Φύση, δομή και πώς λειτουργούν τα ένζυμα

Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες ή μόρια με βάση πρωτεΐνες που επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις στο σώμα των οργανισμών. Ο ρόλος του είναι ως καταλύτης για χημικές αντιδράσεις. Όπου αυτό σημαίνει ότι το ένζυμο ενθαρρύνει αλλαγές σε ένα σύνολο αντιδρώντων ή υποστρωμάτων σε ορισμένα προϊόντα. Οι ιδιότητες των ενζύμων ποικίλλουν επίσης. Όσον αφορά τον ειδικό ρόλο του στη φύση, για παράδειγμα, κάθε τύπος ενζύμου είναι ικανός μόνο να είναι καταλύτης για έναν τύπο χημικής αντίδρασης. Ένα παράδειγμα είναι το ένζυμο πρωτεάσης που διασπά την πρωτεΐνη και δεν είναι σε θέση να διασπάσει πρωτεΐνες ή υδατάνθρακες.

Μια άλλη ιδιότητα του ενζύμου είναι ευαίσθητη στη θερμοκρασία. Εδώ το ένζυμο λειτουργεί καλύτερα στη βέλτιστη θερμοκρασία, που είναι 37 βαθμοί Κελσίου. Τρίτον, τα ένζυμα είναι επίσης ευαίσθητα στις αλλαγές στο pH. Ορισμένα ένζυμα λειτουργούν καλύτερα σε χαμηλά pH, αλλά μερικά ένζυμα είναι βέλτιστα σε υψηλά pH.

Το κύριο συστατικό των ενζύμων είναι η πρωτεΐνη. Τα ένζυμα λειτουργούν επίσης εμπρός και πίσω σε αντιδράσεις στην παρασκευή και την αποσύνθεση μιας ουσίας. Το τελευταίο χαρακτηριστικό των ενζύμων είναι ένας καταλύτης. Ως καταλύτες, τα ένζυμα επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης. Η ενέργεια ενεργοποίησης είναι η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για την έναρξη μιας χημικής αντίδρασης.

Δομή ενζύμου

Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που διπλώνονται σε πολύπλοκα τρισδιάστατα σχήματα. Κάθε ένζυμο έχει συγκεκριμένο σχήμα ή αυλάκωση σε τρισδιάστατη δομή που δεσμεύει το υπόστρωμα. Η πλήρης μορφή ενζύμων ονομάζεται αλοένζυμα. Τα αλοένζυμα αποτελούνται από δύο συστατικά, συγκεκριμένα τα αποένζυμα και τις προσθετικές ομάδες.

(Διαβάστε επίσης: Γνωρίζοντας τα ένζυμα και τους τύπους τους)

Τα αποένζυμα ή τα συστατικά πρωτεΐνης είναι η ενεργή πλευρά του ενζύμου. Τα αποένζυμα είναι τα μέρη όπου το υπόστρωμα προσκολλάται και αντιδρά. Εν τω μεταξύ, οι προσθετικές ομάδες ή τα μη πρωτεϊνικά συστατικά αποτελούνται από συμπαράγοντες και συνένζυμα.

Οι συντελεστές αποτελούνται από ανόργανες ουσίες, όπως K, Zn, Fe, Co και άλλες. Αντίθετα, τα συνένζυμα είναι μη πρωτεϊνικές οργανικές ουσίες, όπως το συνένζυμο Α, το NADP, το NAD και άλλα. Μερικές ενζυματικές δράσεις απαιτούν συμπαράγοντες και συνένζυμα.

Πώς λειτουργούν τα ένζυμα

Τα ένζυμα και τα υποστρώματα θα σχηματίσουν ένα σύμπλοκο υποστρώματος-ενζύμου πριν από την παραγωγή ενός προϊόντος. Τα υποστρώματα είναι ουσίες που λειτουργούν ως ένζυμα, ενώ τα προϊόντα είναι ουσίες που λαμβάνονται στο τέλος μιας χημικής αντίδρασης. Η λειτουργία του ενζύμου χωρίζεται σε δύο, δηλαδή κλείδωμα και κλειδί και επαγόμενη εφαρμογή .

Σύμφωνα με τη θεωρία κλειδώματος και κλειδιού, τα ένζυμα έχουν μια ενεργή πλευρά που είναι κενή. Η ενεργή τοποθεσία είναι όπου το υπόστρωμα συνδέεται έτσι ώστε το ένζυμο να μπορεί να λειτουργήσει. Όταν το υπόστρωμα καταλαμβάνει τη δραστική θέση του ενζύμου, το ένζυμο γίνεται ένα σύμπλοκο ενζύμων. Η ενεργή θέση του ενζύμου έχει συγκεκριμένο και άκαμπτο σχήμα. Εξαιτίας αυτού, μόνο ορισμένες μορφές υποστρώματος μπορούν να προσκολληθούν σε ένζυμα.

Εν τω μεταξύ, η υπόθεση της επαγωγικής καταλληλότητας υποστηρίζει ότι η ενεργή πλευρά του ενζύμου είναι εύκαμπτη. Η ενεργή θέση του ενζύμου μπορεί να αλλάξει ανάλογα με το σχήμα του υποστρώματος που είναι προσαρτημένο σε αυτό.