HOLOENZYME: MGA KATANGIAN, PAG-ANDAR AT HALIMBAWA - BIOLOGY - 2025

Ang holoenzyme ay isang enzyme na binubuo ng isang bahagi ng protina na tinatawag na apoenzyme na sinamahan ng isang non-protein molekula na tinatawag na cofactor. Ni ang apoenzyme ni ang cofactor ay aktibo kapag sila ay hiwalay; ibig sabihin, upang gumana sila ay dapat na magkasama.

Sa gayon, ang mga rereenzyme ay ang pinagsamang mga enzyme at, dahil dito, ang mga ito ay aktibo sa catalytically. Ang mga enzim ay isang uri ng biomolecules na ang pag-andar ay karaniwang upang madagdagan ang bilis ng mga reaksyon ng cellular. Ang ilang mga enzyme ay nangangailangan ng tulong ng iba pang mga molekula, na tinatawag na cofactors.

Apoenzyme + cofactor = holoenzyme

Ang mga cactactor ay umaakma sa apoenzymes at bumubuo ng isang aktibong holoenzyme na nagsasagawa ng katalismo. Ang mga enzymes na nangangailangan ng isang partikular na cofactor ay kilala bilang conjugated enzymes. Ang mga ito ay may dalawang pangunahing sangkap: ang cofactor, na maaaring maging isang metal ion (hindi organikong) o isang organikong molekula; ang apoenzyme, bahagi ng protina.

katangian

Nabuo ng apoenzymes at cofactors

Ang mga Apoenzyme ay ang protina na bahagi ng masalimuot, at ang mga cofactor ay maaaring ions o mga organikong molekula.

Inaamin nila ang iba't ibang mga cofactors

Mayroong maraming mga uri ng cofactors na tumutulong sa form ng mga hoenzymes. Ang ilang mga halimbawa ay ang karaniwang mga coenzyme at bitamina, halimbawa: bitamina B, FAD, NAD +, bitamina C at coenzyme A.

Ang ilang mga cactactor na may mga ions metal, halimbawa: tanso, iron, zinc, calcium at magnesium, bukod sa iba pa. Ang isa pang klase ng cofactors ay ang tinatawag na mga grupo ng prosthetic.

Pansamantala o permanenteng unyon

Ang mga cactactor ay maaaring magbigkis sa apoenzymes na may iba't ibang intensity. Sa ilang mga kaso ang unyon ay mahina at pansamantala, habang sa ibang mga kaso ang unyon ay napakalakas na ito ay permanente.

Sa mga kaso kung saan pansamantalang ang pagbubuklod, kapag ang cofactor ay tinanggal mula sa holoenzyme, bumalik ito sa apoenzyme at tumigil na maging aktibo.

Pag-andar

Ang holoenzyme ay isang enzyme na handa upang maipalabas ang catalytic function nito; iyon ay, upang mapabilis ang ilang mga reaksyon sa kemikal na nabuo sa iba't ibang mga lugar.

Ang mga pag-andar ay maaaring magkakaiba depende sa tiyak na pagkilos ng holoenzyme. Kabilang sa pinakamahalaga, ang polymerase ng DNA ay nakatayo, na ang pagpapaandar ay upang matiyak na ang pagkopya ng DNA ay tama nang ginagawa.

Mga halimbawa ng mga pangkaraniwang mga rereenzyme

RNA polymerase

Ang RNA polymerase ay isang holoenzyme na catalyzes ang reaksyon ng synthesis ng RNA. Ang kailanganenzyme na ito ay kinakailangan upang bumuo ng mga strands ng RNA mula sa mga strand ng template ng DNA na gumaganap bilang mga template sa panahon ng proseso ng transkrip.

Ang pag-andar nito ay upang magdagdag ng ribonucleotides sa 3 dulo ng isang lumalagong molekula ng RNA. Sa prokaryotes, ang apoenzyme ng RNA polymerase ay nangangailangan ng isang cofactor na tinatawag na sigma 70.

Ang polymerase ng DNA

Ang polymerase ng DNA ay isang ugaenzyme din na nagpapagana sa reaksyon ng polymerization ng DNA. Ang enzyme na ito ay gumaganap ng isang napakahalagang pag-andar para sa mga cell sapagkat ito ang namamahala sa pagtitiklop ng impormasyon sa genetic.

Ang polymerase ng DNA ay nangangailangan ng isang positibong sisingilin na ion, karaniwang magnesiyo, upang maisagawa ang pagpapaandar nito.

Mayroong ilang mga uri ng DNA polymerase: Ang DNA polymerase III ay isang holoenzyme na mayroong dalawang pangunahing enzymes (Pol III), bawat isa ay binubuo ng tatlong mga subunits (α, ɛ, at θ), isang sliding clamp na may dalawang beta subunits, at isang kumplikado ng pagsasaayos ng singil na mayroong maraming mga subunits (δ, τ, γ, ψ, at χ).

Carbonic anhydrase

Ang Carbonic anhydrase, na tinatawag ding carbonate dehydratase, ay kabilang sa isang pamilya ng mga holoenzyme na nagpapagana sa mabilis na pag-convert ng carbon dioxide (CO2) at tubig (H20) sa bikarbonate (H2CO3) at proton (H +).

Ang enzyme ay nangangailangan ng isang zinc ion (Zn + 2) bilang isang cofactor upang maisagawa ang pagpapaandar nito. Ang reaksyon ay na-catalyzed ng carbonic anhydrase ay mababalik, dahil sa kadahilanang ito ang aktibidad ay itinuturing na mahalaga dahil makakatulong ito upang mapanatili ang balanse ng acid-base sa pagitan ng dugo at tisyu.

Hemoglobin

Ang hemoglobin ay isang napakahalagang holoenzyme para sa transportasyon ng mga gas sa mga tisyu ng hayop. Ang protina na naroroon sa mga pulang selula ng dugo ay naglalaman ng iron (Fe + 2), at ang pagpapaandar nito ay ang pagdala ng oxygen mula sa baga patungo sa ibang mga lugar ng katawan.

Ang molekular na istruktura ng hemoglobin ay isang tetramer, na nangangahulugang binubuo ito ng 4 na polypeptide chain o subunits.

Ang bawat subunit ng holoenzyme na ito ay naglalaman ng isang pangkat ng heme, at ang bawat pangkat ng heme ay naglalaman ng isang iron na bakal na maaaring magbigkis sa mga molecule ng oxygen. Ang pangkat ng heme ng hemoglobin ay ang pangkat ng prostetik nito, na kinakailangan para sa catalytic function nito.

Cytochrome oxidase

Ang Cytochrome oxidase ay isang enzyme na nakikilahok sa mga proseso ng paggawa ng enerhiya, na isinasagawa sa mitochondria ng halos lahat ng nabubuhay na nilalang.

Ito ay isang kumplikadong holoenzyme na nangangailangan ng pakikipagtulungan ng ilang mga cofactors, iron at copper ion, upang ma-catalyze ang reaksyon ng paglipat ng elektron at produksiyon ng ATP.

Pyruvate kinase

Ang pyruvate kinase ay isa pang mahalagang holoenzyme para sa lahat ng mga cell, dahil nakikilahok ito sa isa sa mga unibersal na metabolic pathway: glycolysis.

Ang pag-andar nito ay ang pag-catalyze ng paglipat ng isang grupo ng pospeyt mula sa isang molekula na tinatawag na phosphoenolpyruvate sa isa pang molekula na tinatawag na adenosine diphosphate, upang mabuo ang ATP at pyruvate.

Ang apoenzyme ay nangangailangan ng mga cations ng potasa (K`) at magnesiyo (Mg + 2) bilang mga cofactors upang mabuo ang functional holoenzyme.

Pyruvate carboxylase

Ang isa pang mahalagang halimbawa ay ang pyruvate carboxylase, isang holoenzyme na catalyzes ang paglipat ng isang pangkat ng carboxyl sa isang molekula ng pyruvate. Sa gayon, ang pyruvate ay na-convert sa oxaloacetate, isang mahalagang intermediate sa metabolismo.

Upang maging aktibo na aktibo, ang apoenzyme pyruvate carboxylase ay nangangailangan ng isang cofactor na tinatawag na biotin.

Caretyylase ng Acetyl CoA

Ang acetyl-CoA carboxylase ay isang holoenzyme na ang cofactor, tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan nito, ay coenzyme A.

Kapag ang apoenzyme at coenzyme A ay kaisa, ang holoenzyme ay catalytically aktibo upang maisagawa ang pag-andar nito: ilipat ang isang carboxyl group sa acetyl-CoA upang mai-convert ito sa malonyl coenzyme A (malonyl-CoA).

Ang Acetyl-CoA ay gumaganap ng mahahalagang pag-andar sa parehong mga selula ng hayop at mga cell cells.

Monoamine oxidase

Ito ay isang mahalagang holoenzyme sa sistema ng nerbiyos ng tao, ang pagpapaandar nito ay upang maitaguyod ang pagkasira ng ilang mga neurotransmitters.

Para sa monoamine oxidase na maging aktibo sa catalytically, kinakailangang covalently bind na sa cofactor, flavin adenine dinucleotide (FAD).

Lactate dehydrogenase

Ang lactate dehydrogenase ay isang mahalagang holoenzyme para sa lahat ng nabubuhay na nilalang, lalo na sa mga tisyu na kumonsumo ng maraming enerhiya, tulad ng puso, utak, atay, kalamnan ng kalansay, baga, at iba pa.

Ang enzyme na ito ay nangangailangan ng pagkakaroon ng cofactor nito, nicotinamide adenine dinucleotide (NAD), upang ma-catalyze ang pyruvate upang maging lactate na reaksyon ng conversion.

Catalase

Ang Catalase ay isang mahalagang holoenzyme sa pag-iwas sa pagkakalason ng cellular. Ang pag-andar nito ay upang masira ang hydrogen peroxide, isang produkto ng cellular metabolism, sa oxygen at tubig.

Ang apoenzyme ng catalase ay nangangailangan ng dalawang cofactors upang maisaaktibo: isang mangganeso ion at isang prostetikong HEMO, na katulad ng hemoglobin.

Mga Sanggunian

1. Agrawal, A., Gandhe, M., Gupta, D., & Reddy, M. (2016). Paunang Pag-aaral sa Serum Lactate Dehydrogenase (LDH) -Prognostic Biomarker sa Carcinoma Breast. Journal ng Clinical at Diagnostic Research, 6–8.
2. Athappilly, FK, & Hendrickson, WA (1995). Istraktura ng biotinyl domain ng acetyl-coenzyme Isang carboxylase na tinutukoy ng MAD phasing. Istraktura, 3 (12), 1407–1419.
3. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biochemistry (ika-8 ed.). WH Freeman at Company.
4. Butt, AA, Michaels, S., & Kissinger, P. (2002). Ang samahan ng serum lactate dehydrogenase antas na may napiling mga oportunistikong impeksyon at paglala ng HIV. International Journal of Nakakahawang Mga Karamdaman, 6 (3), 178-18.
5. Fegler, J. (1944). Pag-andar ng Carbonic Anhydrase sa Dugo. Kalikasan, 137–38.
6. Gaweska, H., & Fitzpatrick, PF (2011). Mga istruktura at mekanismo ng pamilya ng monoamine oxidase. Mga Konsepto ng Biomolecular, 2 (5), 365–377.
7. Gupta, V., & Bamezai, RNK (2010). Human pyruvate kinase M2: Isang multifunctional protein. Agham ng Protina, 19 (11), 2031–2044.
8. Jitrapakdee, S., St Maurice, M., Rayment, I., Cleland, WW, Wallace, JC, & Attwood, PV (2008). Istraktura, mekanismo at regulasyon ng pyruvate carboxylase. Biochemical Journal, 413 (3), 369-387.
9. Muirhead, H. (1990). Isoenzymes ng pyruvate kinase. Mga Transaksyon sa Lipunan ng Biochemical, 18, 193-196.
10. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biology (ika-7 ed.) Cengage Learning.
11. Supuran, CT (2016). Istraktura at pag-andar ng carbonic anhydrases. Biochemical Journal, 473 (14), 2023–2032.
12. Tipton, KF, Boyce, S., O'Sullivan, J., Davey, GP, & Healy, J. (2004). Monoamine oxidases: mga katiyakan at kawalan ng katiyakan. Kasalukuyang Chemical Chemistry, 11 (15), 1965–1982.
13. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Mga Batayan ng Biochemistry: Buhay sa Molecular Level (5th ed.). Wiley.
14. Xu, HN, Kadlececk, S., Profka, H., Glickson, JD, Rizi, R., & Li, LZ (2014). Ay Ang Mas Mataas na Lactate ay isang tagapagpahiwatig ng Tumor Metastatic Panganib at Isang Pilot na MRS Pag-aaral Gamit ang Hyperpolarized13C-Pyruvate. Radiology sa Akademikong, 21 (2), 223–231.