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MembraneStructureandFunctionMembranesarefluidmosaicsoflipidsandproteinswithmanyfunctions.Inanimalcellmembranes,thesteroidcholesterolhelpsstabilizethemembraneatwarmtemperaturesbutalsohelpskeepthemembranefluidatlowertemperatures.Figure5.1illustratessixmajorfunctionsperformedbyplasmamembraneproteins.Passivetransportisdiffusionacrossamembranewithnoenergyinvestment.TheWorkingcell5.Facilitateddiffusionisatypeofpassivetransportbecauseitdosenotrequireenergy.6.Substancethatusefacilitateddiffusionforcrossingcellmembraneincludeanumberofsugar,aminoacids,ionsandevenwater.7.Theveryrapiddiffusionofwaterintoandoutofcertaincells,suchasplantcells,kidneycells,andRBC,ismadepossiblebyaproteinchannelcalledanaquaporin.8.Thewalledcellsofplant,bacteria,andfungialso
plasmolyzeinhypertonicenvironments.Thus,meatsandotherfoodscanbepreservedwithconcentratedsaltsolutions.
410.Cellsexpendenergyagainstitsconcentrationgradientintheactivetransportofasolute.
11.Figure5.8showsasimplemodelofanactivetransportsystemthatpumpsasoluteoutofthecellagainstitsconcentrationgradient.12.Exocytosisandendocytosistransportlargemoleculesacrossmembranes.13.ATPpowersnearlyallformsofcellularwork.14.Therearethreemaintypesofcellularwork(asFigure5.12Bshows):(1)Chemicalwork(2)Mechanicalwork(3)Transportwork67815.ThephosphorylationusuallydoessobytransferringaphosphategroupfromATPtosomeothermolecule.
16.CellularworkcanbesustainedbecauseATPisarenewableresourcethatcellsregenerate.17.Anenzymespeedsupareactionbyloweringtheactivationenergyneededforareactiontobegin.18.Almostallenzymesareproteins,althoughsomeRNAmoleculescanalsofunctionasenzymes.19.Anenzyme’sthree-dimensionalshapeiscentraltoitsfunctionandisaffectedbytheenvironment.1020.Anenzyme’soptimaltemperatureaffectsmolecularmotionandproducesthehighestrateofcontactbetweenreactantmoleculesandtheenzyme’sactivesite.21.Highertemperaturesdenaturetheenzyme,alteringitsspecificshapeanddestroyingitsfunction.22.Mosthumanenzymesworkbestat35-40℃(95-104℉),closetoournormalbodytemperatureof37℃.23.Prokaryotesthatliveinhotsprings,however,containenzymeswithoptimaltemperaturesof70℃(158℉)
orhigher.
24.TheoptimalpHformostenzymesisnearneutralityintherangeof6-8butpepsinworksbestatpH2inthestomach(thestructureofpepsinismoststableandactiveintheacidicenvironment).25.Manyenzymesrequirenonproteinhelperscalled
cofactors,whichbindtotheactivesiteandfunctionincatalysis.26.Thecofactorsofsomeenzymesareinorganic,suchas
theionsofiron,zinc,andcopper.(eg.,DNase)27.Ifthecofactorisanorganicmolecule,itiscalleda
coenzyme.28.Mostvitaminsareimportantinnutritionbecausetheyfunctionascoenzymesorrawmaterialsfromwhichcoenzymesaremade.29.Forexample,folicacidisacoenzymeforanumberofenzymesinvolvedinthesynthesisofnucleicacids.30.Enzymeinhibitorscanregulateenzymeactivityinacell.31.Someinhibitorsresembletheenzyme’snormalsubstrateandcompeteforentryintotheactivesite.32.Therearethreety
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