Hvordan enzymaktivitet ændres som enzymkoncentrationreduktion

Moderne videnskab har opdaget, at mange vigtige biologiske processer ville være umulige uden enzymer. Livet på jorden afhænger af biokemiske reaktioner, der kun kan forekomme i tilstrækkelig grad, når de katalyseres af enzymer. Men enzymatiske reaktioner kan stadig forekomme for langsomt, hvis koncentrationen af ​​enzymer i et reaktivt system er lav.

Accelererede reaktioner

Enzymer hjælper kemiske reaktioner ved at få molekylerne til at interagere på en måde, der reducerer mængden af energi, der er nødvendig for at starte en reaktion. Denne energi, der er kendt som aktiveringsenergi, leveres af miljøet. For eksempel kan den omgivende termiske energi forbundet med et miljøs temperatur anvendes som aktiveringsenergi. Antallet af kemiske reaktioner i biologiske miljøer begrænses ofte af begrænsede mængder omgivende energi, men enzymer overvinder denne begrænsning, fordi de giver en mindre mængde energi til at aktivere flere reaktioner.

Et enzym, en reaktion

I de fleste situationer har den faldende enzymkoncentration direkte indflydelse på enzymaktiviteten, fordi hvert enzymmolekyle kun er i stand til at katalysere kun én reaktion ad gangen. Det molekyle, som et enzym binder til, kaldes et substrat. I almindelighed binder et enzym til et substrat for at nedsætte aktiveringsenergien til en kemisk reaktion. Hvis alle enzymer i et system er bundet til substrater, skal yderligere substratmolekyler vente på, at et enzym bliver tilgængeligt efter afslutning af en reaktion. Dette betyder, at reaktionshastigheden vil falde, da enzymkoncentrationen falder.

Et ét til et forhold

I de fleste biologiske miljøer er koncentrationen af ​​enzymer lavere end koncentrationen af ​​substrater. Så længe dette er sandt, er forholdet mellem enzymkoncentration og enzymaktivitet direkte proportional. På en graf, der viser reaktionshastighed versus enzymkoncentration, ser dette direkte proportionelle forhold ud som en lige linje med en hældning på en. Med andre ord øger et yderligere enzym hastigheden med en reaktion pr. Tidsenhed, og et fjernet enzym nedsætter hastigheden med en reaktion pr. Tidsenhed.

Enzymer uden substrat

En undtagelse til det direkte proportionelle forhold er, at den faldende enzymkoncentration ikke vil føre til nedsat enzymaktivitet, hvis substratkoncentrationen er lavere end enzymkoncentrationen. I denne situation har de fjernede enzymer ingen virkning, fordi systemet stadig har tilstrækkelige enzymer til at binde med alle tilgængelige substrater. Således vil en graf af enzymaktivitet versus enzymkoncentration i sidste ende nive op til en flad linje, da enzymkoncentrationen stiger til et niveau, der ligner substratkoncentrationen.