Hva er forbindelsen mellom enzymer og underlag?

Enzymer og underlag er relatert på to viktige måter fordi de samhandler ofte med hverandre i mange biologiske prosesser.For det første er enzymer og underlag ofte spesifikke for hverandre, og har gratis former som lar dem binde seg.For det andre kan enzymer endre underlag ved å katalysere kjemiske reaksjoner eller modifisere strukturer.Sammen gjennomgår de transformasjoner, inkludert enzymsubstrat (ES) kompleks, mellomstilstander og overgangstilstander.

Det antas å være rundt 75 000 enzymer i menneskekroppen, hvorav mange er spesifikke for visse underlag.Enzymer og underlag binder seg til hverandre assosieres gjennom forskjellige interaksjoner, inkludert hydrogenbindinger, hydrofobe interaksjoner og kovalente bindinger.Denne innledende bindingen blir referert til som en indusert passform-modell, snarere enn en lås-og-nøkkel-modell, fordi hvert molekyl endrer seg som respons på binding med det andre molekylet for å danne en ny tredimensjonal form.Sammen omfatter enzymet og underlaget ES -komplekset, der kjemiske reaksjoner kan oppstå.

Under en katalysert reaksjon, enzymer og underlag interagerer for å gi nye produkter.Mens enzymet forblir uendret etter at reaksjonen er fullført, blir underlaget ofte modifisert, noen ganger endres fullstendig til et nytt molekyl eller molekyler.Til tross for å være uendret, spiller enzymet en viktig rolle i de kjemiske reaksjonene som finner sted fordi det senker aktiveringsenergien for at reaksjonen skal fortsette.Dette betyr at energien som er til stede i enzymet og underlagets kjemiske interaksjoner er nok til å overvinne reaksjonens energihindring.

Gjennom reaksjonen passerer enzymer og underlag gjennom forskjellige stadier.Noen av disse, kjent som mellomtrinn eller kjemiske mellomprodukter, involverer dannelse av nye, forbigående molekyler.Enzymet er i stand til å stabilisere disse og katalysere ytterligere reaksjoner for å endre disse molekylene til de ønskede produktene.

Overgangstilstander er andre komplekser dannet mellom enzymer og underlag som er utrolig kortvarige og høye energi.De forekommer ofte i øyeblikket av obligasjonsbrudd, reformasjon eller omorganisering i reaksjonen.Enzymene er ofte strukturert for å redusere energien i overgangstilstandene gjennom stabilisering av bindinger, og ofte er denne reduksjonen i energi det som senker aktiveringsenergien til reaksjonen.

Selv om det er mange enzymsubstratpar, kan mange enzymer tilsvare flere underlag.Faktisk er det nødvendig med mange enzymer for å slå sammen to underlag sammen i et enkelt molekyl eller for å bryte et enkelt underlag i to resulterende produktmolekyler.Det er også mange enzymer som er uspesifikke, noe som betyr at de kan målrette mer enn ett underlag, avhengig av forhold i cellen.