Vad är sambandet mellan enzymer och substrat?

Enzymer och substrat är relaterade på två viktiga sätt eftersom de ofta interagerar med varandra i många biologiska processer.För det första är enzymer och substrat ofta specifika för varandra och har gratis former som gör att de kan binda.För det andra kan enzymer förändra substrat genom att katalysera kemiska reaktioner eller modifiera strukturer.Tillsammans genomgår de transformationer, inklusive enzymsubstratskomplexet, mellanliggande tillstånd och övergångstillstånd.

Det tros vara cirka 75 000 enzymer i människokroppen, av vilka många är specifika för vissa underlag.Enzymer och substrat binder till varandra associerade genom olika interaktioner, inklusive vätebindningar, hydrofoba interaktioner och kovalenta bindningar.Denna initiala bindning kallas en inducerad passform, snarare än en lås-och-nyckelmodell, eftersom varje molekyl förändras som svar på bindning med den andra molekylen för att bilda en ny tredimensionell form.Tillsammans innefattar enzymet och substratet ES -komplexet, i vilket kemiska reaktioner kan inträffa.

Under en katalyserad reaktion interagerar enzymer och substrat för att ge nya produkter.Medan enzymet förblir oförändrat efter att reaktionen är klar modifieras ofta substratet, och ändras ibland helt till en ny molekyl eller molekyler.Trots att de förblir oförändrade spelar enzymet en viktig roll i de kemiska reaktionerna som äger rum eftersom det sänker aktiveringsenergin för att reaktionen ska fortsätta.Detta innebär att den energi som finns i enzymets och substratets kemiska interaktioner är tillräckligt för att övervinna reaktionens energihinder.

Under hela reaktionen passerar enzymer och substrat genom olika steg.Vissa av dessa, kända som mellansteg eller kemiska mellanprodukter, involverar bildandet av nya, övergående molekyler.Enzymet kan stabilisera dessa och katalysera ytterligare reaktioner för att förändra dessa molekyler till de önskade produkterna.

Övergångstillstånd är andra komplex som bildas mellan enzymer och substrat som är oerhört kortlivade och högenergi.De förekommer ofta i ögonblicket av bindningsbrott, reformering eller omarrangemang i reaktionen.Enzymerna är ofta strukturerade för att minska övergångstillståndens energi genom stabiliserande bindningar, och ofta är denna reduktion i energi det som sänker reaktionens aktiveringsenergi.

Även om det finns många enzymsubstratpar, kan många enzymer motsvara flera substrat.I själva verket behövs många enzymer för att förena två substrat i en enda molekyl eller för att dela ett enda substrat i två resulterande produktmolekyler.Det finns också många enzymer som är icke-specifika, vilket innebär att de kan rikta in sig på mer än ett substrat, beroende på förhållanden i cellen.