Πώς τα ίσα φορτία στα ένζυμα ελέγχουν τις βιοχημικές αντιδράσεις
Τα ένζυμα έχουν μια συγκεκριμένη ενεργή θέση, η οποία είναι η περιοχή του ενζύμου που συνδέεται με το μόριο του υποστρώματος και καταλύει την αντίδραση. Η ενεργός θέση αποτελείται από έναν αριθμό υπολειμμάτων αμινοξέων, τα οποία είναι τα δομικά στοιχεία πρωτεϊνών. Αυτά τα υπολείμματα αμινοξέων είναι διατεταγμένα με συγκεκριμένο τρόπο προκειμένου να δημιουργηθεί το σωστό περιβάλλον για να γίνει η αντίδραση.
Προκειμένου ένα ένζυμο να λειτουργεί σωστά, πρέπει να έχει τη σωστή ισορροπία θετικών και αρνητικών φορτίων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι φορτίσεις στο ένζυμο αλληλεπιδρούν με τις φορτίσεις στο μόριο του υποστρώματος, το οποίο βοηθά στη τοποθέτηση του μορίου του υποστρώματος στον σωστό προσανατολισμό για την απόκτηση της αντίδρασης.
Εάν το ένζυμο έχει πάρα πολλά θετικά φορτία, θα αποκρούσει το θετικά φορτισμένο μόριο υποστρώματος και η αντίδραση δεν θα συμβεί. Εάν το ένζυμο έχει πάρα πολλά αρνητικά φορτία, θα προσελκύσει το θετικά φορτισμένο μόριο υποστρώματος πάρα πολύ έντονα και η αντίδραση δεν θα συμβεί.
Η σωστή ισορροπία των φορτίων στο ένζυμο είναι επίσης σημαντικό για τη διατήρηση της δομής του ενζύμου. Εάν το ένζυμο έχει πάρα πολλά θετικά ή αρνητικά φορτία, θα γίνει ασταθές και δεν θα είναι σε θέση να λειτουργήσει σωστά.
Ο έλεγχος των φορτίων στα ένζυμα είναι μια πολύπλοκη διαδικασία, αλλά είναι απαραίτητο για την κατάλληλη λειτουργία των ενζύμων. Με τον έλεγχο των φορτίων στα ένζυμα, τα κύτταρα μπορούν να ρυθμίσουν τον ρυθμό των βιοχημικών αντιδράσεων και να διατηρήσουν την ομοιόσταση.
Ακολουθούν ορισμένα συγκεκριμένα παραδείγματα για το πώς οι ίσες χρεώσεις στα ένζυμα ελέγχουν τις βιοχημικές αντιδράσεις:
* Στο ένζυμο καρβοξυπεπτιδάση Α, ένα θετικά φορτισμένο υπόλειμμα αμινοξέων (αργινίνη) προσελκύει την αρνητική φορτισμένη καρβοξυλική ομάδα του μορίου του υποστρώματος. Αυτή η αλληλεπίδραση συμβάλλει στη θέση του μορίου υποστρώματος στον σωστό προσανατολισμό για τη λήψη της αντίδρασης.
* Στο ένζυμο χυμοτρυψίνη, ένα αρνητικά φορτισμένο υπόλειμμα αμινοξέων (ασπαρτικό οξύ) δωρίζει δεσμό υδρογόνου στην υδροξυλομάδα του μορίου του υποστρώματος. Αυτή η αλληλεπίδραση συμβάλλει στη σταθεροποίηση της μεταβατικής κατάστασης της αντίδρασης και επιτρέπει την εμφάνιση της αντίδρασης πιο γρήγορα.
* Στο ένζυμο ριβονουκλεάση Α, ένα θετικά φορτισμένο υπόλειμμα αμινοξέων (λυσίνη) αλληλεπιδρά με την αρνητική φορτισμένη φωσφορική ομάδα του μορίου του υποστρώματος. Αυτή η αλληλεπίδραση συμβάλλει στη θέση του μορίου υποστρώματος στον σωστό προσανατολισμό για τη λήψη της αντίδρασης.
Αυτά είναι μόνο μερικά παραδείγματα για το πώς τα ίσα φορτία στα ένζυμα ελέγχουν τις βιοχημικές αντιδράσεις. Με τον έλεγχο των φορτίων στα ένζυμα, τα κύτταρα μπορούν να ρυθμίσουν τον ρυθμό των βιοχημικών αντιδράσεων και να διατηρήσουν την ομοιόσταση.
