Hvad er forbindelsen mellem enzymer og substrater?

Enzymer og substrater er relateret på to vigtige måder, fordi de ofte interagerer med hinanden i mange biologiske processer.For det første er enzymer og substrater ofte specifikke for hinanden og besidder gratis former, der giver dem mulighed for at binde.For det andet kan enzymer ændre substrater ved at katalysere kemiske reaktioner eller modificere strukturer.Sammen gennemgår de transformationer, herunder enzymsubstrat (ES) -kompleks, mellemstater og overgangstilstande.

Der antages at være omkring 75.000 enzymer i den menneskelige krop, hvoraf mange er specifikke for visse underlag.Enzymer og substrater binder til hinanden, der forbinder gennem forskellige interaktioner, herunder hydrogenbindinger, hydrofobe interaktioner og kovalente bindinger.Denne indledende binding omtales som en induceret fit-model snarere end en låse-og-nøgle-model, fordi hvert molekyle ændrer sig som respons på binding med det andet molekyle for at danne en ny tredimensionel form.Sammen omfatter enzymet og underlaget ES -komplekset, hvor kemiske reaktioner kan forekomme.

Under en katalyseret reaktion interagerer enzymer og substrater for at give nye produkter.Mens enzymet forbliver uændret, efter at reaktionen er afsluttet, ændres underlaget ofte, hvilket undertiden ændres fuldstændigt til et nyt molekyle eller molekyler.På trods af at de forbliver uændret, spiller enzymet en vigtig rolle i de kemiske reaktioner, der finder sted, fordi det sænker aktiveringsenergien for reaktionen at fortsætte.Dette betyder, at energien, der er til stede i enzymets og substratets kemiske interaktioner, er nok til at overvinde reaktionens energihindring.

Gennem reaktionen passerer enzymer og substrater gennem forskellige stadier.Nogle af disse, kendt som mellemstadier eller kemiske mellemprodukter, involverer dannelsen af nye, forbigående molekyler.Enzymet er i stand til at stabilisere disse og katalysere yderligere reaktioner for at ændre disse molekyler til de ønskede produkter.

Overgangstilstande er andre komplekser dannet mellem enzymer og underlag, der er utroligt kortvarige og højenergi.De forekommer ofte i øjeblikket af obligationsbrud, reformation eller omarrangement i reaktionen.Enzymerne er ofte struktureret til at reducere overgangstilstandens energi gennem stabilisering af bindinger, og ofte er denne reduktion i energi, hvad der sænker aktiveringsenergien i reaktionen.

Selvom der er mange enzymsubstratpar, kan mange enzymer svare til flere underlag.Faktisk er der behov for mange enzymer for at forbinde to underlag sammen til et enkelt molekyle eller for at opdele et enkelt substrat i to resulterende produktmolekyler.Der er også mange enzymer, der er ikke-specifikke, hvilket betyder, at de kan målrette mod mere end et underlag, afhængigt af forholdene i cellen.