tako ustvarite preprosto povezavo.

Kako delujejo v telesu?

Encimi pospešijo skoraj vse kemične reakcije, ki se dogajajo v celicah. Ključnega pomena so za človeka, olajšajo prebavo in pospešijo presnovo.

Nekatere od teh snovi pomagajo razbiti prevelike molekule na manjše “koščke”, ki jih telo lahko prebavi. Drugi se vežejo na manjše molekule. Toda encimi so v znanstvenem smislu zelo selektivni. To pomeni, da lahko vsaka od teh snovi pospeši le določeno reakcijo. Molekule, s katerimi delujejo encimi, imenujemo substrati. Substrati ustvarjajo vez z delom encima, imenovanim aktivno središče.

Obstajata dve principi, ki pojasnjujeta posebnost interakcije encimov in substratov. V tako imenovanem modelu zaklepanja ključev aktivno središče encima prevzame mesto strogo določene konfiguracije. Po drugem modelu tako udeleženci reakcije, aktivni center in substrat spremenijo svoje oblike, da se povežejo.

Ne glede na načelo interakcije je rezultat vedno enak - reakcija pod vplivom encima poteka mnogokrat hitreje. Kot rezultat te interakcije se »rodijo« nove molekule, ki se nato ločijo od encima. Snov-katalizator še naprej opravlja svoje delo, vendar s sodelovanjem drugih delcev.

Hiper- in hipoaktivnost

Obstajajo časi, ko encimi opravljajo svoje funkcije z napačno intenzivnostjo. Prekomerna aktivnost povzroči prekomerno tvorjenje produkta reakcije in pomanjkanje substrata. Rezultat je poslabšanje počutja in resne bolezni. Vzrok prekomerno aktivnega encima je lahko genetska motnja ali presežek vitaminov ali elementov v sledovih, ki se uporabljajo v reakciji.

Hipoaktivnost encimov lahko celo povzroči smrt, ko na primer encimi ne odstranijo strupov iz telesa ali pride do pomanjkanja ATP. Vzrok za to stanje so lahko tudi mutirani geni ali, nasprotno, hipovitaminoza in pomanjkanje drugih hranil. Poleg tega nizka telesna temperatura podobno upočasni delovanje encimov.

Katalizator in ne samo

Danes lahko pogosto slišite o prednostih encimov. Toda kakšne so te snovi, od katerih je odvisna uspešnost našega telesa?

Encimi so biološke molekule, katerih življenjski cikel od rojstva in smrti ni določen v okviru. Preprosto delujejo v telesu, dokler se ne raztopijo. Praviloma se to zgodi pod vplivom drugih encimov.

V procesu biokemijskih reakcij ne postanejo del končnega izdelka. Ko je reakcija končana, encim zapusti substrat. Po tem je snov pripravljena spet začeti delovati, vendar na drugačni molekuli. In tako traja, dokler telo potrebuje.

Edinstvenost encimov je v tem, da vsak od njih opravlja le eno dodeljeno funkcijo. Biološka reakcija se pojavi šele, ko encim najde pravi substrat za to. To interakcijo lahko primerjamo z načelom delovanja ključa in ključavnice - samo pravilno izbrani elementi bodo lahko delovali skupaj. Še ena lastnost: delujejo pri nizkih temperaturah in zmernem pH in so kot katalizatorji bolj stabilni kot katera koli druga kemikalija.

Encimi kot katalizatorji pospešijo presnovne procese in druge reakcije.

Praviloma so ti procesi sestavljeni iz določenih stopenj, od katerih vsaka zahteva delo določenega encima. Brez tega cikel pretvorbe ali pospeška ne more zaključiti.

Morda je najbolj znana od vseh funkcij encimov vloga katalizatorja. To pomeni, da encimi kombinirajo kemikalije tako, da zmanjšajo stroške energije, potrebne za hitrejše tvorjenje izdelka. Brez teh snovi bi kemijske reakcije potekale stokrat počasneje. Toda sposobnosti encimov niso izčrpane. Vsi živi organizmi vsebujejo energijo, ki jo potrebujejo za nadaljevanje življenja. Adenozin trifosfat ali ATP je neke vrste napolnjena baterija, ki celicam oskrbuje z energijo. A delovanje ATP je brez encimov nemogoče. In glavni encim, ki proizvaja ATP, je sintaza. Za vsako molekulo glukoze, ki se pretvori v energijo, sintaza proizvede približno 32-34 molekul ATP.

Prav tako zanimivo: Fruktooligosaharidi

Poleg tega se v medicini aktivno uporabljajo encimi (lipaza, amilaza, proteaza). Zlasti služijo kot sestavina encimskih pripravkov, kot so Festal Mezim, Panzinorm, Pancreatin, ki se uporabljajo za zdravljenje prebavne motnje. Toda nekateri encimi lahko vplivajo tudi na obtočni sistem (raztopijo krvne strdke), pospešijo celjenje gnojnih ran. In tudi pri terapiji proti raku se zatečejo k encimom.

Dejavniki, ki določajo aktivnost encimov

Ker je encim sposoben večkrat pospešiti reakcijo, njegovo aktivnost določa tako imenovano število vrtljajev. Ta izraz se nanaša na število substratnih molekul (reaktantov), ​​ki jih je 1 encimska molekula sposobna spremeniti v 1 minuti. Vendar obstaja več dejavnikov, ki določajo hitrost reakcije:

  1. Koncentracija substrata.

Povečanje koncentracije substrata vodi do pospeševanja reakcije. Več molekul aktivne snovi je hitrejša reakcija, saj gre za bolj aktivne centre. Vendar je pospešek mogoč le, dokler se ne aktivirajo vse molekule encimov. Po tem celo povečanje koncentracije substrata ne bo pospešilo reakcije.

  1. Temperatura.

Po navadi zvišanje temperature vodi do hitrejših reakcij. To pravilo deluje pri večini encimskih reakcij, vendar le, dokler se temperatura ne dvigne nad 40 stopinj Celzija. Po tej oznaki se stopnja reakcije, nasprotno, začne močno zmanjševati. Če temperatura pade pod kritično točko, se hitrost encimskih reakcij ponovno poveča. Če temperatura še naprej narašča, se kovalentne vezi pretrgajo, katalitična aktivnost encima pa se za vedno izgubi.

  1. Kislost.

Na hitrost encimskih reakcij vpliva tudi pH. Za vsak encim obstaja lastna optimalna raven kislosti, pri kateri je reakcija najbolj ustrezna. Spremembe pH vplivajo na aktivnost encima in s tem na hitrost reakcije. Če so spremembe prevelike, substrat izgubi sposobnost vezanja na aktivno jedro in encim ne more več katalizirati reakcije. Z obnovo potrebne pH vrednosti se obnovi tudi aktivnost encima.

Encimi za prebavo

Encime, prisotne v človeškem telesu, lahko razdelimo v 2 skupini:

Presnovna „dela“ nevtralizirajo strupene snovi in ​​prispevajo k proizvodnji energije in beljakovin. In seveda pospešiti biokemične procese v telesu.

Za kaj so prebavni odgovorni, je razvidno iz imena. Toda tudi tukaj deluje princip selektivnosti: določena vrsta encima vpliva na samo eno vrsto hrane. Zato se za izboljšanje prebave lahko zatečete k malim zvijačam. Če telo ničesar ne prebavi iz hrane, potem je treba prehrano dopolniti z izdelkom, ki vsebuje encim, ki lahko razgradi težko prebavljivo hrano.

Encimi za hrano so katalizatorji, ki razgradijo hrano do stanja, v katerem je telo sposobno iz njih absorbirati hranila. Prebavni encimi so več vrst. V človeškem telesu so v različnih delih prebavnega trakta vsebovane različne vrste encimov.

Ustne votline

V tej fazi hrana vpliva na alfa-amilazo. Razgrajuje ogljikove hidrate, škrob in glukozo, ki jih najdemo v krompirju, sadju, zelenjavi in ​​drugi hrani.

želodec

Tu pepsin cepi beljakovine do stanja peptidov, želatinaza - želatina in kolagen, ki ju vsebuje meso.

Trebušna slinavka

Na tej stopnji "delo":

  • tripsin je odgovoren za razgradnjo beljakovin;
  • alfa kimotripsin - pomaga pri asimilaciji beljakovin;
  • elastaza - razgradi nekatere vrste beljakovin;
  • nukleaze - pomagajo razgraditi nukleinske kisline;
  • steapsin - spodbuja absorpcijo maščobne hrane;
  • amilaza - je odgovorna za absorpcijo škroba;
  • lipaza - razgrajuje maščobe (lipidi), ki jih vsebujejo mlečni izdelki, oreški, olja in meso.

Tanko črevo

Delci hrane "pričarajo":

  • peptidaze - cepijo peptidne spojine na raven aminokislin;
  • sukraza - pomaga pri prebavi zapletenih sladkorjev in škroba;
  • maltaza - razgradi disaharide do stanja monosaharidov (sladnega sladkorja);
  • laktaza - razgradi laktozo (glukoza, ki jo vsebujejo mlečni izdelki);
  • lipaza - spodbuja asimilacijo trigliceridov, maščobnih kislin;
  • Erepsin - vpliva na beljakovine;
  • izomaltaza - „deluje“ z maltozo in izomaltozo.
Prav tako zanimivo: kofein

Colon

Tu so funkcije encimov:

  • E. coli - odgovoren je za prebavo laktoze;
  • laktobacili - vplivajo na laktozo in nekatere druge ogljikove hidrate.

Poleg teh encimov obstajajo še:

  • diastaza - prebavi rastlinski škrob;
  • invertaza - razgradi saharozo (namizni sladkor);
  • glukoamilaza - škrob pretvori v glukozo;
  • Alfa-galaktozidaza - spodbuja prebavo fižola, semen, sojinih izdelkov, koreninske zelenjave in listnate;
  • bromelain - encim, pridobljen iz ananasa, spodbuja razgradnjo različnih vrst beljakovin, je učinkovit pri različnih ravneh kislosti medija, ima protivnetne lastnosti;
  • Papain, encim, izoliran iz surove papaje, pomaga razgraditi majhne in velike beljakovine in je učinkovit pri številnih substratih in kislosti.
  • celuloza - razgradi celulozo, rastlinske vlaknine (ne najdemo jih v človeškem telesu);
  • endoproteaza - cepi peptidne vezi;
  • izvleček govejega žolča - encim živalskega izvora, spodbuja črevesno gibljivost;
  • pankreatin - encim živalskega izvora, pospešuje prebavo maščob in beljakovin;
  • pankrelipaza je živalski encim, ki spodbuja absorpcijo beljakovin, ogljikovih hidratov in lipidov;
  • pektinaza - razgradi polisaharide, ki jih najdemo v sadju;
  • fitaza - spodbuja absorpcijo fitinske kisline, kalcija, cinka, bakra, mangana in drugih mineralov;
  • ksilanaza - razgrajuje glukozo iz žit.

Katalizatorji v izdelkih

Encimi so ključni za zdravje, saj telesu pomagajo razgraditi sestavine hrane do stanja, primernega za uživanje hranil. Črevesje in trebušna slinavka proizvajajo široko paleto encimov. Toda poleg tega se veliko njihovih hranilnih snovi, ki pospešujejo prebavo, nahaja tudi v nekaterih živilih.

Fermentirana hrana je skoraj idealen vir koristnih bakterij, potrebnih za pravilno prebavo. In v času, ko farmacevtski probiotiki "delujejo" le v zgornjem delu prebavnega sistema in pogosto ne dosežejo črevesja, se učinek encimskih izdelkov občuti v celotnem prebavilih.

Na primer, marelice vsebujejo mešanico koristnih encimov, vključno z invertazo, ki je odgovorna za razgradnjo glukoze in prispeva k hitremu sproščanju energije.

Naravni vir lipaze (prispeva k hitrejši prebavi lipidov) lahko služi kot avokado. V telesu ta snov proizvaja trebušno slinavko. Da pa bi temu telesu olajšali življenje, si lahko privoščite na primer avokadovo solato - okusno in zdravo.

Poleg tega, da je banana morda najbolj znan vir kalija, v telo oskrbuje tudi amilazo in maltazo. Amilazo najdemo tudi v kruhu, krompirju, žitih. Maltaza prispeva k cepitvi maltoze, tako imenovanega sladnega sladkorja, ki je v pivu in koruznem sirupu obilno predstavljen.

Drugo eksotično sadje - ananas vsebuje cel niz encimov, vključno z bromelainom. In on ima, po nekaterih raziskavah, tudi protirakave in protivnetne lastnosti.

Ekstremofili in industrija

Ekstremofili so snovi, ki so sposobne ohraniti svojo vitalno aktivnost v ekstremnih razmerah.

Žive organizme, pa tudi encime, ki jim omogočajo delovanje, smo našli v gejzirjih, kjer je temperatura blizu vrelišča, globoko pa v ledu, pa tudi v razmerah skrajne slanosti (Dolina smrti v ZDA). Poleg tega so znanstveniki našli encime, za katere raven pH, kot se je izkazalo, prav tako ni temeljna zahteva za učinkovito delo.

Raziskovalce zanimajo ekstremofilni encimi kot snovi, ki jih je mogoče široko uporabiti v industriji. Čeprav so danes encimi v industriji že našli svojo uporabo kot biološko in okolju prijazno snov. Z uporabo encimov, ki jih uporabljajo v prehrambeni industriji, kozmetologiji, gospodinjskih kemikalijah.

Poleg tega so "storitve" encimov v takih primerih cenejše od sintetičnih analogov. Poleg tega so naravne snovi biološko razgradljive, zaradi česar je njihova uporaba varna za okolje. V naravi obstajajo mikroorganizmi, ki lahko razgradijo encime v posamezne aminokisline, ki nato postanejo sestavni deli nove biološke verige. A to je, kot pravijo, povsem druga zgodba.

Všeč vam je ta objava? Delite s prijatelji:
Kozmetologija, plastična kirurgija in dieta
Pustite Odgovori

;-) :| :x : zvit: : Nasmeh: : shock: : Sad: : Roll: : razz: : Ups: :o : Mrgreen: : Lol: : ideja: : grin: : Evil: : cry: : cool: : arrow: : ???: :?: :!: