Ang mga pamamaraan ng pagpapahinga ay batay sa prinsipyo na sa isang mabilis na panlabas na pagkilos sa system (mga pagbabago sa temperatura, presyon, atbp.), ang oras na aabutin para maabot ng system ang isang bagong ekwilibriyo (o nakatigil na estado) ay depende sa rate ng isang kemikal na reaksyon (at kung minsan sa rate ng pagsasabog ng mga reagents). .
Isaalang-alang natin ang pinakasimpleng reaksyon ng kumplikado ng aktibong sentro ng enzyme na may ligand
Sa simula, ang sistema ay nasa ekwilibriyo, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pare-parehong ekwilibriyo K 0 =K(T 0) at, nang naaayon, mga konsentrasyon ng ekwilibriyo 
,
,
. Ipagpalagay natin na ang temperatura sa system ay nagbabago nang husto T->T 0 +T. Ito ay humahantong sa isang pagbabago sa equilibrium constant K->K 0 +K, na tinutukoy ng kaugnayan
(2.50)
saan H ay ang karaniwang pagbabago ng enthalpy. Pagkatapos nito, ang sistema ay napupunta sa isang bagong estado ng balanse:
(2.51)
(2.52)
Ang equation (2.51) ay hindi linear. Ipinapalagay namin na ang paglihis mula sa ekwilibriyo ay maliit at pagkatapos
at ang equation (2.51) ay binago sa isang linear differential equation:
Ang solusyon sa differential equation na ito ay:
Halaga
(2.54)
tinatawag na oras ng pagpapahinga.
2.5. Ang epekto ng temperatura at pH sa rate ng mga reaksyon ng enzymatic
Ang impluwensya ng mga salik na ito sa rate ng isang elementarya na kemikal na reaksyon ay isinasaalang-alang sa Kabanata 1. Ang kakaiba ay ang mga reaksyong enzymatic ay kumplikadong mga multi-stage na reaksyon (binubuo ng maraming elementarya na reaksyon). Bilang karagdagan, ang estado ng mga molekula ng enzyme sa solusyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang hanay ng mga conformer na reversibly transform sa bawat isa. Ang conformational transition ng isang molekula ay natutukoy sa malaking lawak ng temperatura at pH ng solusyon.
2.6. Pagpigil sa mga reaksyon ng enzymatic
Ang mga sangkap na pumipigil sa catalytic na aktibidad ng mga enzyme ay tinatawag mga inhibitor . Mayroong dalawang pangunahing klase ng mga inhibitor - nababaligtad
(2.55)
(pestisidyo, sarin, soman, aspirin, atbp.)
At hindi maibabalik (mga inactivator )
(2.55)
(carbon monoxide, cyanide ion, analgin, atbp.)
2.7. Hindi aktibo ang enzyme
Ang mga molekula ng biopolymer (enzymes) ay thermodynamically hindi matatag at, bilang panuntunan, nagbabago ang kanilang istraktura at mga katangian sa paglipas ng panahon. Sa karamihan ng mga kaso, ang proseso ng hindi aktibo ay maaaring inilarawan bilang isang paglipat sa pagitan ng dalawang estado ng aktibong enzyme. E a at hindi aktibo E i :
(2.56) Ang kinetics ng proseso ay inilalarawan ng kaukulang differential equation
(2.57)
at nailalarawan sa pamamagitan ng pare-pareho ng oras
(2.58)
Ang proseso ng hindi aktibo na enzyme ay maaaring magkaroon ng ibang katangian ng physicochemical. Ang pinakakaraniwan ay ang thermal denaturation, na isang makabuluhang muling pagsasaayos ng macromolecule, isang pagbabago sa tertiary at bahagyang pangalawang istraktura.
Para sa mga layunin ng inactivation, maaaring gamitin ang cavitation ultrasound, radioactive radiation, atbp.
Ang mga pagbabago sa pH ay maaari ring humantong sa denaturation ng enzyme. Sa bawat halaga ng pH, ang protina ay nailalarawan sa pamamagitan ng kaukulang pamamahagi ng singil (mga ionogenic na grupo). Sa napakababa o napakataas na pH, ang pamamahagi ng singil ay maaaring makabuluhang polarize ang molekula, humantong sa paglitaw ng mga isomer, at hindi maibabalik ito, na sinisira ang istraktura ng aktibong sentro. Halimbawa:
Enzyme denaturation ay sanhi ng mga ahente ng denaturing, pagsira sa pangalawang istraktura ng protina (halimbawa, urea), pati na rin ang mga proseso ng oxidative na kinasasangkutan ng oxygen.
Sa pag-aaral ng naturang mga proseso, ang mahalagang impormasyon ay nakuha sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng pagpapahinga. Bilang isang patakaran, ang mga pagbabago sa conformational ay sinamahan ng isang pagbabago sa kapaligiran ng mga aromatic amino acid - tyrosine at tryptophan (radiation absorption band sa 290 nm). Ito ay nagpapakita ng sarili sa isang pagbabago sa pagsipsip at fluorescence spectra.
Karaniwang nangyayari ang mga nababalikang pagbabago sa conformational na may oras na 0.1-100 ms, at hindi maibabalik - 1-1000 min.
Halimbawa 1 Ang pinakasimpleng kinetic scheme ng inactivation na may conformer equilibrium:
(2.59)
Ang kinetics ng proseso ay inilalarawan ng isang katangian ng oras
(2.60)
Halimbawa 2 Ang parehong conformer ay napapailalim sa hindi aktibo:
(2.61)
(2.62)
Halimbawa 3 Isang mas pangkalahatang kaso para sa isang sistemang kinasasangkutan n conformers:
Ang mga enzyme ay kadalasang bumubuo ng mga dimer sa solusyon at mas matatag sa dimeric na anyo. Tapos meron mekanismo ng dissociative inactivation :
(2.65)
Ang sumusunod na pamamaraan ay sumasalamin sa mga posibleng mekanismo ng hindi aktibo sa panahon ng reaksyon (monomolecular inactivation ng libreng anyo ng enzyme, monomolecular inactivation ng enzyme-substrate complex, bimolecular inactivation ng enzyme sa pamamagitan ng substrate, bimolecular inactivation ng enzyme ng produkto) :
(2.66)
Ang diskriminasyon ng mga mekanismo ng hindi aktibo at pagpapasiya ng mga kinetic na katangian ng reaksyon ay karaniwang isinasagawa sa pamamagitan ng ilang mga pamamaraan:
pagsusuri ng pag-asa ng ani ng produkto sa konsentrasyon ng enzyme;
pagtatatag ng isang relasyon sa pagitan ng antas ng conversion ng substrate at ang antas ng hindi aktibo na enzyme;
isinasagawa ang reaksyon sa mababang antas ng conversion ng substrate at mababang konsentrasyon ng enzyme;
pagsasagawa ng reaksyon sa mataas na konsentrasyon ng enzyme;
preincubation ng enzyme na may mga bahagi ng reaksyon;
paggamit ng integral reaction equation.
PhD
Kuznetsova Ekaterina Igorevna Mga mekanismo ng hindi aktibo na enzyme
1. Pagbabago sa pangunahing istraktura:
1.1. Pagkasira ng polypeptide chain:
Malalang kondisyon (mahabang kumukulo sa HCl) –
hydrolysis sa indibidwal na am-t.
Kapag pinainit hanggang 100 °C (pH 7-8), hydrolysis
Ang mga peptide bond ay hindi gaanong mahalaga.
pinakasensitibo sa
mataas na temperatura hydrolysis ay
peptide bond na nabuo sa pamamagitan ng residues
aspartic acid.
Proteases (kontaminasyon ng bakterya, autolysis). Solusyon:
hindi aktibo na mga enzyme. 1.2 Oxidation ng mga functional na grupo ng enzyme
SH-mga pangkat ng cysteine at indole fragment
tryptophan, sa mataas na temperatura, maaari
maging oxidized (sulfoxy compounds ng cysteine
(SOH, SO2H) at mga produkto ay nabuo
pagbubukas ng tryptophan indole ring. Solusyon:
I-reactivate gamit ang restorative
mga ahente, lalo na ang mga thiol na mababa ang timbang ng molekular
(halimbawa, cysteine o dithiothreitol).
Summon: Si Thiols at iba pa ay naibalik
mga compound ng sulfur, halimbawa Na2SO3, Na2S2O3.
Produktong pagbabawas ng bono ng disulfide
(S-S) ay:
1) thiol form (protein-SH)
2) halo-halong disulfide ng thiol form ng protina na may
pampababa ng ahente, halimbawa
protina-S-SO3). 1.3. Pag-cleavage ng disulfide bond
Alkaline hydrolysis ng cysteine →dehydroalanine→
Dahil sa mga katangian ng nucleophilic
nakikipag-ugnayan sa mga pangkat ng NH2 ng lysine at SHcysteine → lysinoalanine at lanthionine.
Para sa kumpletong pagkawasak ng lahat ng mga bono ng S–S, sa halip mahigpit na mga kondisyon ay kinakailangan (0.1–1 M alkali,
100 °C).
Gayunpaman, ang pagkasira ng pinaka-reaktibo
Ang mga bono ng S–S ay maaaring maganap sa medyo malambot
mga kondisyon - halimbawa, sa mga temperatura ng 60-80 ° C at
bahagyang alkaline na mga halaga ng pH.
Dapat isaalang-alang ang paggamit ng mga enzyme sa
bilang mga additives sa detergents. Solusyon:
Ang pagdaragdag ng thiols sa daluyan ay hahantong sa
paghahati ng halo-halong disulfide at
kasunod na pagbuo ng tamang S–S bond 1.4. Pagbabago ng kemikal ng mga pangkat ng catalytic SH.
Mga mabibigat na metal na kasyon (Hg, Pb at Cu)
magbigkis sa mga pangkat ng SH ng aktibong site
enzyme
↓
Pagbuo ng kaukulang mercaptides
↓
Ang enzyme ay hindi aktibo
10.
1.5. Phosphorylation ng mga protina sa vivo.Sa ilalim ng pagkilos ng phosphorylase at phosphatase,
nakapaloob sa semi-purified enzymatic
mga gamot sa anyo ng mga impurities
↓
Ang Phosphoric acid ay nagbubuklod sa mga pangkat ng OH
serine at threonine.
↓
mga pagbabago sa konpormasyon sa protina
molekula
↓
hindi aktibo ng enzyme.
11.
Solusyon:Halos walang mga halimbawa sa panitikan
matagumpay na muling pag-activate tulad nito
hindi aktibo na mga enzyme.
12.
1.6. Deamination ng asparagine residues.Sa mga temperatura (mga 100 °C) at pH (mga
4.0–5.0) nangyayari ang deamination ng mga nalalabi
asparagine.
↓
hindi aktibo ng enzyme.
13.
Solusyon:Halos walang mga halimbawa sa panitikan
matagumpay na muling pag-activate tulad nito
hindi aktibo na mga enzyme.
14.
1.7. Hindi aktibo sa radiation ng mga enzymeγ-irradiation at UV light
nakakaapekto sa mga functional na grupo
enzymes, peptide bond at SH group
mga nalalabi sa cysteine.
15.
2. Pagsasama-samaNangyayari sa mataas na temperatura
matinding pH value, sa pagkakaroon ng
ilang mga kemikal na compound.
Kung mas mataas ang konsentrasyon, mas mabilis itong napupunta
pagsasama-sama.
Hydrophobic na pakikipag-ugnayan at hydrogen
mga bono, ang pagbuo ng disulfide
tulay sa pagitan ng mga indibidwal na protina
mga molekula
16.
Solusyon:Ito ay kinakailangan upang sirain ang intermolecular
covalent at non-covalent contact c
gamit ang puro solusyon
urea at guanidine chloride, matinding
mga halaga ng pH.
Kung, sa panahon ng pagsasama-sama ng mga enzyme,
intermolecular S-S tulay, sila ay ipinakilala sa medium sa
medyo mababa ang konsentrasyon
(µmol/l) mga reagent na naglalaman ng thiol (halimbawa,
cysteine o dithiothreitol).
Sa mga konsentrasyong ito, intramolecular
Ang mga bono ng S–S sa isang protina ay karaniwang hindi apektado.
17.
3. Hindi aktibo ng mga enzyme sa pamamagitan ng ibabawtensyon
Pag-igting sa ibabaw sa interface
sa pagitan ng hangin at purong tubig ay 80
dyne/cm.
Ang pagbubula ay nagdudulot ng denaturation
mga enzyme na na-adsorbed sa interface
mga yugto.
18.
Solusyon:Ang pagdaragdag ng isang surfactant ay binabawasan ang ibabaw
pag-igting hanggang 1 dyne/cm.
19.
4. Ang pagsipsip ng protina sa mga dingding ng reaksyonsisidlan
Sorption dahil sa non-covalent na pakikipag-ugnayan
humahantong sa pagbawas sa konsentrasyon ng enzyme sa
solusyon.
dapat isaalang-alang kapag nagtatrabaho sa
maghalo ng mga solusyon sa protina
(konsentrasyon 10-8–10-10 mol/l).
Sa ilalim ng impluwensya ng mga kadahilanan ng denaturing
ang kakayahan ng mga protina na mag-adsorb sa mga dingding
maaaring tumaas ang reaction vessel.
20.
Solusyon:Desorption ng enzyme mula sa mga dingding ng reaksyon
sisidlan ay nakakamit sa pamamagitan ng pagkasira
di-tiyak na pakikipag-ugnayan sa pagitan
protina at sorption site sa ibabaw
sisidlan.
Maaaring gamitin ang matinding pH value,
puro urea solutions o
guanidine chloride.
21.
5. Paghihiwalay ng mga oligomeric na protina samga subunit
Sanhi: Urea, detergents, acids o
pagpainit.
Patungo sa:
mga pagbabago sa konpormasyon sa indibidwal
mga subunit;
pagsasama-sama ng mga subunit;
paghihiwalay ng mga cofactor mula sa mga aktibong site;
functional group modifications na
Ang oligomeric na protina ay naprotektahan mula sa
contact ng solvent.
22.
6. Desorption ng cofactor mula sa aktibong siteenzyme
Mga sanhi: init, chelator, dialysis
Kung ang cofactor dissociation ay sinamahan
makabuluhang pagbabago ng conformational o
kemikal pagbabago ng mahalaga
mga functional na grupo → enzyme
ay hindi aktibo nang hindi maibabalik.
Kung walang makabuluhan
mga pagbabago sa pagbuo ng protina, pagkatapos ay ang karagdagan
sa kapaligiran ng labis na cofactor ay humahantong sa
muling pag-activate ng enzyme.
23.
Pagbabagong-buhay ng mga cofactorMga pamamaraan ng pagbabagong-buhay:
Enzymatic (mga pamamaraan gamit ang conjugated substrates o enzymes)
Non-enzymatic (kemikal at
electrochemical approach)
24.
enzymatic na pamamaraanAng isang labis na halaga ay ipinakilala sa system
conjugated substrate ng parehong enzyme:
Halimbawa: kapag gumagana ang alcohol dehydrogenase
Naubos ang NADH.
25.
enzymatic na pamamaraan1. Paggamit ng conjugated substrates.
Disadvantage:
mataas na konsentrasyon ang ginagamit
conjugate substrate, dahil ang equilibrium
ang mga reaksyon ay malakas na inilipat sa gilid
pagbuo ng alkohol;
nagpapahirap sa proseso ng pagpili
produkto mula sa pinaghalong reaksyon.
26.
enzymatic na pamamaraan2. Gamit ang conjugated
mga reaksyong enzymatic
Ang Enzyme 2 ay karagdagang ipinakilala sa system,
ang paggana nito ay nagsisiguro
pagbabagong-buhay ng coenzyme.
Ang mga enzyme na ginagamit sa sistema ay dapat na mayroon
iba't ibang pagtitiyak ng substrate
27.
Non-enzymatic na pamamaraan1. Mga pamamaraan ng kemikal.
Sodium dithionite at ilan
pyridinium salts:
+ Mababang gastos.
- maaaring pagbawalan ang ilang mga enzyme.
Mga coenzyme ng Flavin
28.
Non-enzymatic na pamamaraan2. Mga pamamaraan ng electrochemical.
Direktang pagbawas ng electrochemical o
oksihenasyon.
"-" na mga pagpapakita sa panahon ng pagbabagong-buhay
enzymatically hindi aktibong mga anyo ng coenzyme,
halimbawa, bilang resulta ng dimerization nito.
29. PAGTATATAG NG ENZYME SA BIOTECHNOLOGICAL SYSTEMS
30.
Mga problemang nanggagaling habang ginagamitmga enzyme sa biotechnological na proseso:
1. Nakataas na temperatura
2. Matinding pH value
3. Mataas na konsentrasyon ng organic
mga solvents o surfactant.
4. Kawalan ng kakayahang gamitin muli
enzyme.
5. Kahirapan sa paghihiwalay ng enzyme mula sa
produkto.
31.
Mga pangunahing pamamaraan para sa pagpapapanatagmga enzyme:
1. Pagdaragdag ng mga stabilizing agent sa medium,
kung saan iniimbak o isinasagawa ang enzyme
reaksyong enzymatic.
2. Pagbabago ng kemikal ng enzyme.
3. Enzyme immobilization.
32.
1. Mga substrate o ang kanilang mga analogue:
Ang enzyme-substrate complex ay madalas na higit pa
matatag kaysa sa libreng enzyme.
Halimbawa: Lactate dehydrogenase sa pagkakaroon ng
ang lactate ay mas lumalaban sa init.
33.
Pag-stabilize ng enzyme na may:2. Mga organikong solvent:
Ang mga polyhydric na alkohol ay nagpapatatag ng ilan
enzymes sa pamamagitan ng pagtaas ng resistensya
intramolecular hydrogen bond ng protina.
Halimbawa: Chymotrypsin sa pagkakaroon ng 50-90%
Ang glycerol ay mas lumalaban sa proteolysis
34.
Pag-stabilize ng enzyme na may:3. Soleil:
Sa mababang konsentrasyon ng asin (<0,1M) катионы
Maaaring partikular ang Ca2+, Zn2+, Mn2+, Fe2+, atbp
nakikipag-ugnayan sa metalloproteins.
Ang ilan sa kanila ay mga cofactor.
Nagagawa ng Ca2+ na patatagin ang tersiyaryo
istraktura ng isang bilang ng mga protina dahil sa pagbuo
ionic bond na may dalawang magkaibang
mga residu ng amino acid.
Halimbawa: sa α-Amylase (mula sa bacillus caldolyticus)
Ang Ca2+ ay makabuluhang nagpapataas ng thermal
Pagpapanatili.
35.
36.
Pagbabago ng kemikal ng enzyme1. Enzyme adopts mas matatag
pagbabagong-anyo.
2. Pagpapakilala ng mga bagong functional na grupo sa protina
humahantong sa pagbuo ng karagdagang
nagpapatatag ng mga bono ng hydrogen o asin
mga tulay.
3. Kapag gumagamit ng mga non-polar compound
ang hydrophobic na pakikipag-ugnayan ay pinahusay.
4. Pagbabago ng hydrophobic surface areas
nababawasan ang mga hydrophilic compound ng protina
lugar ng hindi kanais-nais na pakikipag-ugnay sa panlabas
non-polar residues na may tubig.
Halimbawa: glutaraldehyde
37.
Pinapayagan ng immobilization ng enzyme:Palakihin ang katatagan ng enzyme (pagpainit,
autolysis, ang pagkilos ng mga agresibong kapaligiran, atbp. e)
1. Muling gamitin ang enzyme
2. Paghiwalayin ang enzyme mula sa mga reagents at mga produkto
mga reaksyon.
3. Putulin ang reaksyon sa tamang oras.
38.
Ang mga hindi kumikilos na enzyme ay mga paghahandamga enzyme na ang mga molekula ay nauugnay sa
carrier, habang pinapanatili ang buong o
bahagyang catalytic properties nito.
Mga paraan ng imobilisasyon:
1. Kemikal
2. Pisikal
39.
Mga paraan ng imobilisasyon:Ang mga sumusunod ay maaaring gamitin bilang mga carrier:
1) Mga organikong materyales:
1.1) natural (polysaccharides, protina, lipid)
1.2) sintetikong polimer carrier
2) Mga inorganic na materyales (matrices on
batay sa silica gel, clay, ceramic, natural
mineral, atbp.)
40.
1) enzyme adsorption sa isang hindi matutunaw na carrier
bilang resulta ng electrostatic, hydrophobic,
van der Waals at iba pang pakikipag-ugnayan;
;
mga istruktura;
4) Pagsasama sa isang two-phase system.
41.
Mga paraan ng pisikal na immobilization:Nakamit sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa isang may tubig na solusyon
carrier enzyme.
42.
Mga paraan ng pisikal na immobilization:1) enzyme adsorption sa isang hindi matutunaw na carrier
Mga salik na nakakaapekto sa adsorption:
1. Tukoy na lugar sa ibabaw at porosity ng suporta
2. Ang halaga ng pH (sa mga non-ion exchangers max adsorption
sa isoelectric point ng protina)
3. Lakas ng ionic ng solusyon (pagtaas ng lakas ng ionic -
enzyme desorption, ngunit kung minsan ang sitwasyon ay nababaligtad
"pag-asin")
4. Konsentrasyon ng enzyme.
5. Temperatura (denaturasyon sa isang gilid, s
iba pang pinabilis na pagsasabog)
43.
Mga paraan ng pisikal na immobilization:1) enzyme adsorption sa isang hindi matutunaw na carrier
Mga kalamangan:
2) pagkakaroon ng media
Bahid:
1) Hindi sapat na lakas ng pagbubuklod
2) Maraming mga carrier ay biodegradable
44.
Mga paraan ng pisikal na immobilization:2) ang pagsasama ng enzyme sa isang semipermeable
kapsula, semi-permeable na lamad
45.
Mga paraan ng pisikal na immobilization:2) ang pagsasama ng enzyme sa isang semipermeable
kapsula, semi-permeable na lamad
Mga kalamangan:
1) Relatibong pagiging simple ng pamamaraan
2) Proteksyon laban sa mga mikroorganismo
3) Walang mga paghihigpit sa pagsasabog (dahil
malaki ang surface to area ratio at
maliit ang kapal ng lamad)
Bahid:
1) Nabubulok
2) Hindi naaangkop para sa mataas na molekular na timbang
46.
Mga paraan ng pisikal na immobilization:3) mekanikal na pagsasama ng enzyme sa gel
mga istruktura
Ang enzyme ay kasama sa isang 3D network
mga polymer chain na bumubuo ng isang gel.
47.
Mga paraan ng pisikal na immobilization:3) mekanikal na pagsasama ng enzyme sa gel
mga istruktura
Dapat isaalang-alang:
1. Ang pagkakatugma ng laki ng butas sa laki ng enzyme.
2. Ang likas na katangian ng matrix (dahil lumilikha ito
microenvironment para sa isang enzyme
lumikha ng pH na iba sa pH ng solusyon at
dagdagan ang affinity ng substrate sa matrix, na
pinatataas ang rate ng reaksyon ng enzymatic)
48.
Mga paraan ng pisikal na immobilization:3) mekanikal na pagsasama ng enzyme sa gel
mga istruktura
Mga kalamangan:
1) Relatibong pagiging simple ng pamamaraan
2) Nadagdagang mekanikal, kemikal at
thermal katatagan ng mga matrice.
3) Nagaganap ang stabilization ng enzyme
4) Ang enzyme ay protektado mula sa bacterial
pinsala
Bahid:
1) Hindi naaangkop para sa mataas na molekular na timbang
49.
Mga paraan ng pisikal na immobilization:4) Pagsasama sa isang two-phase system
Ang enzyme ay natutunaw sa isa lamang sa mga phase, at
produkto - sa isa pa
Binibigyang-daan kang magtrabaho sa mataas na molekular na timbang
mga substrate.
50.
Mga paraan ng kemikal na immobilization:Ang pagbuo ng mga covalent bond sa pagitan
enzyme at carrier.
Mga kalamangan:
1) Mataas na lakas ng conjugate
2) Ang katatagan ng enzyme ay maaaring mapabuti
51.
Kapag ang mga enzyme ay hindi kumikilos,sumunod sa mga sumusunod na kondisyon:
1. Ang mga aktibong pangkat ng matrix ay hindi dapat
harangan ang catalytic center ng enzyme.
2. Ang mga immobilization ay hindi dapat humantong sa pagkawala
aktibidad ng enzyme.
52.
Very promising ang paggamit ngbilang biocatalysts ng immobilized
mga selula.
kasi maaaring iwasan:
1) mamahaling mga hakbang sa paghihiwalay at paglilinis
mga enzyme
2) ang pangangailangan para sa kanilang kasunod na pagpapapanatag
53.
ThermowinterMatatag sa mga kondisyon ng mataas na temperatura
mataas na konsentrasyon ng asin at matinding
mga halaga ng pH.
Mga hyperthermophilic microorganism,
matatagpuan sa Archaea at Bacteria live
sa temperaturang 80–100 °C.
54.
Mga mekanismo na responsable para sa thermal stabilitymga enzyme sa thermozymes:
Sa pagitan ng mesophilic at thermophilic
mga bersyon ng enzymes - isang mataas na antas ng homology
pagkakasunud-sunod at istruktura.
Kaya, ang mga pagkakasunud-sunod ng thermostable
dehydrogenases mula sa Pyrococcus at Thermotoga ng 35 at
55% ayon sa pagkakabanggit ay magkapareho
mga sequence ng mesophilic dehydrogenase
mula sa Clostridium.
55.
Ito ay natagpuan na ang dehydrogenase mula sa Pyrococcusfuriosus (Tm == 105 °C) ay naglalaman ng 35 isoleucine,
habang ang dehydrogenase mula sa Thermotoga
maritima (Tm = 95 °C) at Clostridium symbiosum (Tm
= 55 °C) 21 at 20 isoleucine lamang
ayon sa pagkakabanggit.
Ang mga thermotable na enzyme ay naglalaman ng mas kaunti
glycine: Ang Cs dehydrogenase ay naglalaman ng 48 residues
glycine, at dehydrogenases mula sa Tm at Pf lamang
39 at 34 glycine, ayon sa pagkakabanggit.
Mas maraming isoleucine at mas kaunting glycine.
56.
Ang pagtaas ng thermal stability ay nauugnay:1) na may pagtaas sa higpit ng istraktura ng protina
sa pamamagitan ng pagbabawas ng nilalaman ng mga nalalabi
glycine,
2) na may pinahusay na hydrophobic contact sa core
dehydrogenase mula sa Pf bilang resulta ng pagpapalit ng valine
isoleucine. (Bilang resulta ng nakadirekta sa site
mutagenesis na humahantong sa pagpapalit ng isoleucine
sa valine thermostability ng mga mutant
nabawasan).
57.
Mga mekanismo ng pagpapatatag:pagliit ng magagamit na hydrophobic area
ibabaw ng protina;
pag-optimize ng pag-iimpake ng mga atomo ng protina
mga molekula (pagbawas ng kaugnayan
ibabaw/volume);
pag-optimize ng pamamahagi ng singil (nakamit
sa pamamagitan ng pag-aalis ng salungat
pakikipag-ugnayan, gayundin bilang resulta ng organisasyon
mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga singil sa isang kakaiba
net)
Pagbabawas ng bilang ng mga depresyon
58.
Application ng mga enzyme mula sa extremophilesMga modernong teknolohiya ng molecular biology
at genetic engineering ay nagbibigay-daan sa:
1) kumuha ng sapat na enzymes mula sa
extremophiles para sa kanilang kasunod
pagsusuri at praktikal na aplikasyon.
2) pag-clone at pagpapahayag ng mga enzyme na ito sa
mga mesophilic na organismo.
59.
Ang almirol ay ginagamit upang gumawa ng mga asukal.
Una, ang proseso ay isinasagawa sa (95–105 °C) at sa mga halaga
pH 6–6.5.
Sa susunod na hakbang, ang temperatura ay nabawasan sa 60°C at
pH=4.5.
Ang paggamit ng mga thermostable enzymes (αamylase, glucoamylase, xylose isomerase),
na nakahiwalay sa mga hyperthermophile, ay magbibigay-daan sa:
1) isagawa ang proseso sa isang yugto at sa parehong at
ang parehong mga kondisyon
2) iwanan ang mga mamahaling ion exchanger
60.
Ang paggamit ng mga enzyme mula sa mga extremophile:Ang pinaka-thermosttable na α-amylases ay
matatagpuan sa archaea Pyrococcus woesei,
Pyrococcus furiosus, Desulfurococcus mucosus,
Pyrodictium abyssi at Staphylothermus
marinus. Amylase genes mula sa Pyrococcus sp. ay
clone at ipinahayag sa E. coli at Bacillus
subtilis.
61.
Ang paggamit ng mga enzyme mula sa mga extremophile:Mga Proteolytic Enzyme
Ang mga serine alkaline proteinases ay malawak
ginagamit bilang mga additives ng detergent
pondo.
Ang mga protina mula sa mga extremophile ay nananatili
katutubo sa mataas na temperatura, sa
pagkakaroon ng mataas na konsentrasyon ng mga detergent at
iba pang mga ahente ng denaturing. Pyrococcus,
Thermococcus, Staphylothermus, Desulfurococcus at
Sulfolobus. Ang maximum na aktibidad ng mga ito
nagpapakita ng mga enzyme sa temperatura
mula 90 hanggang 110 ° С at mga halaga ng pH mula 2 hanggang 10
62.
Ang paggamit ng mga enzyme mula sa mga extremophile:DNA polymerase
Ang mga thermotable DNA polymerases ay ginagamit
sa PCR at may mahalagang papel sa genetic engineering.
Ang mga thermotable polymerase ay natagpuan sa
hyperthermophiles na Pyrococcus furiosus at Pyrococcus
litoralis, gayundin sa thermophiles na Thermus aquaticus.
Ang dami ng isang enzyme na naroroon sa mga tisyu sa anumang oras ay tinutukoy ng mga kamag-anak na rate ng synthesis at pagkabulok nito, pati na rin ang mga konsentrasyon ng iba't ibang mga inhibitor at activator. Bilang isang patakaran, ang pagkasira ng mga enzyme at ang kanilang pagbaba sa daluyan ay mabagal. Ang pagsugpo at pag-activate ng mga enzyme ay maaaring isagawa nang mabilis - sa loob ng ilang segundo.
Mayroong maraming mga pamamaraan para sa pagtukoy at pagpapahayag ng aktibidad ng mga indibidwal na enzymes. Ito ay dahil sa pagkakaiba-iba ng mga enzyme, ang pagkakaroon at paggamit ng iba't ibang mga substrate upang matukoy ang kanilang aktibidad.
Ang International Biochemical Union ay iminungkahi ang sumusunod na kahulugan ng yunit ng enzyme: " Ang yunit ng anumang enzyme ay ang halaga na nagpapagana sa conversion ng isang micromole ng substrate kada minuto sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon. ». Ang bilang ng mga micromoles at magiging katumbas ng bilang ng mga karaniwang unit . Iminungkahi ng internasyonal na komisyon, kung maaari, na isagawa ang pagpapasiya ng aktibidad ng enzyme sa 30 °C at sa mga halaga ng pH at mga konsentrasyon ng substrate na pinakamainam para sa aktibidad ng enzymatic.
Ay karaniwan mga katangian ng enzyme dumaloy palabas mula sa kanilang likas na protina . Mga enzyme thermolabile, ang kanilang aktibidad ay nakasalalay sa pH ng daluyan at halumigmig kung saan sila nagpapatakbo, gayundin mula sa epekto ng mga activator at inhibitor .
Kapag ang temperatura ay tumaas sa ilang mga limitasyon, ang aktibidad ng mga enzyme ay tumataas.. Kapag ang pinakamabuting kalagayan na temperatura para sa enzyme ay naabot, ang catalytic activity nito ay ang pinakamataas. Ang pinakamainam na temperatura para sa maraming mga enzyme ay madalas na nasa sa loob ng saklaw mula 40 hanggang 50 °C (pinakamainam para sa mga enzyme ng halaman - 50 - 60 ° C, at para sa mga enzyme na pinagmulan ng hayop - 40 - 50 ° C). Gayunpaman, ang pinakamabuting kalagayan na temperatura ay hindi mahigpit na pare-pareho at nakasalalay sa maraming mga kadahilanan, at lalo na sa tagal ng pag-init. Kung mas mahaba ang pagkilos ng enzyme, mas mababa ang pinakamabuting kalagayan na temperatura. .
Sa hanay ng temperatura mula 0 hanggang 50 °C, na may pagtaas o pagbaba ng temperatura para sa bawat 10 °C, ang aktibidad ng mga enzyme ay tumataas o bumababa, ayon sa pagkakabanggit, ng 1.4-2 beses. Sa karagdagang pag-init, bumababa ang aktibidad ng mga enzyme, at sa 80 - 100 ° C, ang mga enzyme ay karaniwang ganap na nawawala ang kanilang mga catalytic na katangian dahil sa denaturation ng protina .
Ang temperatura ng hindi aktibo (pagkawala ng aktibidad) ay nag-iiba para sa iba't ibang mga enzyme.. Kaya, ang inactivation ng enzyme amylase sa solusyon ay nangyayari sa 70 °C, sucrase - sa 59 °C, trypsin at pepsin - sa 65 °C. Sa tuyong estado, maaaring tiisin ng mga enzyme ang pag-init sa mas mataas na temperatura. Ngunit sa napakataas na temperatura, ang hindi aktibo na enzyme ay nangyayari kaagad. Sa panahon ng pasteurization, isterilisasyon, blanching at kumukulo, ang mga enzyme ay nawasak .
Pagkatapos ng heat inactivation, ibinabalik ng ilang enzyme ang kanilang catalytic activity. Ang isang halimbawa ay peroxidase, na, kahit na pinainit sa loob ng 60 s hanggang 150 °C, ay hindi ganap na nawawala ang mga catalytic na katangian nito. Samakatuwid, ang peroxidase ay itinuturing na pinaka thermostable na enzyme.
Sa mga temperatura sa ibaba 0 ° C, ang catalytic na aktibidad ng mga enzyme ay nabawasan nang husto, ngunit nananatili pa rin kahit na ang mga produkto ay nagyelo.
Ang reaksyon ng daluyan ay may makabuluhang epekto sa catalytic na aktibidad ng mga enzyme. Binabago ng mga enzyme ang kanilang solubility, osmotic pressure, lagkit at iba pang mga katangian sa ilalim ng impluwensya ng pH ng medium. Pinaniniwalaan nila iyon ang pagbabago sa aktibidad ng enzymatic depende sa pH ng medium ay nauugnay sa isang pagbabago ionization enzymes, substrate o enzyme-substrate complex .
Ang mga enzyme ay nagpapakita ng pinakamainam na aktibidad lamang sa ilang mga hanay ng pH na katangian ng mga ito.. Kaya, ang pepsin, na inilabas sa malakas na acidic na kapaligiran ng tiyan, ay may pinakamainam na aktibidad sa pH 1.5 at 2.5. Kasabay nito, ang mga protease na itinago ng pancreas sa duodenum ay may pinakamainam na aktibidad sa alkaline pH zone, at ang pinakamainam na pagkilos ng trypsin ay nasa pH 8-9. Sa isang pH na halaga sa itaas o mas mababa sa pinakamabuting kalagayan, bumababa ang aktibidad ng enzyme. .
Karamihan sa mga enzyme ay pinaka-aktibo sa neutral, bahagyang alkalina, o bahagyang acidic na kapaligiran. Habang nagbabago ang halaga ng pH mula sa pinakamainam patungo sa isang acidic o alkaline na kapaligiran, bumababa ang aktibidad ng enzyme.
Mga Activator at Inhibitor(paralyzers) ng mga enzyme ay maaaring palakasin o pahinain at ihinto pa ang kanilang aktibidad. Mga activator Ang mga enzyme ay mga ion ng metal: Na + , K + , Rb + , Mg 2+ , Ca 2+ , Cu 2+ , Fe 2+ at mga compound na naglalaman ng mga grupong sulfhydryl: SH, HCN, H 2 S . Ang presensya sa solusyon ng mga metal o compound na ito sa isang tiyak na konsentrasyon ay nag-aambag sa pagpapakita ng buong aktibidad ng ilang mga enzyme.
Ang lahat ng mga enzyme ay napapailalim sa pagsugpo bilang resulta ng denaturation o pagkasira ng enzyme protein..
Ang kakanyahan ng pagkilos ng mga inhibitor sa karamihan ng mga kaso ay ang pagsasama nila sa mga aktibong grupo o aktibong sentro ng molekula ng enzyme. Makilala pangkalahatan at tiyak na mga inhibitor . SA pangkalahatang mga inhibitor, alin pinipigilan ang pagkilos ng lahat ng mga enzyme , sumangguni mga asin ng mabibigat na metal (lead, silver, mercury), trichloroacetic acid at tannin . Kadalasan ang pagsugpo o pagwawakas ng pagkilos ng mga enzyme sa ilalim ng impluwensya ng mabibigat na metal ay nababaligtad, at kung ang mga sangkap na bumubuo ng mga compound na may mga metal na ito ay idinagdag sa daluyan, kung gayon ang aktibidad ng mga enzyme ay naibalik.
Mga partikular na inhibitor nakakaapekto lamang sa ilang mga enzyme. Kaya, ang hydrocyanic acid ay kumikilos lamang sa mga oxidative enzyme na naglalaman ng bakal o tanso sa aktibong sentro. Ang hydrocyanic acid ay pinagsama sa mga metal, at ang enzyme ay nawawala ang aktibidad nito.
Sa isang buhay na cell, ang regulasyon ng pagkilos ng mga enzyme ay isinasagawa hindi lamang sa tulong ng mga tiyak na activator at inhibitor, kundi pati na rin sa pamamagitan ng pagbubuklod ng mga enzyme sa iba't ibang mga colloidal na istruktura ng protoplasm. Ang ganitong pagbubuklod ng mga enzyme ay humahantong sa pagkawala ng kanilang aktibidad. Ang paglabas ng enzyme mula sa tambalan ay muling nagpapanumbalik ng catalytic activity nito.
Mga enzyme hindi aktibo sa napakataas na presyon . Gayunpaman, pagkatapos maalis ang presyon, ibabalik ng mga enzyme ang kanilang catalytic na aktibidad.
Ang pagkilos ng mga enzyme ay lubhang pinabagal sa mga tuyong produkto, ngunit hindi ganap na huminto. Ang mga resulta ng aktibidad ng enzyme ay maaaring maipakita sa isang pagbabago sa kalidad ng produkto - ang pagdidilim nito, pagkasira sa aroma, lasa, texture, atbp.
Ang rate ng karamihan sa mga reaksyong enzymatic ay proporsyonal sa konsentrasyon ng enzyme, hindi bababa sa mga pinakaunang yugto. Higit pa sa mga unang yugto, bumababa ang rate ng mga reaksyon ng enzymatic.
Ang enzyme ay bumubuo ng isang kumplikadong may substrate, na naghihiwalay sa isang libreng enzyme at ang huling produkto ng reaksyon:
kung saan ang E ay isang enzyme; S - substrate; ES, enzyme-substrate complex; Ang R ay ang huling produkto.
Ang dami ng substrate ay napakalaki kumpara sa dami ng enzyme, at samakatuwid ang konsentrasyon ng substrate ay lubos na nakakaapekto sa rate ng mga reaksyon ng enzymatic. Kung ang substrate ay nakapaloob sa isang makabuluhang labis, kung gayon ang dami ng nabuong produkto ay proporsyonal sa oras. Habang bumababa ang konsentrasyon ng substrate, bumababa ang dami ng huling produkto (P) na nabuo sa bawat yunit ng oras.
Ang pagkakaroon ng isang enzyme sa isang solusyon ay hinuhusgahan ng pagkilos nito. Kaya, ang pagkakaroon ng amylase sa laway ay maaaring hatulan ng kakayahan ng laway na mag-saccharify ng almirol, ang pagkakaroon ng gastric pepsin - sa pamamagitan ng kakayahang matunaw ang puti ng itlog o fibrin na may sapat na bilis.
Sa pamamagitan ng pag-regulate ng aktibidad ng mga enzyme sa pamamagitan ng paglikha ng isang naaangkop na reaksyon ng kapaligiran, posible na kontrolin ang rate ng mga reaksyon na na-catalyze ng mga ito, pati na rin ang aktibidad ng mga enzyme na nakapaloob sa mga produktong pagkain, na ginagawang posible na magsagawa ng mga aktibidad para sa imbakan ng butil, patatas, prutas at gulay, ang paggawa ng maraming produkto (alak, tsaa, atbp.). .).
Nomenclature at pag-uuri ng mga enzyme
Sa paunang panahon ng pag-unlad ng doktrina ng mga enzyme, binigyan sila ng mga pangalan nang walang tiyak na sistema, ayon sa mga random na palatandaan, ayon sa pangalan ng substrate o ang uri ng catalyzed na reaksyon. Kaya, nakuha ng enzyme na pepsin ang pangalan nito mula sa salitang Griyego na "pepsis" - hinuhukay ko, papain - mula sa katas ng halaman ng papaya, na mayaman sa enzyme. Ito ay nangyari na ang mga indibidwal na may-akda ay nagbigay ng iba't ibang mga pangalan sa parehong enzyme.
Kaugnay ng mabilis na pag-unlad ng agham ng mga enzyme - fermentology noong 1961, ang nakatayong komite sa mga enzyme sa International Biochemical Union ay bumuo ng isang modernong nomenclature at pag-uuri ng mga enzyme. Alinsunod sa pag-uuri na ito, ang pangalan ng enzyme ay binubuo ng kemikal na pangalan ng substrate at ang pangalan ng reaksyon na isinagawa ng enzyme. Sa Latin na pangalan ng ugat ng substrate kung saan kumikilos ang enzyme (sucrose - sucrose), o sa pangalan ng proseso na na-catalyze ng enzyme na ito (hydrolysis - hydrolases), dagdag na pagtatapos"aza". Kasama ang mga bagong pangalan para sa maraming mga enzyme, ang mga luma na naging matatag sa siyentipikong panitikan (pepsin, trypsin, papain, atbp.) ay napanatili.
Ayon sa modernong pag-uuri, ang lahat ng mga enzyme ay nahahati sa anim mga klase: oxidoreductases; transferase; hydrolases; lyases; isomerases; ligases (synthetases) . Ang pag-uuri ng mga enzyme ay batay sa likas na katangian ng kanilang pagkilos.
Ang bawat klase ay nahahati sa mga subclass at bawat subclass sa mga grupo..
Oxidoreductase
Ito ay mga enzyme na nagpapa-catalyze mga reaksyon ng redox na nangyayari sa mga buhay na organismo. Ang mga reaksyon ng oksihenasyon ng mga sangkap sa mga organismo ay palaging sinasamahan ng mga reaksyon ng pagbabawas. Ang mga oxidoreductases ay nahahati sa 14 na subclass (ang pinakamalawak na klase ng mga enzyme).
Ang oksihenasyon ay nagpapatuloy bilang isang proseso ng abstraction ng hydrogen (mga electron) mula sa substrate, at ang pagbabawas ay nagpapatuloy bilang ang pagdaragdag ng mga atomo ng hydrogen (mga electron) sa isang acceptor. Ang reaksyong ito ay maaaring ilarawan sa eskematiko tulad ng sumusunod:
AN 2 + B \u003d A + BH 2,
kung saan ang AN 2 ay isang substance na nagbibigay ng hydrogen nito at tinatawag na donor; Ang B ay isang substance na nag-aalis ng hydrogen at tinatawag na acceptor.
Ang iba't ibang mga sangkap ay maaaring ma-oxidized - carbohydrates, taba, protina, amino acids, bitamina, atbp.
Ang papel na ginagampanan ng mga oxidoreductases sa mga nabubuhay na tisyu ay ginagampanan ng malawak na mga grupo dehydrogenases At oxidase , na pinangalanan depende sa substrate na kanilang na-oxidize. Kaya, ang enzyme na nag-dehydrate ng malic acid ay tinatawag na malate dehydrogenase, ang dehydrogenating ethyl alcohol ay tinatawag na alcohol dehydrogenase, atbp.
Sa klase ng mga oxidoreductases, ang mga dehydrogenases, na nagsasagawa ng reaksyon ng dehydrogenation, ay pangunahing kahalagahan. Ang lahat ng dehydrogenases ay nahahati sa dalawang grupo : anaerobic at aerobic, na tinatawag na oxidases .
Anaerobic dehydrogenases ay mga tiyak na enzyme na nag-catalyze paghahati ng hydrogen mula sa ilang mga kemikal at ilipat ito sa iba pang mga enzyme - mga carrier ng hydrogen. Ang mga dehydrogenases na ito ay dalawang sangkap na enzymes kung saan ang coenzyme ay madaling mahihiwalay sa bahagi ng protina. Bilang isang coenzyme Ang anaerobic dehydrogenases ay maaaring magsama ng dalawang sangkap - nicotine-amide-adenine-nucleotide ( ITAAS ) o nicotine amide adelinine nucleotide phosphate ( NADP ). Pareho sa mga sangkap na ito ay may napakataas na redox reactivity.
Mayroong maraming mga kilalang anaerobic dehydrogenases na catalyze ang oksihenasyon ng iba't ibang mga organic compounds. Kaya, ang lactate dehydrogenase ay nag-catalyze ng oksihenasyon ng lactic acid sa pyruvic acid, ang isocitrate dehydrogenase ay nag-catalyze ng oksihenasyon ng isocitric acid sa oxalo-succinic.
Sa grupo aerobic dehydrogenases (oxidases) isama ang mga enzymes na bilang isang coenzyme kasama bitamina B 2 , (riboflavin ), kaya tinawag ang mga enzyme na ito flavin . Nagagawa ng mga flavin enzyme na kumuha ng hydrogen mula sa oxidized substance at ilipat ito sa ibang mga compound o atmospheric oxygen:
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2.
Ang pagkuha ng hydrogen mula sa oxidized substance at paglilipat nito sa air oxygen, ang oxidase ay maaaring sabay na bumuo ng tubig o hydrogen peroxide (H 2 O o H 2 O 2). Kasama sa grupong ito ng mga enzyme ang polyphenol oxidase, ascorbate oxidase, at glucose oxidase.
Polyphenol oxidase ay isang aerobic dehydrogenase kung saan Ang hydrogen acceptor ay may gas na oxygen .
Ito ay kumikilos sa o-diphenols, polyphenols, tannins at tyrosine. Ang polyphenol oxidase ay malawak na ipinamamahagi sa fungi at mas mataas na mga halaman, lalo na sa mga dahon ng berdeng tsaa. Ang pagkilos ng polyphenol oxidase ay nagpapaliwanag ng pagdidilim sa hiwa ng pulp ng mga prutas at gulay, patatas, pati na rin ang pagdidilim ng isang sariwang dahon ng tsaa kapag ito ay pinilipit. Ang polyphenol oxidase ay gumaganap ng isang mahalagang papel bilang isang intermediate sa paghinga ng halaman.
Enzyme peroxidase kasama ng polyphenol oxidase at cytochrome oxidase, ito ay aktibong kasangkot sa mga proseso ng paghinga ng halaman at mga reaksyon ng pagtatanggol ng halaman laban sa mga phytopathogenic na microorganism ng halaman.
Ang aktibong grupo ng peroxidase ay naglalaman ng bakal . Sa tulong ng enzyme peroxidase na may hydrogen peroxide at ilang iba pang mga organikong peroxide, ang mga organikong compound ay na-oxidized. Ang peroxidase ay bumubuo ng isang kumplikadong organic compound, bilang isang resulta kung saan ang peroxide ay naisaaktibo at nakakakuha ng kakayahang kumilos bilang isang hydrogen acceptor:
Maraming mga organikong compound ang tumutugon sa atmospheric oxygen at bumubuo ng mga peroxide. Ang mga peroxide ay lalong madaling mabuo kapag ang mga compound na may mga unsaturated bond ay na-oxidized na may air oxygen: carotenoids, unsaturated fatty acids, at ilang hydrocarbon.
Enzyme catalase catalyzes ang proseso ng paghahati ng hydrogen peroxide sa tubig at oxygen:
Kasama sa komposisyon ng molekula ng catalase, tulad ng peroxidase bakal . Ang pangunahing layunin ng catalase sa katawan ay sinisira nito ang hydrogen peroxide, na nakakapinsala sa mga selula, at nabuo sa panahon ng paghinga.
Enzyme lipoxygenase catalyzes ang pagbuo ng peroxides at hydroperoxides sa panahon ng oxidative pagkasira ng taba.
Mula sa punto ng view ng pagiging epektibo ng paggamit ng mga biocatalyst, ito ay magiging lubhang nakatutukso hindi lamang upang madagdagan ang katatagan ng mga enzymes, ngunit din upang malaman kung paano ibalik ang aktibidad ng mga paghahanda ng enzyme na ginamit sa panahon ng teknolohikal na proseso.
Halos kasabay ng pagtuklas ng hindi pangkaraniwang bagay ng hindi aktibo na enzyme (simula ng ika-20 siglo), ang mga mananaliksik ay nagsimulang gumawa ng mga pagtatangka na muling maisaaktibo ang mga ito. Sa ngayon, napakaraming positibong halimbawa sa direksyong ito ang naipon. Maginhawang inuri ang mga ito ayon sa mga sanhi ng hindi aktibo.
Muling pag-activate ng pinagsama-samang mga protina. Madalas itong maisagawa sa pamamagitan ng pagsira sa intermolecular non-covalent contact (hydrophobic, electrostatic, hydrogen bonds). Para dito, ang parehong mga denaturant ay ginagamit na sumisira sa mga non-covalent na pakikipag-ugnayan sa mga katutubong protina, na nagiging sanhi ng kanilang nababaligtad na denaturation: puro solusyon ng urea at guanidine chloride, matinding pH value, atbp.
Muling pag-activate ng mga protina na may binagong pangunahing istraktura. Kung ang protina ay nawalan ng aktibidad bilang resulta ng kemikal na pagbabago ng mga functional na grupo, maaari mong subukang i-reactivate ito gamit ang isang reverse chemical reaction. Ang mga enzyme na hindi aktibo sa pamamagitan ng pagbabago ng mga pangkat ng SH (halimbawa, sa pamamagitan ng kanilang oksihenasyon) ay minsan ay maaaring muling maisaaktibo sa pamamagitan ng pagdaragdag ng labis ng isang mababang molekular na timbang na thiol o iba pang ahente ng pagbabawas.
Desorption ng hindi aktibo na protina mula sa mga pader ng sisidlan. Ang "sorption inactivation" ng mga protina ay dahil sa mahinang non-covalent na pakikipag-ugnayan (electrical, hydrophobic, hydrogen bonds) sa pagitan ng protina at ng ibabaw ng reaction cell. Ang muling pag-activate sa kasong ito ay nakamit dahil sa pagkasira ng mga nonspecific na pakikipag-ugnayan sa matinding mga halaga ng pH, sa ilalim ng pagkilos ng mga puro solusyon ng urea o guanidine chloride at iba pang mga reagents na "reversible denaturants" para sa karamihan ng mga protina.
Muling pag-activate ng isang "irreversibly denatured" na protina. Maaaring isagawa ang muling pag-activate gamit ang sumusunod na dalawang yugto na pamamaraan: una, ang lahat ng nasa hindi aktibo na protina ay dapat sirain, kabilang ang mga di-katutubong non-covalent na pakikipag-ugnayan, ibig sabihin, ilipat ang protina sa hindi nakatupi na estado at mula sa estadong ito subukang tiklop ito sa katutubong anyo. Kaya, sa pangkalahatang kaso, ang gawain ng muling pag-activate ng ilang "irreversibly denatured" enzyme, sa esensya, ay bumabagsak sa paglutas ng dalawang problema. Una, ang paghahanap para sa mga kondisyon kung saan ang hindi aktibo na protina ay maaaring mabuksan. Para sa paglalahad ng mga hindi aktibo na protina, ang parehong mga reagents ay karaniwang ginagamit, sa tulong ng kung saan ang mga katutubong (hindi aktibo) na protina ay maaaring ilipat sa estado ng isang random na coil. Ang mga ito ay puro solusyon ng nababaligtad na denaturants (urea o guanidine chloride). Pangalawa, ang pang-eksperimentong pagpili ng mga kondisyon kung saan matagumpay na natiklop ang hindi natuping protina sa katutubong (catalytically active) na conform. Para sa layuning ito, ang mga epekto ng aktibidad ng enzymatic (mga substrate, inhibitor, cofactor, atbp.) ay kadalasang kapaki-pakinabang, na mga natitiklop din na effector, ibig sabihin, dagdagan ang ani ng enzyme reactivation.
Pagbabagong-buhay ng mga cofactor (coenzymes)
Kasama sa kategorya ng mga cofactor ang mga coenzymes, prosthetic group, at metal ions. Mula sa isang teknolohikal na pananaw, ang pinaka-kawili-wili ay ang pagbabagong-buhay ng mga coenzymes. Ang mga coenzyme ay mababang molekular na timbang na mga organikong compound na gumaganap ng papel ng isang karagdagang substrate sa paggana ng maraming mga enzyme.
Kapag gumagamit ng mga sistema ng immobilized enzymes na may mga coenzymes, dalawang problema ang kailangang lutasin: ang aktwal na pagbabagong-buhay ng coenzyme at ang pagpapanatili nito sa sistema ng reaksyon. Ang huli ay karaniwang isinasagawa sa pamamagitan ng covalent immobilization ng mga coenzymes sa polymeric carriers. Maraming mga diskarte ang binuo para sa pagbabagong-buhay, ang kakanyahan nito ay makikita sa sumusunod na pamamaraan:
Ayon sa scheme na ito, ang isang coenzyme na nagbabago sa isang reaksyon na kinasasangkutan ng isa sa mga enzyme ay muling nabubuo dahil sa sistema ng mga pinagsamang reaksyon, i.e. bumabalik sa orihinal nitong estado. Depende sa uri ng pinagsamang reaksyon, ang lahat ng mga pamamaraan ng pagbabagong-buhay ng coenzyme ay maaaring nahahati sa dalawang grupo: enzymatic at non-enzymatic. Kasama sa mga pamamaraan ng enzymatic ang mga paraan ng pagbabagong-buhay gamit ang mga conjugated substrates o conjugated enzymes. Ang mga non-enzymatic pathway ay maaaring hatiin sa mga kemikal at electrochemical pathway.
Sistema ng pagbabagong-buhay ng ATP- ito ay isang tuluy-tuloy na proseso ng pag-convert ng ADP sa ATP, kung saan ang mga enzyme na phosphorylate diphosphate ay kumikilos bilang mga katalista, gamit ang mga compound na naglalaman ng pospeyt (acetyl phosphate, creatine phosphate, arginine phosphate, atbp.) bilang mga donor ng pospeyt.