산화 환원 효소가 촉매 작용을 담당 산화 효소 활성을 갖는 단백질 - 환원 반응, 즉, 기판에 수소 원자 또는 전자의 제거를 포함하는 반응들이 작용한다.
이 효소에 의해 촉매되는 반응은 이름에서 알 수 있듯이 산화 환원 반응, 즉 한 분자가 전자 또는 수소 원자를 제공하고 다른 분자가이를 받아 각각의 산화 상태를 변화시키는 반응입니다.
EC 1.2.1.40 유형 산화 환원 효소 반응의 그래픽 체계 (출처 : akane700 Via Wikimedia Commons)
자연에서 매우 일반적인 산화 환원 효소의 예는 탈수소 효소와 산화 효소의 것입니다. 알코올 탈수소 효소를 언급 할 수 있는데, 이는 에탄올의 탈수 소화를 촉매하여 NAD + 의존적 방식으로 아세트 알데히드를 생성하거나 역반응을 일으켜 상업적으로 중요한 일부 효모에 의해 수행되는 알코올 발효 동안 에탄올을 생성합니다.
호기성 세포에서 전자 수송 사슬의 효소는 양성자의 펌핑을 담당하는 산화 환원 효소이기 때문에 ATP 합성을 촉진하는 내부 미토콘드리아 막을 통해 전기 화학적 구배를 생성합니다.
일반적 특성
Oxidoreductase 효소는 한 화합물의 산화와 다른 화합물의 수반되는 환원을 촉매하는 효소입니다.
이들은 일반적으로 작동을 위해 다른 유형의 코엔자임이 필요합니다. 코엔자임은 산화 환원 효소가 기질에 추가하거나 제거하는 전자와 수소 원자를 기증하거나 받아들이는 기능을 수행합니다.
이러한 코엔자임은 NAD + / NADH 쌍 또는 FAD / FADH2 쌍일 수 있습니다. 많은 호기성 대사 시스템에서 이러한 전자와 수소 원자는 결국 관련된 코엔자임에서 산소로 전달됩니다.
이들은 기질 특이성이 뚜렷한 "결핍"을 가진 효소로, 단백질이든 탄수화물이든 다양한 유형의 중합체에서 가교 반응을 촉매 할 수 있습니다.
분류
여러 번, 이러한 효소의 명명법과 분류는 그들이 사용하는 주요 기질과 기능에 필요한 코엔자임의 유형을 기반으로합니다.
NC-IUBMB (International Union for Biochemistry and Molecular Biology)의 명명위원회 권장 사항에 따르면 이러한 효소는 클래스 EC 1에 속하며 23 가지 다른 유형 (EC1.1-EC1.23)을 포함합니다. :
-EC 1.1 : 기증자의 CH-OH 그룹에 작용합니다.
-EC 1.2 : 공여자의 알데히드 그룹 또는 옥소 그룹에 작용합니다.
-EC 1.3 : 기증자의 CH-CH 그룹에 작용합니다.
-EC 1.4 : 기증자의 CH-NH2 그룹에 작용합니다.
-EC 1.5 : 기증자의 CH-NH 그룹에 작용합니다.
-EC 1.6 : NADH 또는 NADPH에서 작동합니다.
-EC 1.7 : 다른 질소 화합물에 공여자로 작용합니다.
-EC 1.8 : 기증자의 황 그룹에 작용합니다.
-EC 1.9 : 기증자의 헴 그룹에서 활동합니다.
-EC 1.10 : 디 페놀 및 기타 관련 물질과 같은 기증자에 작용합니다.
-EC 1.11 : 과산화물에 수용체로 작용합니다.
-EC 1.12 : 수소에 기증자 역할.
-EC 1.13 : 분자 산소 (산소 효소)를 통합하여 단순 기증자에게 작용합니다.
-EC 1.14 : 분자 산소의 통합 또는 감소와 함께“쌍을 이루는”기증자에게 작용합니다.
-EC 1.15 : 슈퍼 옥사이드에 수용체로 작용합니다.
-EC 1.16 : 금속 이온을 산화시킵니다.
-EC 1.17 : CH 또는 CH2 그룹에 작용합니다.
-EC 1.18 : 철분을 함유하고 기증자로 고통받는 단백질에 작용합니다.
-EC 1.19 : 기증자로서 감소 된 플라 보 독신에 작용합니다.
-EC 1.20 : 인과 비소와 같은 기증자에게 작용합니다.
-EC 1.21 : XH + YH = XY 반응에서 작용합니다.
-EC 1.22 : 기증자의 할로겐에 작용합니다.
-EC 1.23 : COC 그룹을 수용체로 줄입니다.
-EC 1.97 : 기타 산화 환원 효소.
이들 카테고리 각각은 기질 선호도에 따라 효소가 분리되는 하위 그룹을 추가로 포함합니다.
예를 들어, 기증자의 CH-OH 그룹에 작용하는 산화 환원 효소 그룹 내에 수용자로 NAD + 또는 NADP +를 선호하는 일부가 있으며 다른 일부는 사이토 크롬, 산소, 황 등을 사용합니다.
구조
산화 환원 효소 그룹은 매우 다양하므로 정의 된 구조적 특성을 설정하는 것은 매우 어렵습니다. 그 구조는 효소마다 다를뿐만 아니라 생물의 종이나 그룹, 심지어는 다른 조직의 세포마다 다릅니다.
산화 환원 효소 구조의 생물 정보학 모델 (출처 : Wikimedia Commons를 통해 European Bioinformatics Institute의 Jawahar Swaminathan 및 MSD 직원)
예를 들어, 효소 피루 베이트 탈수소 효소는 E1 서브 유닛 (피루 베이트 탈수소 효소), E2 서브 유닛 (디 하이드로 리포 아미드 아세틸 트랜스퍼 라제) 및 E3 서브 유닛 (디 하이드로 리포 아미드 탈수소 효소)로 알려진 3 개의 순차적으로 연결된 촉매 서브 유닛으로 구성된 복합체입니다.
이러한 각 서브 유닛은 차례로 동일한 유형 또는 다른 유형의 하나 이상의 단백질 단량체로 구성 될 수 있습니다. 다름) 등등.
그러나 이들은 일반적으로 서로 다른 유형의 특정 분자간 및 분자간 상호 작용을 통해 서로 다른 방식으로 배열 된 알파 나선과 β 접힌 시트로 구성된 효소입니다.
풍모
Oxidoreductase 효소는 생물권에있는 모든 생물의 사실상 모든 세포에서 산화-환원 반응을 촉매합니다. 이러한 반응은 일반적으로 가역적이며 동일한 분자 내에서 하나 이상의 원자의 산화 상태가 변경됩니다.
산화 환원 효소는 일반적으로 두 개의 기질이 필요합니다. 하나는 수소 또는 전자 공여체 (산화) 역할을하고 다른 하나는 수소 또는 전자 수용체 (환원) 역할을합니다.
이 효소는 다양한 유형의 세포와 유기체에서 많은 생물학적 과정에 매우 중요합니다.
예를 들어 멜라닌 (인간의 피부 세포에서 형성되는 색소)의 합성, 리그닌 (식물 세포의 구조 화합물)의 형성 및 분해, 접힘 과정에서 작동합니다. 단백질 등
그들은 산업적으로 일부 식품의 질감을 수정하는 데 사용되며 이들의 예로는 과산화 효소, 포도당 산화 효소 등이 있습니다.
또한,이 그룹에서 가장 두드러진 효소는 막 횡단 단백질 인 미토콘드리아 막, 엽록체 및 박테리아의 내부 원형질막의 수송 사슬에서 전자 수송 체로 참여하는 효소입니다.
산화 환원 효소의 예
자연과 산업에서 수백 가지의 산화 환원 효소 효소의 예가 있습니다. 논의 된 바와 같이, 이러한 효소는 세포 기능에 가장 중요한 기능을 가지고 있으며 따라서 생명 자체에 대해서도 중요합니다.
산화 환원 효소는 효소 과산화 효소, 락카 제, 포도당 산화 효소 또는 알코올 탈수소 효소를 포함 할뿐만 아니라; 또한 포도당 분해의 관점에서 필수적인 효소 글리 세르 알데히드 3- 인산 탈수소 효소 또는 피루 베이트 탈수소 효소 복합체 등과 같은 중요한 복합체를 결합합니다.
또한 식물 유기체의 엽록체에서 발견되는 일부 효소와 유사한 내부 미토콘드리아 막 또는 박테리아의 내부 막에있는 전자 수송 복합체의 모든 효소를 포함합니다.
과산화 효소
퍼 옥시다아제는 매우 다양한 효소이며 과산화수소를 전자 수용체로 사용하여 페놀, 아민 또는 티올을 비롯한 다양한 기질의 산화를 촉매합니다. 그들의 반응에서 그들은 과산화수소를 감소시켜 물을 생성합니다.
그들은 양 고추 냉이 과산화 효소가 가장 중요하고 가장 많이 연구되는 산업적 관점에서 매우 중요합니다.
생물학적으로 말해서 과산화 효소는 세포에 심각한 손상을 줄 수있는 활성 산소 화합물을 제거하는 데 중요합니다.
참고 문헌
- 브리태니커 백과 사전. (2019). www.britannica.com에서 2019 년 12 월 26 일 검색
- Ercili-Cura, D., Huppertz, T., & Kelly, AL (2015). 유제품 질감의 효소 적 변형. 음식 질감 수정 (pp. 71-97). Woodhead Publishing.
- Mathews, CK, Van Holde, KE 및 Ahern, KG (2000). 생화학. 더하다. Wesley Longman, 샌프란시스코.
- Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Lehninger 생화학 원리. 맥밀란.
- 국제 생화학 및 분자 생물학 연합 (NC-IUBMB)의 명명위원회. (2019). www.qmul.ac.uk/sbcs/iubmb/enzyme/index.html에서 검색
- Patel, MS, Nemeria, NS, Furey, W., & Jordan, F. (2014). 피루 베이트 탈수소 효소 복합체 : 구조 기반 기능 및 조절. Journal of Biological Chemistry, 289 (24), 16615-16623.