Hvor enzym katalyserer kemisk reaktion?

Enzymer er biologiske katalysatorer, der fremskynder kemiske reaktioner uden at blive konsumeret i processen. De opnår dette gennem en fascinerende mekanisme, der involverer flere centrale trin:

1. Binding af substrat til det aktive sted:

* specificitet: Hvert enzym har et unikt aktivt sted, en tredimensionel lomme med en bestemt form og kemisk miljø. Dette sted er designet til at binde til et specifikt molekyle kaldet underlaget.

* induceret fit -model: Enzymet og substratet passer ikke perfekt sammen oprindeligt sammen. Når underlaget binder, ændrer det aktive sted lidt form for at passe til underlaget mere tæt, som en handske, der tilpasser sig en hånd. Denne inducerede pasform hjælper med at placere substratet optimalt for reaktionen.

2. Dannelse af overgangstilstanden:

* sænkning af aktiveringsenergi: Enzymet letter reaktionen ved at sænke aktiveringsenergien, som er den energi, der kræves for at reaktionen skal starte. Det gør dette ved at stabilisere overgangstilstanden, en ustabil mellemenergi-mellemprodukt, der skal nås for at reaktionen kan forekomme.

* stabilisering: Enzymer bruger forskellige mekanismer til at sænke aktiveringsenergien:

* nærhed og orientering: De aktive sted bringer substratmolekylerne tæt sammen i den korrekte orientering til reaktion.

* stamme: Det aktive sted kan anvende stress på underlaget, fordreje dets bindinger og gøre det lettere at bryde.

* syre-base-katalyse: Enzymrester kan donere eller acceptere protoner (H+) for at hjælpe med at bryde eller danne bindinger.

* kovalent katalyse: Enzymet kan danne midlertidige kovalente bindinger med underlaget, hvilket letter binding og dannelse.

3. Udgivelse af produkt:

* Produktdannelse: Når overgangstilstanden er nået, fortsætter reaktionen hurtigt og danner produkt (er).

* Produktfrigivelse: Enzymet frigiver produktet (e) fra dets aktive sted. Enzymet er nu klar til at binde et andet underlag og katalysere reaktionen igen.

Kortfattet:

* Enzymer er meget specifikke og effektive katalysatorer, der fremskynder kemiske reaktioner.

* De opnår dette ved at sænke aktiveringsenergien, primært ved at stabilisere overgangstilstanden.

* Denne stabilisering involverer forskellige mekanismer som nærhed, stamme, syre-base-katalyse og kovalent katalyse.

* Enzymer forbliver uændrede under hele processen og kan genbruges til flere reaktioner.

Eksempler:

* lactase: Opdeler lactose (mælkesukker) i enklere sukker.

* DNA -polymerase: Kopierer DNA under celledeling.

* pepsin: Nedbryder proteiner i maven.

Bemærk: Mens enzymer er meget effektive, kan deres aktivitet påvirkes af faktorer som temperatur, pH og tilstedeværelsen af hæmmere.