Qual è la connessione tra enzimi e substrati?

Gli enzimi e i substrati sono correlati in due modi chiave perché interagiscono frequentemente tra loro in molti processi biologici.Innanzitutto, enzimi e substrati sono spesso specifici l'uno per l'altro, in possesso di forme gratuite che consentono loro di legarsi.In secondo luogo, gli enzimi possono alterare i substrati catalizzando le reazioni chimiche o le strutture modificanti.Insieme subiscono trasformazioni, inclusi il complesso del substrato enzimatico (ES), gli stati intermedi e gli stati di transizione. Si ritiene che ci siano circa 75.000 enzimi nel corpo umano, molti dei quali sono specifici per determinati substrati.Gli enzimi e i substrati si legano tra loro associati attraverso varie interazioni, tra cui legami idrogeno, interazioni idrofobiche e legami covalenti.Questo legame iniziale viene definito un modello di adattamento indotto, piuttosto che un modello di blocco e chiave, poiché ogni molecola cambia in risposta al legame con l'altra molecola per formare una nuova forma tridimensionale.Insieme, l'enzima e il substrato comprendono il complesso ES, in cui possono verificarsi reazioni chimiche.

durante una reazione catalizzata, enzimi e substrati interagiscono per produrre nuovi prodotti.Mentre l'enzima rimane invariato dopo il completamento della reazione, il substrato viene spesso modificato, a volte cambiando completamente in una nuova molecola o molecole.Nonostante rimanga invariato, l'enzima svolge un ruolo importante nelle reazioni chimiche che si svolgono perché riduce l'energia di attivazione per la reazione di procedere.Ciò significa che l'energia presente nelle interazioni chimiche dell'enzima e del substrato è sufficiente per superare l'ostacolo energetico della reazione.

Per tutta la reazione, gli enzimi e i substrati attraversano fasi diverse.Alcuni di questi, noti come stadi intermedi o intermedi chimici, coinvolgono la formazione di nuove molecole transitorie.L'enzima è in grado di stabilizzarli e catalizzare ulteriori reazioni per cambiare queste molecole nei prodotti desiderati. Gli stati di transizione sono altri complessi formati tra enzimi e substrati che sono incredibilmente di breve durata e ad alta energia.Si verificano spesso al momento della rottura del legame, della riforma o del riarrangiamento nella reazione.Gli enzimi sono spesso strutturati per ridurre l'energia degli stati di transizione attraverso i legami stabilizzanti e spesso questa riduzione dell'energia è ciò che abbassa l'energia di attivazione della reazione.

Sebbene vi siano molte coppie di substrati enzimatici, molti enzimi possono corrispondere a substrati multipli.In effetti, molti enzimi sono necessari per unirsi a due substrati in una singola molecola o per rompere un singolo substrato in due molecole di prodotto risultanti.Ci sono anche molti enzimi che non specifici, il che significa che possono colpire più di un substrato, a seconda delle condizioni all'interno della cellula.