Ensüüm
From Wikipedia, the free encyclopedia
From Wikipedia, the free encyclopedia
Ensüümid on kõrgmolekulaarsed bioloogilised katalüsaatorid, mis kiirendavad keemiliste reaktsioonide toimumist.[1][2][3] Ensüümid on valdavalt valgud, kuid tuntakse ka mõningaid katalüütilisi RNA molekule, mida nimetatakse sageli ensüümide asemel ribosüümideks. Valgulised ensüümid koosnevad aminohappejääkidest ja nende süntees on allutatud geneetilisele kontrollile.
 | See artikkel vajab toimetamist. |
 | See artikkel ootab keeletoimetamist. |
 | Artikkel vajab vormindamist vastavalt Vikipeedia vormistusreeglitele. |
Nad on biokatalüsaatorid, mille toimel muundatakse substraatmolekuli nii, et reaktsioonide toimumine kiireneb ja ensüümimolekul vabaneb reaktsioonist muutumatul kujul. Ensüümid on hädavajalikud, et rakkudes läbiviidavad metaboolsed reaktsioonid toimuksid piisava kiirusega toetamaks elu toimimist.
Ensüümid jaotatakse kuude põhiklassi: oksüdoreduktaasid, transferaasid, hüdrolaasid, lüaasid, isomeraasid ja ligaasid. Lisaks võidaks neid liigitada ehituse (lihtensüümid ja liitensüümid), toimekeskkonna (eksogeensed ja endogeensed ensüümid)[4] ning muude näitajate alusel.
Ensüümid on ensümoloogia uurimisobjektiks.
Ensüümkatalüüsitud reaktsioonide kiirust alandavaid aineid nimetatakse inhibiitoriteks.
Ensüümidele on omane suur efektiivsus ja kõrge substraadispetsiifilisus.[5][6] Enamik taimede, loomaliikide, bakterite, viiruste ja protistide füsioloogilistest nähtustest on allutatud ensümaatilisele kontrollile.[4] Klassifitseeritud on üle 2500 valgulise ensüümi.[6] Ensüümid on ka biopolümeerid, katalüsaatorid, inhibiitorid jne. Ka mõnedel RNA-molekulidel (väga harva) on katalüütiline aktiivsus, kuid tavaliselt ei nimetata neid ensüümideks, vaid katalüütilisteks RNA-deks ehk ribosüümideks.[6]Veres on tõenäoliselt kõiki organismi ensüüme ja need vabanevad hävivatest rakkudest verre kudede pideva uuenemise tõttu.[7]
18. sajandi lõpus uurisid teadlased suhkrute kääritamist pärmirakkude poolt, püüdes leida vastuseid küsimusele, kas orgaanilisi ühendeid suudavad toota vaid elavad rakud. 19. sajandil tegi Eduard Büchner pärmirakkudega järgmise katse: ta purustas rakkude seinad (liivaga hõõrumisega) ja lisas suhkrut. Kuna käärimine toimus edasi, pidi kääritamist katalüüsima rakuvaba ekstrakt. Teadlaste Justus Van Liebigi, Louis Pasteuri jpt jaoks tähendasid fermendid ühendeid "pärmis" ning tuletati biokeemiliste katsete alusel, mille tulemusi tõlgendades arvati, et ensüümid asuvad rakkude sees.[8] Jöns Jacob Berzelius ja Theodor Schwann ning paljud teised teadlased kasutasid 19. sajandil terminit "fermendid". Kuid fermentide mõistet kasutati sel ajal ka nende mikroorganismide kohta, kes fermentatsiooni põhjustavad. Vältimaks segadust pakkus saksa bioloog William Kuhne 1876. aastal välja termini "ensüümid", mida tema tundis selliste toitaineid lõhustavate ensüümidena nagu pepsiin, trüpsiin, ptüaliin, steapsiin. 19. sajandil arvati, et keemiateadus ei suuda ensüüme komplekteerida ega sünteesida, kuna neid leiduvat üksnes organismide protoplasmas, kust neid uurimise tarbeks eraldatakse. Termin ensüümid muutus rakkudes ning kudedes asetleidvaid muutusi põhjustavate ainete, mida varem tunti nimetusega "organiseerimata fermendid" (inglise keeles unorganized ferments), koondnimetuseks.[9]
Sõna "ensüüm" (varasemas eesti keeles ka ferment) tuleneb kreekakeelsest sõnast ″ἐνζύμη″, mis tähendab ″pärmis″ (ehk pärmi sees). Eesliide ἐν- ("en-") tähendab ″sees″ ja ζύμη (″zýmē″) tähendab ″pärm″ või ″juuretis″.[8]
Tänapäeval tegeletakse ensüümidega nii eraldi teadusharu ensümoloogia kaudu kui ka integreeritult botaanika, biokeemia, meditsiini, farmaatsia, põllumajanduse, geneetika, toiduainetetööstuse ja paljude muude teadusharude kaudu.
Ensüümid alandavad reaktsiooni aktivatsioonienergiat. Kuigi ensüüm võib reaktsiooni käigus muunduda, taastub ta reaktsiooni lõpuks endisele kujule ja võib katalüüsida järgmist reaktsiooni. Ensüümid kui globulaarsed valgud on multidomeensed ehk ühes domeenis võib neid asuda ensüümi aktiivtsenter, teises domeenis aga regulatoorne tsenter. Reaktsiooni lähtemolekulid (ensüümi substraadid) seonduvad ensüümi aktiivtsentrisse ja reaktsiooni lõpus dissotsieeruvad sealt produktid. Ensüümid on kõrge substraadispetsiifilisusega – nad võivad läbi viia vaid ühte või mõnda reaktsiooni. Nii saab reaktsioone kontrollida vastava ensüümi hulga reguleerimise teel. Iga rakk sünteesib eluks vajalikke ensüüme (ühes rakus kuni 10 000 ensüümi) iseseisvalt ja iga üksik ensüüm võib juhtida erinevat reaktsiooni.[4] Ensüümid on tundlikud paljude sise- ja väliskeskkonna tegurite, näiteks temperatuuri, pH jms suhtes.
Pikemalt artiklis Ensüümiklasside nomenklatuurEnsüümide klassifitseerimisel kasutatakse Ensüümikomisjoni koostatud ensüümide nomenklatuuri.
Pikemalt artiklis EnsüümdiagnostikaEnsüümikomisjoni nomenklatuuri rakendatakse ka inimkehas toimuvate ensüümreaktsioonide ja neis osalevate ensüümide klassifitseerimisel ning ensüümdiagnostikas.[6]
Pikemalt artiklis MarkerensüümidMarkerensüümid on olulised haiguste kindlaks tegemisel. Kui markerensüüm ilmub verre, on tegu vastava koe kahjustusega, kust ensüüm pärit on.[10]
Tähtsamad toitaineid lõhustavad ensüümid on amülaas, pepsiin, trüpsiin, maltaas, laktaas, sahharaas, lipaas jpt.[11]
Kõhunäärme ehk pankrease nõre on normaalse füsioloogiaga loomorganismis toitaineid lõhustavate ensüümide poolest rikkalik.[11]
Pikemalt artiklis EnsüümiaktiivsusEnsüümide hulka biomaterjalides määratakse ensüümiaktiivsust (e ensüümi hulka) kaudselt, kineetika reeglitega vastavuses, kas:[6][12]
Ensüümide hulga määramiseks kasutatakse näiteks järgmisi laboratoorse diagnostika meetodeid:[12]
Ensüümaktiivsust väljendatakse rahvusvahelisi mõõtühikute süsteeme kasutades.[6] Biokeemia ja kliinilise meditsiini teadusharud kasutavad enim:
Ensümoloogias kasutatakse ka muid mõõtühikuid, näiteks:[6][12]
Erialakirjanduses, aga ka populaarteaduslikes väljaannetes kasutatakse töönimetustena ka ajaloolisi nimetusi:[11]
Hüdrolüüsib valke. Tööstuslikult kasutatakse liha pehmendamiseks, kala nülgimiseks, loomanahalt karvade eemaldamiseks ja pesupulbrite koostisosana;
Ensüümid on tähtsal kohal biotehnoloogia arengus. Umbes 150 ensüümi kasutatakse tööstuses[viide?], näiteks:
Alexander Fleming avastas 1922 pisarates, süljes, nina ja soolestiku limaskestas tugeva antibakteriaalse fermendi lüsosüümi (lysozyme).
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
