ఎంజైమ్లు

ఎంజైమ్లు#

ఎంజైమ్లు జీవరసాయన చర్యలు జరగడానికి అవసరమైన శక్తిని తగ్గించే ప్రోటీన్ అణువులు. ఇది శరీర ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వేగంగా జరగడానికి అనుమతిస్తుంది. ఎంజైమ్లు జీవితానికి అత్యవసరం మరియు అన్ని సజీవ జీవులలో కనిపిస్తాయి. జీర్ణక్రియ, జీవక్రియ మరియు DNA ప్రతికృతి వంటి వివిధ జీవ ప్రక్రియలలో అవి కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. ఎంజైమ్లు లేకుండా, ఈ ప్రక్రియలు ఆచరణాత్మకంగా నెమ్మదిగా జరిగేవి, మనకు తెలిసినట్లుగా జీవితాన్ని అసాధ్యం చేసేవి.

ఎంజైమ్లు అంటే ఏమిటి?#

ఎంజైమ్లు: జీవిత ఉత్ప్రేరకాలు

ఎంజైమ్లు జీవరసాయన చర్యల వేగాన్ని పెంచే ప్రోటీన్ అణువులు. అవి జీవక్రియ ప్రక్రియలో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి, ఇది జీవులలో జరిగే రసాయన చర్యల మొత్తం.

ఎంజైమ్లు ఎలా పని చేస్తాయి?

ఎంజైమ్లు చర్య యొక్క క్రియాశీల శక్తిని తగ్గించడం ద్వారా పని చేస్తాయి. క్రియాశీల శక్తి అనేది ఒక చర్యను ప్రారంభించడానికి అవసరమైన శక్తి. చర్య జరిగేందుకు ప్రత్యామ్నాయ మార్గాన్ని అందించడం ద్వారా ఎంజైమ్లు క్రియాశీల శక్తిని తగ్గిస్తాయి. ఇది చర్య వేగంగా జరగడానికి అనుమతిస్తుంది.

ఎంజైమ్ల నిర్మాణం

ఎంజైమ్లు సాధారణంగా ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పాలిపెప్టైడ్ గొలుసులతో రూపొందించబడతాయి. పాలిపెప్టైడ్ గొలుసులు ఒక నిర్దిష్ట త్రిమితీయ నిర్మాణంలో ముడుచుకుంటాయి, ఇది ఒక పాకెట్ లేదా క్రియాశీల స్థలాన్ని సృష్టిస్తుంది. క్రియాశీల స్థలం అనేది సబ్స్ట్రేట్ ఎంజైమ్కు బంధించే ప్రదేశం.

సబ్స్ట్రేట్ బంధనం

సబ్స్ట్రేట్ అనేది ఎంజైమ్ పనిచేసే అణువు. సబ్స్ట్రేట్ ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల స్థలానికి హైడ్రోజన్ బంధం, అయానిక్ బంధం మరియు వాన్ డెర్ వాల్స్ శక్తులతో సహా వివిధ శక్తుల ద్వారా బంధిస్తుంది.

ఉత్ప్రేరణ

సబ్స్ట్రేట్ ఎంజైమ్కు బంధించబడిన తర్వాత, ఎంజైమ్ చర్యను ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది. ఎంజైమ్ సబ్స్ట్రేట్ను ప్రతిచర్యలకు దగ్గరగా తీసుకురావడం మరియు చర్య జరగడానికి అనుకూలమైన వాతావరణాన్ని అందించడం ద్వారా దీన్ని చేస్తుంది.

ఉత్పన్న విడుదల

చర్య పూర్తయిన తర్వాత, ఉత్పన్నాలు ఎంజైమ్ నుండి విడుదల చేయబడతాయి. ఎంజైమ్ తర్వాత మరొక సబ్స్ట్రేట్కు బంధించడానికి మరియు మరొక చర్యను ఉత్ప్రేరణ చేయడానికి స్వేచ్ఛగా ఉంటుంది.

ఎంజైమ్ల ఉదాహరణలు

మానవ శరీరంలో వేలాది విభిన్న ఎంజైమ్లు ఉన్నాయి. అత్యంత ముఖ్యమైన ఎంజైమ్లలో కొన్ని:

• ఎమైలేజ్: కార్బోహైడ్రేట్లను చక్కెరలుగా విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది
• లైపేజ్: కొవ్వులను కొవ్వు ఆమ్లాలు మరియు గ్లిజరాల్గా విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది
• ప్రోటీజ్: ప్రోటీన్లను అమైనో ఆమ్లాలుగా విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది
• DNA పాలిమరేజ్: కొత్త DNA అణువులను నిర్మిస్తుంది
• RNA పాలిమరేజ్: కొత్త RNA అణువులను నిర్మిస్తుంది

ఎంజైమ్లు మరియు వ్యాధి

ఎంజైమ్లు జీవితానికి అత్యవసరం, కానీ అవి వ్యాధిలో కూడా పాల్గొనవచ్చు. కొన్ని వ్యాధులు ఎంజైమ్లను ఎన్కోడ్ చేసే జన్యువులలో మార్పుల వలన సంభవిస్తాయి. ఈ మార్పులు సరిగా పనిచేయని లోపభూయిష్ట ఎంజైమ్ల ఉత్పత్తికి దారి తీయవచ్చు. ఇది కణ ప్రక్రియలను భంగపరచి వ్యాధికి దారి తీయవచ్చు.

ఇతర వ్యాధులు ఎంజైమ్ల అతిగా ఉత్పత్తి వలన సంభవిస్తాయి. ఇది కూడా కణ ప్రక్రియలను భంగపరచి వ్యాధికి దారి తీయవచ్చు.

పరిశ్రమలో ఎంజైమ్లు

ఎంజైమ్లు వివిధ పారిశ్రామిక అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడతాయి, వీటిలో ఇవి ఉన్నాయి:

• ఆహార ప్రాసెసింగ్: ఆహారాన్ని జీర్ణం చేయడానికి సులభమైన చిన్న అణువులుగా విచ్ఛిన్నం చేయడానికి ఎంజైమ్లు ఉపయోగించబడతాయి.
• టెక్స్టైల్ తయారీ: వస్త్రాలను మృదువుగా చేయడానికి మరియు మరకలను తొలగించడానికి ఎంజైమ్లు ఉపయోగించబడతాయి.
• కాగితం తయారీ: కాగితం తయారీ చేయడానికి ఉపయోగించే చిన్న అణువులుగా సెల్యులోజ్ ఫైబర్లను విచ్ఛిన్నం చేయడానికి ఎంజైమ్లు ఉపయోగించబడతాయి.
• బ్రూయింగ్: చక్కెరలను ఆల్కహాల్గా మార్చడానికి ఎంజైమ్లు ఉపయోగించబడతాయి.

ఎంజైమ్లు జీవితానికి అత్యవసరం మరియు దాదాపు ప్రతి కణ ప్రక్రియలో పాల్గొంటాయి. అవి వివిధ పారిశ్రామిక అనువర్తనాలలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి.

ఎంజైమ్ నిర్మాణం#

ఎంజైమ్ నిర్మాణం

ఎంజైమ్లు సజీవ జీవులలో రసాయన చర్యలను ఉత్ప్రేరణ చేసే ప్రోటీన్ అణువులు. అవి జీవితానికి అత్యవసరం మరియు దాదాపు ప్రతి కణ ప్రక్రియలో పాత్ర పోషిస్తాయి. ఎంజైమ్లు అత్యంత నిర్దిష్టమైనవి, ప్రతి ఒక్కటి ఒక నిర్దిష్ట చర్య లేదా చర్యల సమితిని మాత్రమే ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది.

ఎంజైమ్ యొక్క నిర్మాణం దాని పనితీరుకు కీలకం. ఎంజైమ్లు వాటి సబ్స్ట్రేట్లకు, అవి చర్యలను ఉత్ప్రేరణ చేసే అణువులకు బంధించడానికి అనుమతించే నిర్దిష్ట త్రిమితీయ ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఎంజైమ్ యొక్క క్రియాశీల స్థలం అనేది సబ్స్ట్రేట్కు బంధించి చర్యను ఉత్ప్రేరణ చేసే అణువు యొక్క ప్రాంతం.

ఎంజైమ్ల నిర్మాణాన్ని నాలుగు స్థాయిలుగా విభజించవచ్చు:

• ప్రాథమిక నిర్మాణం ఎంజైమ్ యొక్క అమైనో ఆమ్ల క్రమం.
• ద్వితీయ నిర్మాణం అమైనో ఆమ్లాల అల్ఫా హెలిక్స్లు మరియు బీటా షీట్లు వంటి క్రమమైన నమూనాల్లో అమరిక.
• తృతీయ నిర్మాణం ఎంజైమ్ యొక్క త్రిమితీయ ఆకారం, ఇది అమైనో ఆమ్లాల మధ్య పరస్పర చర్యల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.
• చతుర్ధ నిర్మాణం బహుళ ఎంజైమ్ ఉపయూనిట్లను పెద్ద సంక్లిష్టంలో అమర్చడం.

ఎంజైమ్ యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణం దానిని ఎన్కోడ్ చేసే జన్యువుల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ద్వితీయ, తృతీయ మరియు చతుర్ధ నిర్మాణాలు అమైనో ఆమ్లాలు మరియు పర్యావరణం మధ్య పరస్పర చర్యల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి.

ఎంజైమ్ యొక్క నిర్మాణం దాని పనితీరుకు అత్యవసరం. ఎంజైమ్ నిర్మాణంలో మార్పులు దాని కార్యాచరణ లేదా నిర్దిష్టతలో మార్పులకు దారి తీయవచ్చు. ఇది ఎంజైమ్ భాగమైన కణం లేదా జీవిపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపవచ్చు.

ఎంజైమ్ నిర్మాణం యొక్క ఉదాహరణలు

ఎంజైమ్ నిర్మాణం యొక్క కొన్ని ఉదాహరణలు ఇక్కడ ఉన్నాయి:

• హీమోగ్లోబిన్ రక్తంలో ఆక్సిజన్ను రవాణా చేసే ఎంజైమ్. దీనికి చతుర్ధ నిర్మాణం ఉంటుంది, ఇందులో నాలుగు ఉపయూనిట్లు ఉంటాయి. ప్రతి ఉపయూనిట్కు హీమ్ సమూహం ఉంటుంది, ఇది ఆక్సిజన్కు బంధించే ఇనుము కలిగిన అణువు.
• ఇన్సులిన్ రక్తంలో చక్కెర స్థాయిలను నియంత్రించే ఎంజైమ్. దీనికి తృతీయ నిర్మాణం ఉంటుంది, ఇందులో డైసల్ఫైడ్ బంధాల ద్వారా కలిపిన రెండు పాలిపెప్టైడ్ గొలుసులు ఉంటాయి.
• సైటోక్రోమ్ సి ఆక్సిడేజ్ ఎలక్ట్రాన్ రవాణా గొలుసులో పాల్గొనే ఎంజైమ్. దీనికి సంక్లిష్టమైన చతుర్ధ నిర్మాణం ఉంటుంది, ఇందులో 13 ఉపయూనిట్లు ఉంటాయి.

ఈ ఎంజైమ్ల నిర్మాణం వాటి పనితీరుకు అత్యవసరం. ఈ ఎంజైమ్ల నిర్మాణంలో మార్పులు సికిల్ సెల్ అనీమియా, డయాబెటిస్ మరియు క్యాన్సర్ వంటి వ్యాధులకు దారి తీయవచ్చు.

ముగింపు

ఎంజైమ్లు జీవితానికి అత్యవసరం మరియు దాదాపు ప్రతి కణ ప్రక్రియలో పాత్ర పోషిస్తాయి. ఎంజైమ్ యొక్క నిర్మాణం దాని పనితీరుకు కీలకం. ఎంజైమ్ నిర్మాణంలో మార్పులు దాని కార్యాచరణ లేదా నిర్దిష్టతలో మార్పులకు దారి తీయవచ్చు, ఇది ఎంజైమ్ భాగమైన కణం లేదా జీవిపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపవచ్చు.

ఎంజైమ్ల వర్గీకరణ#

ఎంజైమ్లు వాటి ఉత్ప్రేరక యాంత్రికాలు, వాటి ఉత్ప్రేరణ చేసే రసాయన చర్యలు లేదా అవి పనిచేసే సబ్స్ట్రేట్ రకం ఆధారంగా వివిధ సమూహాలుగా వర్గీకరించబడతాయి. ఇక్కడ కొన్ని ప్రధాన ఎంజైమ్ వర్గీకరణలు ఉన్నాయి:

1. ఆక్సిడోరిడక్టేజ్లు:

• అణువుల మధ్య ఎలక్ట్రాన్ల బదిలీని కలిగి ఉన్న ఆక్సీకరణ-తగ్గింపు చర్యలను ఉత్ప్రేరణ చేస్తాయి.
• ఉదాహరణలు:
  • డీహైడ్రోజినేజ్: సబ్స్ట్రేట్ నుండి హైడ్రోజన్ను తొలగించడం ద్వారా దాని ఆక్సీకరణకు దారి తీస్తుంది.
  • ఆక్సిడేజ్: సబ్స్ట్రేట్ నుండి ఆక్సిజన్కు ఎలక్ట్రాన్ల బదిలీని ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది, దాని తగ్గింపుకు దారి తీస్తుంది.

2. ట్రాన్స్ఫరేజ్లు:

• ఒక అణువు నుండి మరొక అణువుకు క్రియాత్మక సమూహాల బదిలీని ఉత్ప్రేరణ చేస్తాయి.
• ఉదాహరణలు:
  • కైనేజ్: ATP నుండి సబ్స్ట్రేట్కు ఫాస్ఫేట్ సమూహం బదిలీని ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది.
  • ట్రాన్సామినేజ్: రెండు అణువుల మధ్య అమైనో సమూహం బదిలీని ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది.

3. హైడ్రోలేజ్లు:

• నీటి అణువులను జోడించడం ద్వారా వివిధ బంధాల జలవిశ్లేషణను ఉత్ప్రేరణ చేస్తాయి.
• ఉదాహరణలు:
  • ప్రోటీజ్: ప్రోటీన్లలో పెప్టైడ్ బంధాల జలవిశ్లేషణను ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది.
  • లైపేజ్: లిపిడ్లలో ఎస్టర్ బంధాల జలవిశ్లేషణను ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది.

4. లైయేజ్లు:

• నీటిని జోడించడం లేదా తొలగించడం లేకుండా వివిధ బంధాల విచ్ఛేదనను ఉత్ప్రేరణ చేస్తాయి.
• ఉదాహరణలు:
  • డీకార్బాక్సిలేజ్: సబ్స్ట్రేట్ నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ను తొలగించడాన్ని ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది.
  • ఆల్డోలేజ్: ఆల్డోస్లలో కార్బన్-కార్బన్ బంధాల విచ్ఛేదనను ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది.

5. ఐసోమెరేజ్లు:

• అణువుల ఐసోమెరైజేషన్ను ఉత్ప్రేరణ చేస్తాయి, ఒక ఐసోమెరిక్ రూపాన్ని మరొకదానికి మారుస్తాయి.
• ఉదాహరణలు:
  • రేసిమేజ్: ఎనాంటియోమర్ల పరస్పర మార్పిడిని ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది.
  • ఎపిమెరేజ్: ఎపిమర్ల పరస్పర మార్పిడిని ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది.

6. లైగేజ్లు:

• రెండు అణువుల మధ్య కొత్త సమయోజనీయ బంధాల ఏర్పాటును ఉత్ప్రేరణ చేస్తాయి, తరచుగా ATP జలవిశ్లేషణతో.
• ఉదాహరణలు:
  • DNA లైగేజ్: ఫాస్ఫోడైఎస్టర్ బంధాలను ఏర్పరచడం ద్వారా DNA భాగాలను కలపడాన్ని ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది.
  • అమైనోయాసిల్ tRNA సింథటేజ్: అమైనో ఆమ్లాలను వాటి సంబంధిత tRNA అణువులకు అటాచ్ చేయడాన్ని ఉత్ప్రేరణ చేస్తుంది.

ఈ ఎంజైమ్ వర్గీకరణలు జీవ వ్యవస్థలలో కనిపించే ఎంజైమ్ల విస్తృత వైవిధ్యాన్ని నిర్వహించడానికి మరియు అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక క్రమబద్ధమైన మార్గాన్ని అందిస్తాయి. ప్రతి తరగతి వివిధ జీవక్రియ మార్గాలు మరియు కణ ప్రక్రియలలో అత్యవసర పాత్రలను నిర్వహించే అనేక నిర్దిష్ట ఎంజైమ్లను కలిగి ఉంటుంది.

ఎంజైమ్ల ఉదాహరణలు#

ఎంజైమ్ల ఉదాహరణలు

ఎంజైమ్లు సజీవ జీవులలో రసాయన చర్యలను ఉత్ప్రేరణ చేసే ప్రోటీన్ అణువులు. అవి జీవితానికి అత్యవసరం మరియు దాదాపు ప్రతి కణ ప్రక్రియలో పాత్ర పోషిస్తాయి. వేలాది విభిన్న ఎంజైమ్లు ఉన్నాయి, ప్రతి ఒక్కటి దాని స్వంత నిర్దిష్ట పనితీరును కలిగి ఉంటుంది.

ఎంజైమ్ల కొన్ని సాధారణ ఉదాహరణలు:

• ఎమైలేజ్: ఈ ఎంజైమ్ కార్బోహైడ్రేట్లను సాధారణ చక్కెరలుగా విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది. ఇది లాలాజలం మరియు ప్యాంక్రియాటిక్ జ్యూస్లో కనిపిస్తుంది.
• లైపేజ్: ఈ ఎంజైమ్ కొవ్వులను కొవ్వు ఆమ్లాలు మరియు గ్లిజరాల్గా విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది. ఇది ప్యాంక్రియాటిక్ జ్యూస్ మరియు పిత్తంలో కనిపిస్తుంది.
• ప్రోటీజ్: ఈ ఎంజైమ్ ప్రోటీన్లను అమైనో ఆమ్లాలుగా విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది. ఇది కడుపు ఆమ్లం మరియు ప్యాంక్రియాటిక్ జ్యూస్లో కనిపిస్తుంది.
• ATP సింథటేజ్: ఈ ఎంజైమ్ కణాల శక్తి కరెన్సీ అయిన ATPని సంశ్లేషణ చేస్తుంది. ఇది అంతర్గత మైటోకాండ్రియల్ పొరలో కనిపిస్తుంది.
• DNA పాలిమరేజ్: ఈ ఎంజైమ్ కణాల జన్యు పదార్థం అయిన DNAని ప్రతికృతి చేస్తుంది. ఇది కణాల కేంద్రకంలో కనిపిస్తుంది.

ఎంజైమ్లు రసాయన చర్య యొక్క క్రియాశీల శక్తిని తగ్గించడం ద్వారా పని చేస్తాయి. దీనర్థం అవి చర్య జరగడాన్ని సులభతరం చేస్తాయి. ఎంజైమ్లు వాటి ఉత్ప్రేరణ చేసే చర్యలలో ఉపయోగించబడవు, కాబట్టి అవి మళ్లీ మళ్లీ తిరిగి ఉపయోగించబడతాయి.

ఎంజైమ్-ఉత్ప్రేరణ చర్య రేటు అనేక అంశాలచే ప్రభావితమవుతుంది, వీటిలో ఇవి ఉన్నాయి:

• ఉష్ణోగ్రత: చాలా ఎంజైమ్లు ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉత్తమంగా పని చేస్తాయి. ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా లేదా తక్కువగా ఉంటే, ఎంజైమ్ బాగా పనిచేయదు.
• pH: చాలా ఎంజైమ్లు ఒక నిర్దిష్ట pH వద్ద ఉత్తమంగా పని చేస్తాయి. pH చాలా ఆమ్లంగా లేదా క్షారంగా ఉంటే, ఎంజైమ్ బాగా పనిచేయదు.
• సబ్స్ట్రేట్ గాఢత: సబ్స్ట్రేట్ గాఢత పెరిగేకొద్దీ ఎంజైమ్-ఉత్ప్రేరణ చర్య రేటు పెరుగుతుంది.
• ఎంజైమ్ గాఢత: ఎంజైమ్ గాఢత పెరిగేకొద్దీ ఎంజైమ్-ఉత్ప్రేరణ చర్య రేటు పెరుగుతుంది.

ఎంజైమ్లు జీవితానికి అత్యవసరం మరియు దాదాపు ప్రతి కణ ప్రక్రియలో పాత్ర పోషిస్తాయి. అవి అత్యంత నిర్దిష్టమైనవి మరియు ఒక నిర్దిష్ట చర్యను మాత్రమే ఉత్ప్రేరణ చేయగలవు. ఎంజైమ్లు కూడా చాలా సమర్థవంతమైనవి మరియు సెకనుకు మిలియన్ల చర్యలను ఉత్ప్రేరణ చేయగలవు.

ఎంజైమ్లు మరియు వాటి విధుల యొక్క కొన్ని అదనపు ఉదాహరణలు ఇక్కడ ఉన్నాయి:

• ఆల్కహాల్ డీహైడ్రోజినేజ్: ఈ ఎంజైమ్ ఆల్కహాల్ను అసిటాల్డిహైడ్గా మారుస్తుంది. ఇది కాలేయంలో కనిపిస్తుంది.
• కాటలేజ్: ఈ ఎంజైమ్ హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ను నీరు మరియు ఆక్సిజన్గా విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది. ఇది కాలేయం, మూత్రపిండాలు మరియు ఇతర కణజాలాలలో కనిపిస్తుంది.
• సైటోక్రోమ్ ఆక్సిడేజ్: ఈ ఎంజైమ్ ఎలక్ట్రాన్ రవాణా గొలుసులో పాల్గొంటుంది, ఇది ATPని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇది అంతర్గత మైటోకాండ్రియల్ పొరలో కనిపిస్తుంది.
• గ్లూకోకైనేజ్: ఈ ఎంజైమ్ గ్లూకోజ్ను ఫాస్ఫోరిలేట్ చేస్తుంది, గ్లైకాలిసిస్లో మొదటి దశ. ఇది కాలేయం మరియు ప్యాంక్రియాస్లో కనిపిస్తుంది.
• హెక్సోకైనేజ్: ఈ ఎంజైమ్ గ్లూకోజ్ను ఫాస్ఫోరిలేట్ చేస్తుంది, గ్లైకాలిసిస్లో మొదటి దశ. ఇది చాలా కణాలలో