Протеолитични ензими. Свойства на ензимите. Действие на протеолитични ензими

Смиримостта на храната зависи до голяма степен от качеството на неговата обработка в човешкото тяло. Разлагането на храната се счита за сложен процес, в който участват високоактивни съединения с протеинов произход, което може да ускори процеса на разделяне на протеинови, въглехидратни, липидни молекули на по-малки фрагменти.

Храносмилателни ензими

ензими храносмилателната система се произвеждат от клетките на жлезите, тайната на които се секретира в храносмилателния тракт. Процесът на разделяне на комплексни съединения е строго селективен, така че има големи групи ензими, които могат да засегнат само нуклеотид, протеин, въглехидрат, мастни молекули.

Действие на храносмилателни ензими

Ензимите на храносмилателния тракт се разделят на липази, протеази, амилази, нуклеази, нуклеотиди.

Липазите са ензими, продуцирани от секреторни клетки в панкреаса и стомаха. Основната им цел е да разрушат липидите и да ги вкарат в кръвта.

Амилазата се използва за усвояване на въглехидратните компоненти на храната, така че техните отделни фрагменти лесно да проникват в кръвния поток. Такива ензими включват амилаза и малтаза в слюнката на устната кухина, лактаза в панкреаса и чревен сок.

Панкреатичните секрети могат да се разцепят нуклеинови киселини нуклеотиди, и тези, които на свой ред, под действието на нуклеотидазите на чревния сок, се разпадат на нуклеозиди.

Ензимен състав на слюнката

В устната кухина започва процесът на смилане на храната, която е свързана с мацерация на сухи частици със слюнка и основно разделяне на въглехидратните компоненти. Ензимите на слюнката, по-специално амилаза, засягат молекулите на нишестето, превръщайки ги в малтоза. Хранителните мазнини и протеините не претърпяват никакви химически трансформации в устната кухина.

Има и такива ензими на слюнката, които са способни да изложат клетъчната стена на вредни бактерии на унищожаване. Това се дължи на хидролизата на структурите на мурената. Ето защо слюнката има бактерициден ефект.

Характеристики на храносмилателните ензими

Само спазването на правилното хранене и липсата на лоши навици ще позволят на храносмилателните органи да работят в пълна сила.

Подходяща температура за нормалното функциониране на ензимите в тялото е 36,6-37 градуса. Горещите ястия причиняват изгаряния на лигавицата на хранопровода и разрушаването на ензимните съединения. Настъпва спазъм на гладката мускулатура на стомашната стена, в резултат на което неподготвената храна навлиза в дванадесетопръстника. Това води до чревни нарушения и всякакви заболявания. храносмилателни органи.

РН на околната среда влияе върху свойствата на ензимите, по-специално тяхната активност. При различни концентрации на водородни йони активните места на ензимния протеин и субстрата се йонизират в различна степен.

Специфичните свойства на ензимите са свързани с разпознаването на химичната структура на веществата, които се разделят. Дори за два изомера на едно вещество има ензими.

Какво представляват протеолитичните ензими?

Протеазите са хидролитични ензими, които могат да разцепват връзките на пептидите и протеините и да възстановяват полезните бактерии в червата. Наличието на химозин и пепсин в стомашния сок, химотрипсин, трипсин, ерепсин в чревната секреция, карбоксипептидаза в сока на панкреаса показва различни протеолитични ензими.

Поради позиционната и субстратната специфичност на тези ензими, се избира празнина в дългата пептидна верига на хидролизиращия се протеин или пептидна молекула.

Протеолитичните ензими, в зависимост от мястото на действие, са екзопептидази, които могат да разрушат крайните връзки и ендопептидази, които извършват хидролиза на вътрешни връзки в протеинова молекула.

Пептидните връзки в С- и N-края на протеиновата верига се разцепват с карбоксипептидаза и аминопептидаза, свързани с екзопептидази. Има и дипептиди, които разрушават връзката в дипептиди.

Ендопептидазите, в зависимост от структурата на активния елемент, се разделят на:

• серин, като част от техния активен център, съдържа серинов и хистидинов остатък;
• цистеин, в състава на техния активен център съдържа SH-групата от цистеиновия остатък;
• карбоксил, като част от техния активен център съдържа СООН-група от остатъка аспарагината;
• металопротеиназа, като част от активния център съдържа метален йон.

Аминокиселинната структура на остатъците, техните радикали и пространствената конфигурация на субстрата влияят на селективността на протеазите. Повечето протеази отговарят на специфична структура на аминокиселинни остатъци, разположени близо до скъсаната връзка. Например, ензимът от трипсин катализира разцепването на съединението между основни аминокиселини (лизин и аргинин), които имат карбоксилна група.

Протеолитичните ензими като химотрипсин, пепсин реагират на хидрофобния фенилаланин, тирозин, триптофан и левцинов остатък и счупващи връзки в близост до тях. За действието на еластазата на сока на панкреаса е важно аминокиселинният остатък да има малък страничен клон, който се намира в аланин и серин.

Структура на протеолитични ензими

Протеазната молекула е линейна верига от аминокиселини, която е сгъната в глобула и има уникален ефект върху протеините. Повърхността на протеолитичните ензими има кухина за свързване на субстрата.

Няколко протеинови вериги могат да бъдат комбинирани в комплекс, а така получените глобули образуват третичната структура на ензимите. За активиране на много протеази, кофакторите са Са2 ⁺ и Mg2 ^{+ йони} .

Има протеолитични ензими, които са свързани с клетъчната мембрана и действат върху специфична протеинова структура. Пример за това е сигналната протеаза, отговорна за транспортирането на протеинови молекули от клетките към извънклетъчната област.

Инхибиране на протеолитични ензими

Някои заболявания на храносмилателната система са причинени от прекомерната активност на протеазите, например състоянието на острия панкреатит. Активатори на ензими, произвеждани от панкреаса, са цитокиназа. С тяхна помощ се образува трипсин от трипсиноген, проеластаза, каликреиноген, химотрипсиноген, които се трансформират в активни форми на ензими. В резултат на тяхното действие в панкреаса се наблюдава храносмилането на тъканите от собствената им тайна, последвано от подуване и кръвоизлив на този орган.

Инхибиторите на протеолитични ензими са насочени към потискане на тяхната ензимна активност. Използвайте за интравенозно инжектиране лекарства на базата на trasilol, panthripin и kontrikala могат да намалят активността на протеазите и да намалят възпалението на панкреаса.

Тежестта на заболяването зависи до голяма степен от инхибиторната система на трипсина. При достатъчно съдържание на инхибиторната субстанция се извършва неутрализация на активирания ензим с възстановяването на баланса. Липсата на инхибитор води до по-нататъшно развитие на заболяването.

Ролята на протеазите

Много процеси в човешкото тяло са засегнати от действието на протеолитични ензими. Без тяхното участие, оплождането, кръвосъсирването, фибринолизата, биосинтезата на протеиновите молекули, имунните реакции, хормоналната регулация няма да се появят.

Разрушаване на протеазните причини мускулна дистрофия, заболявания на автоимунната природа, белодробен емфизем, възпаление на панкреаса.

На базата на протеолитични ензими са разработени редица лекарства, които позволяват да се коригира храносмилането, лекуват рани и изгаряния.

Протеаза, използвана за производство на храна за парентерално приложение, за производство на лекарства на базата на хормони и антибиотици.

Ензимите се получават от вътрешните органи и жлезите на животни (говеда и прасета) и от растителен субстрат (плодов латекс на диня).