Tanulási cél
- Névsorolja fel az öt tipikus mechanizmust! amelyeket az enzimek a biológiai reakciók katalizálására használnak
Kulcspontok
- Az enzimek a katalizátorok egy speciális osztálya, amelyek képesek felgyorsítani a biokémiai reakciókat.
- Az enzimek olyan fehérjék, amelyek a reaktánsokat vagy szubsztrátokat az aktív helyeknek nevezett régiókban kötik meg.
- A kötődéskor az enzimek konformációs változásai az átmeneti állapotú komplex stabilizálódását eredményezik, ami csökkenti a reakció aktiválási energiáját.
Fogalmak
- aktív helyAz enzimen belüli terület, ahol a szubsztrát kötődik.
- szubsztrátAz enzim által katalizált biokémiai reakcióban részt vevő reaktáns(ok).
- enzimA biológiai kémiai reakciót katalizáló globuláris fehérje.
A szintetikus katalizátorokat számos ipari folyamat gyorsítására használják, és létfontosságúak a vegyiparban. A katalizátorok azonban a természetben is megtalálhatók enzimek formájában. Az enzimek olyan fehérjék, amelyek képesek csökkenteni a különböző biokémiai reakciók aktiválási energiáját. Ezt úgy érik el, hogy a reaktáns(oka)t, az úgynevezett szubsztrát(ok)at az enzimben lévő aktív helyhez kötik. Az aktív helyen a szubsztrát(ok) alacsonyabb energiájú aktivált komplexet képezhetnek. A reakció befejezése után a termék(ek) elhagyja(k) az aktív helyet, így az enzim szabadon katalizálhat további reakciókat.
Az indukált illeszkedés modellje
Az enzimmechanizmus egyik modelljét indukált illeszkedés modelljének nevezzük. Ez a modell azt javasolja, hogy a reaktáns vagy szubsztrát kötődése az enzim aktív helyéhez az enzim konformációs változását eredményezi. Ez a változás stabilizálja az átmeneti állapotú komplexet, és így csökkenti az aktiválási energiát.
Az enzimek reakciók katalizálásának módjai
Az enzimek többféle mechanizmuson keresztül katalizálhatják a reakciókat. Ezek közül néhány:
- kötésfeszítés: az enzimek destabilizálhatják a szubsztráton belüli kötéseket.
- közelség és orientáció: az enzim konformációs változásai a szubsztrátkötéskor közelebb hozhatják egymáshoz a reaktív csoportokat, vagy orientálhatják őket, hogy reagálni tudjanak.
- proton donorok és akceptorok: a savas vagy bázikus csoportok jelenléte befolyásolhatja a kötéspolarizációt és a reakció sebességét.
- Elektrosztatikus katalízis: az enzim és a szubsztrát közötti elektrosztatikus vonzások stabilizálhatják az aktivált komplexet.
- Kovalens katalízis: az oldalláncokhoz vagy kofaktorokhoz való kovalens kötések csökkenthetik az átmeneti állapot energiáját.
Az enzimek tehát azt mutatják, hogy az evolúciós biológia rendkívül hatékony katalizátorokat hozott létre.