Πώς τα ένζυμα τη λειτουργία τους;
1. Μείωση της ενέργειας ενεργοποίησης:
* Κάθε χημική αντίδραση απαιτεί μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας για να ξεκινήσετε, γνωστή ως ενέργεια ενεργοποίησης. Τα ένζυμα δρουν μειώνοντας αυτή την ενέργεια ενεργοποίησης, καθιστώντας ευκολότερη την εμφάνιση της αντίδρασης.
2. Ειδικότητα ενζύμου-υποβρύου:
* Τα ένζυμα έχουν ένα συγκεκριμένο τρισδιάστατο σχήμα που ονομάζεται ενεργό σημείο. Αυτός ο ιστότοπος έχει σχεδιαστεί για να δεσμεύεται με ένα συγκεκριμένο μόριο που ονομάζεται υπόστρωμα. Το μοντέλο κλειδώματος και κλειδιού περιγράφει αυτήν την προσαρμογή, όπου το υπόστρωμα ταιριάζει απόλυτα στην ενεργό θέση σαν ένα κλειδί σε μια κλειδαριά.
* Αυτή η εξειδίκευση εξασφαλίζει ότι τα ένζυμα καταλύουν μόνο ειδικές αντιδράσεις, αποτρέποντας τις ανεπιθύμητες πλευρικές αντιδράσεις.
3. Καταλυτικός μηχανισμός:
* Μόλις συνδεθεί το υπόστρωμα στην ενεργή θέση, το ένζυμο διευκολύνει τη χημική αντίδραση μέσω διαφόρων μηχανισμών:
* εγγύτητα και προσανατολισμός: Η ενεργή θέση φέρνει τα μόρια του υποστρώματος κοντά και με τον σωστό προσανατολισμό, αυξάνοντας την πιθανότητα αντίδρασης.
* στέλεχος και παραμόρφωση: Το ένζυμο μπορεί να ασκήσει πίεση στο μόριο του υποστρώματος, να αποδυναμώσει τους δεσμούς του και να το κάνει πιο αντιδραστικό.
* Κατάλυση βάσης οξέος: Τα αμινοξέα στην ενεργό θέση μπορούν να δράσουν ως οξέα ή βάσεις για να δώσουν ή να δεχτούν πρωτόνια, διευκολύνοντας τον σχηματισμό ομολόγων ή το σπάσιμο.
* ομοιοπολική κατάλυση: Το ένζυμο μπορεί να σχηματίσει προσωρινά έναν ομοιοπολικό δεσμό με το υπόστρωμα, διευκολύνοντας την αντίδραση.
4. Απελευθέρωση προϊόντος και αναγέννηση ενζύμου:
* Μετά την αντίδραση, τα προϊόντα (τα) απελευθερώνονται από την ενεργό θέση και το ένζυμο επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση, έτοιμο να καταλύσει μια άλλη αντίδραση.
Παράγοντες που επηρεάζουν την ενζυμική δραστηριότητα:
* Θερμοκρασία: Τα ένζυμα έχουν μια βέλτιστη θερμοκρασία στην οποία λειτουργούν καλύτερα. Πολύ υψηλές ή πολύ χαμηλές θερμοκρασίες μπορούν να μετουσιάσουν το ένζυμο (αλλάζουν το σχήμα του), καθιστώντας το ανενεργό.
* ph: Κάθε ένζυμο έχει βέλτιστη περιοχή ρΗ. Οι μεταβολές στο ρΗ μπορούν να επηρεάσουν την κατάσταση ιονισμού των αμινοξέων στην ενεργό θέση, μεταβάλλοντας τη δραστικότητα του ενζύμου.
* συγκέντρωση υποστρώματος: Η δραστικότητα ενζύμου αυξάνεται με συγκέντρωση υποστρώματος μέχρι ένα συγκεκριμένο σημείο, όπου το ένζυμο γίνεται κορεσμένο και δεν μπορεί να δεσμεύσει περισσότερο υπόστρωμα.
* Αναστολείς: Ορισμένα μόρια μπορούν να συνδεθούν με την ενεργό θέση ή άλλα μέρη του ενζύμου, εμποδίζοντας τη λειτουργία του.
Συνοπτικά: Τα ένζυμα είναι βιολογικοί καταλύτες που επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης. Το κάνουν αυτό μέσω συγκεκριμένων αλληλεπιδράσεων με τα υποστρώματά τους, διευκολύνοντας τη χημική διαδικασία και την απελευθέρωση των προϊόντων ενώ παραμένουν αμετάβλητα.
