Lärandemål
- Nämn de fem typiska mekanismerna. som används av enzymer för att katalysera biologiska reaktioner
Nyckelpunkter
- Enzymer är en särskild klass av katalysatorer som kan påskynda biokemiska reaktioner.
- Enzymer är proteiner som binder reaktanter, eller substrat, i områden som kallas aktiva platser.
- När enzymerna binder sig resulterar konformationsförändringar i enzymerna i en stabilisering av övergångstillståndskomplexet, vilket sänker aktiveringsenergin för en reaktion.
Termer
- aktiva platsenDet område inom ett enzym där substratet binds.
- substratDen eller de reaktanter som är inblandade i en biokemisk reaktion som katalyseras av ett enzym.
- enzymEtt globulärt protein som katalyserar en biologisk kemisk reaktion.
Syntetiska katalysatorer används för att påskynda en rad olika industriella processer och är avgörande för den kemiska tillverkningsindustrin. Katalysatorer finns dock även i naturen i form av enzymer. Enzymer är proteiner som kan sänka aktiveringsenergin för olika biokemiska reaktioner. Det gör de genom att binda reaktanterna, så kallade substrat, till en aktiv plats i enzymet. Vid den aktiva platsen kan substratet/-substraten bilda ett aktiverat komplex med lägre energi. När reaktionen är avslutad lämnar produkten/produkterna den aktiva platsen, så att enzymet är fritt att katalysera fler reaktioner.
Den inducerade passningsmodellen
En modell för enzymmekanismen kallas den inducerade passningsmodellen. I denna modell föreslås att bindningen av reaktanten, eller substratet, till enzymets aktiva plats resulterar i en konformationsförändring hos enzymet. Denna förändring stabiliserar övergångstillståndskomplexet och sänker därmed aktiveringsenergin.
Sätt som enzymer katalyserar reaktioner
Enzymer kan katalysera reaktioner genom en mängd olika mekanismer. Några av dessa är:
- Bindningsspänning: enzymer kan destabilisera bindningar i substratet.
- Närhet och orientering: konformationsförändringar i enzymet vid substratbindning kan föra reaktiva grupper närmare varandra eller orientera dem så att de kan reagera.
- Protongivare och -acceptorer: närvaron av sura eller basiska grupper kan påverka bindningspolarisering och reaktionshastighet.
- Elektrostatisk katalys: elektrostatiska attraktioner mellan enzymet och substratet kan stabilisera det aktiverade komplexet.
- Kovalent katalys: kovalent bindning till sidokedjor eller kofaktorer kan sänka energin i övergångstillståndet.
Som sådana visar enzymerna att evolutionsbiologin har skapat mycket effektiva katalysatorer.