Kết nối giữa enzyme và chất nền là gì?

Enzyme và chất nền có liên quan theo hai cách chính vì chúng tương tác thường xuyên với nhau trong nhiều quá trình sinh học.Đầu tiên, các enzyme và chất nền thường đặc trưng cho nhau, sở hữu các hình dạng miễn phí cho phép chúng liên kết.Thứ hai, enzyme có thể thay đổi chất nền bằng cách xúc tác các phản ứng hóa học hoặc sửa đổi cấu trúc.Họ cùng nhau trải qua các biến đổi, bao gồm cả chất nền enzyme (ES), trạng thái trung gian và trạng thái chuyển tiếp. Có được khoảng 75.000 enzyme trong cơ thể con người, nhiều trong số đó đặc trưng cho một số chất nền nhất định.Các enzyme và chất nền liên kết với nhau liên kết thông qua các tương tác khác nhau, bao gồm liên kết hydro, tương tác kỵ nước và liên kết cộng hóa trị.Liên kết ban đầu này được gọi là mô hình phù hợp cảm ứng, thay vì mô hình khóa và khóa, bởi vì mỗi phân tử thay đổi để đáp ứng với liên kết với phân tử khác để tạo thành hình dạng ba chiều mới.Cùng với nhau, enzyme và chất nền bao gồm phức hợp ES, trong đó các phản ứng hóa học có thể xảy ra. Trong quá trình phản ứng xúc tác, enzyme và chất nền tương tác để tạo ra các sản phẩm mới.Mặc dù enzyme vẫn không thay đổi sau khi phản ứng hoàn tất, chất nền thường được sửa đổi, đôi khi thay đổi hoàn toàn thành một phân tử hoặc phân tử mới.Mặc dù vẫn không thay đổi, enzyme đóng vai trò chính trong các phản ứng hóa học diễn ra vì nó làm giảm năng lượng kích hoạt để phản ứng tiến hành.Điều này có nghĩa là năng lượng có trong các tương tác hóa học của enzyme và chất nền là đủ để vượt qua trở ngại năng lượng phản ứng.Một số trong số này, được gọi là giai đoạn trung gian hoặc trung gian hóa học, liên quan đến sự hình thành các phân tử mới, thoáng qua.Enzyme có thể ổn định chúng và xúc tác các phản ứng tiếp theo để thay đổi các phân tử này thành các sản phẩm mong muốn. Các trạng thái chuyển tiếp là các phức hợp khác được hình thành giữa các enzyme và chất nền có năng lượng cao và có năng lượng cao.Chúng thường xảy ra tại thời điểm phá vỡ trái phiếu, cải cách hoặc sắp xếp lại trong phản ứng.Các enzyme thường được cấu trúc để giảm năng lượng của các trạng thái chuyển tiếp thông qua các liên kết ổn định và thường việc giảm năng lượng này là điều làm giảm năng lượng kích hoạt của phản ứng. Mặc dù có nhiều cặp nền enzyme, nhiều enzyme có thể tương ứng với nhiều chất nền.Trên thực tế, nhiều enzyme là cần thiết để kết hợp hai chất nền với nhau thành một phân tử duy nhất hoặc để chia một chất nền duy nhất thành hai phân tử sản phẩm thu được.Ngoài ra còn có nhiều enzyme không đặc hiệu, có nghĩa là chúng có thể nhắm mục tiêu nhiều hơn một chất nền, tùy thuộc vào các điều kiện trong tế bào.