13.12
Enzymy są katalizatorami biologicznymi, które przyspieszają tempo reakcji biochemicznych. Większość enzymów to białka, składające się z aminokwasów; podczas gdy niektóre są cząsteczkami RNA znanymi jako rybozymy.
Enzymy działają poprzez obniżenie energii aktywacji reakcji, zwiększając w ten sposób szybkość reakcji. Mogą katalizować zarówno syntezę, jak i rozpad wiązań chemicznych, ale nie wpływają na kierunek ani równowagę reakcji.
Każdy enzym wiąże się z określonym reagentem, zwanym substratem, i katalizuje określoną reakcję. Substrat wiąże się z odrębnym regionem katalitycznym enzymu zwanym miejscem aktywnym poprzez interakcje, takie jak siły międzycząsteczkowe i przejściowe wiązania kowalencyjne, w wyniku czego powstaje kompleks enzym-substrat.
To wiązanie jest wysoce specyficzne ze względu na wymaganą komplementarność konformacyjną między enzymem a jego substratem. Tak więc konkretny enzym może katalizować określone reakcje tylko w oparciu o swoją konformację.
Prostym sposobem zrozumienia tworzenia się kompleksów jest model zamka i klucza, który zakłada, że substrat pasuje do miejsca aktywnego enzymu, analogicznie do "klucza" pasującego do odpowiadającego mu "zamka".
Jednak inny model, model indukowanego dopasowania, uwzględnia dynamiczny charakter kompleksu. Model ten stwierdza, że gdy substrat się wiąże, indukuje niewielkie zmiany konformacyjne, co skutkuje ściślejszym dopasowaniem, które sprzyja reakcji.
Energia aktywacji reakcji może być obniżona na różne sposoby.
Typowe mechanizmy obejmują wywoływanie zmian konformacyjnych w podłożu, które umożliwiają łatwiejsze zerwanie wiązania lub zbliżenie reaktywnych grup dwóch substratów, sprzyjając w ten sposób tworzeniu wiązań.\Aktywność enzymu może być tymczasowo lub trwale stłumiona przez naturalne lub syntetyczne cząsteczki zwane inhibitorami.
Na przykład inhibitor kompetycyjny konkuruje z substratem, aby związać się z miejscem aktywnym enzymu, zapobiegając w ten sposób wiązaniu substratu.
Z drugiej strony, niekonkurencyjny inhibitor wiąże się z innym miejscem na enzymie, co powoduje zmianę konformacyjną w miejscu aktywnym, zmniejszając aktywność katalityczną enzymu.
Wewnątrz żywych organizmów enzymy działają jako katalizatory wielu reakcji biochemicznych związanych z metabolizmem komórkowym. Rolą enzymów jest zmni…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.