Enzým

Enzým (z gr. εν- en- „v” a ζύμη zýme „kvas”) je proteín, ktorý katalyzuje chemickú reakciu.

Enzýmy zohrávajú kľúčovú rolu v metabolizme všetkých živých organizmov. Takmer všetky biochemické reakcie, od trávenia (napr. pepsín) až po kopírovanie genetickej informácie (DNA polymeráza), sú katalyzované enzýmami.

Náuka o enzýmoch sa nazýva enzymológia.

Názvoslovie

Názvoslovie enzýmov sa prispôsobuje návrhu Medzinárodnej únie pre biochémiu a molekulárnu biológiu, ktorá v roku 1955 vytvorila Medzinárodnú komisiu pre enzýmy (International Commission on Enzymes alebo skrátene Enzyme Commission, EC) s cieľom systematicky klasifikovať a pomenovať enzýmy a koenzýmy, ich jednotku aktivity a štandardné stanovovacie postupy a symboly na popis enzýmovej kinetiky.

Na návrh komisie vznikli dva typy názvoslovia - systémové a triviálne - ktoré sa zakladajú na type reakcie, ktorú enzým katalyzuje. Systémový názov dostávajú tie enzýmy, u ktorých je dostatočne známy mechanizmus reakcie. Každý enzým má pridelený presný názov a tzv. EC-kód na základe desatinného triedenia. V názve enzýmu je uvedený substrát, výraz charakterizujúci typ reakcie a prípona -áza. Vo vydaní z roku 1992 obsahuje zoznam 3 196 enzýmov.

Desatinné triedenie

Klasifikácia enzýmov
Základná trieda	Názov	Katalyzovaná reakcia
EC 1	oxidoreduktázy	oxidačno-redukčné reakcie
EC 2	transferázy	prenos skupín atómov medzi molekulami
EC 3	hydrolázy	hydrolytické štiepenie chemickej väzby
EC 4	lyázy	nehydrolytické štiepenie chemickej väzby
EC 5	izomerázy	zmeny substrátu v rámci molekuly
EC 6	ligázy	vznik chemickej väzby za súčasného štiepenia makroergickej väzby

Mechanizmus enzýmovej reakcie

Má sa za to, že enzýmová reakcia prebieha v niekoľkých reverzibilných stupňoch

• Vznik komplexu enzým–substrát

E + S ↔ ES

• Aktivácia komplexu enzým–substrát

ES ↔ ES^*

• Premena substrátu na produkt

ES^* ↔ EP

• Disociácia enzýmu a produktu

EP ↔ E + P

Po zjednodušení dostaneme kinetickú rovnicu, v ktorej vystupujú rýchlostné konštantny jednotlivých reakcií ($k_{1},k_{2},k_{3},k_{4}$):

$E+S\quad {\begin{matrix}{}_{k_{1}}\\\longrightarrow \\\longleftarrow \\{}^{k_{2}}\end{matrix}}\quad ES\quad {\begin{matrix}{}_{k_{3}}\\\longrightarrow \\\longleftarrow \\{}^{k_{4}}\end{matrix}}\quad E+P$

Na začiatku reakcie predpokladáme, že koncentrácia produktu $[P]$ je veľmi nízka a rýchlosť reakcie bude determinovaná koncentráciou komplexu enzým–substrát $[ES]$ a maximálna bude vtedy, ak sa všetok enzým bude viazať vo forme komplexu ES.

Michaelis–Mentenovej rovnica

Závislosť rýchlosti enzýmovej reakice (V) od koncentrácie substrátu ([S]).

Merania rýchlosti enzýmovej reakcie ukázali, že zvyšovanie koncentrácie substrátu zvyšuje rýchlosť len do určitej miery a ďalej nie je možné ju zvýšiť pridávaním substrátu. Nemecký biochemik Leonor Michaelis a kanadská lekárka Maud Mentenová odvodili vzťah medzi rýchlosťou enzýmovej reakcie a koncentráciou substrátu, ktorý je po nich pomenovaný Michaelis–Mentenovej rovnica:

$v={\frac {V_{max}[S]}{K_{M}+[S]}}$

• v - rýchlosť enzýmovej reakcie
• V_max - maximálna rýchlosť enzýmovej reakcie
• [S] - koncentrácia substrátu
• K_M - Michaelisova konštanta

Externé odkazy

• Názvoslovie enzýmov (en)
• BRENDA (en)