Mi a kapcsolat az enzimek és a szubsztrátok között?

Az enzimek és a szubsztrátok két kulcsfontosságú módon kapcsolódnak egymáshoz, mivel sok biológiai folyamatban gyakran kölcsönhatásba lépnek egymással.Először is, az enzimek és a szubsztrátok gyakran specifikusak egymásra, ingyenes formákkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik számukra a kötést.Másodszor, az enzimek megváltoztathatják a szubsztrátokat a kémiai reakciók katalizálásával vagy a struktúrák módosításával.Együtt transzformációkon mennek keresztül, ideértve az enzimszubsztrát (ES) komplexet, a közbenső állapotokat és az átmeneti állapotokat.Az enzimek és szubsztrátok egymáshoz kötődnek, különféle kölcsönhatásokkal, ideértve a hidrogénkötéseket, a hidrofób kölcsönhatásokat és a kovalens kötéseket.Ezt a kezdeti kötődést inkább indukált illeszkedés modellnek, nem pedig zár-és kulcsfontosságú modellnek nevezik, mivel minden molekula megváltozik a másik molekulával való kötődésre adott válaszként, hogy új háromdimenziós alakot képezzen.Az enzim és a szubsztrát együttesen tartalmazza az ES komplexet, amelyben kémiai reakciók fordulhatnak elő.

A katalizált reakció során az enzimek és a szubsztrátok kölcsönhatásba lépnek, hogy új termékeket kapjanak.Míg az enzim változatlan marad a reakció befejezése után, a szubsztrátot gyakran módosítják, néha teljesen új molekulává vagy molekulákká változnak.Annak ellenére, hogy változatlan marad, az enzim nagy szerepet játszik a zajló kémiai reakciókban, mivel csökkenti az aktivációs energiát a reakció folytatására.Ez azt jelenti, hogy az enzim és a szubsztrát kémiai kölcsönhatásaiban lévő energia elegendő a reakció energia akadályának leküzdéséhez.Ezek közül néhány, köztes szakasz vagy kémiai közbenső termék, új, átmeneti molekulák képződését foglalja magában.Az enzim képes stabilizálni ezeket és katalizálja a további reakciókat, hogy ezeket a molekulákat a kívánt termékekké változtassa.

Az átmeneti állapotok más komplexek, amelyek hihetetlenül rövid élettartamú és nagy energiájú enzimek és szubsztrátok között képződnek.Gyakran fordulnak elő a kötési törés, reformáció vagy átrendeződés pillanatában a reakcióban.Az enzimeket gyakran felépítik, hogy stabilizáló kötések révén csökkentsék az átmeneti állapotok energiáját, és ez az energiacsökkentés gyakran csökkenti a reakció aktivációs energiáját.-Valójában sok enzimre van szükség ahhoz, hogy két szubsztrátot összekapcsoljanak egyetlen molekulába, vagy egyetlen szubsztrátot két eredményes termékmolekulára bontsanak.Számos olyan enzim is létezik, amelyek nem-specifikusak, azaz egynél több szubsztrátot célozhatnak meg, a cellán belüli körülményektől függően.