Jaké je spojení mezi enzymy a substráty?

enzymy a substráty souvisejí dvěma klíčovými způsoby, protože v mnoha biologických procesech často interagují. Za prvé, enzymy a substráty jsou často specifické pro sebe navzájem a mají bezplatné tvary, které jim umožňují vázat. Za druhé, enzymy mohou měnit substráty katalyzujícími chemické reakce nebo modifikační struktury. Společně podléhají transformacím, včetně komplexu enzymu substrátu (ES), středních stavů a ​​přechodných stavů. Enzymy a substráty se navzájem vážou a spojují prostřednictvím různých interakcí, včetně vodíkových vazeb, hydrofobních interakcí a kovalentních vazeb. Tato počáteční vazba je označována spíše jako indukovaný model FIT než model zámku a klíče, protože každá molekula se mění v reakci na vazbu s druhou molekulou za vzniku nového trojrozměrného tvaru. Společně enzym a SubstaRychlost obsahuje komplex ES, ve kterém mohou dojít k chemickým reakcím.

Během katalyzované reakce, enzymy a substráty interagují za vzniku nových produktů. Zatímco enzym zůstává po dokončení reakce nezměněn, substrát je často modifikován a někdy se zcela mění na novou molekulu nebo molekuly. Navzdory zbývajícímu nezměněnému hraje enzym hlavní roli v chemických reakcích, protože snižuje aktivační energii pro pokračování reakce. To znamená, že energie přítomná v chemických interakcích enzymu a substrátu stačí k překonání energetické překážky reakce.

Během reakce procházejí enzymy a substráty různými stádii. Některé z nich, známé jako střední fáze nebo chemické meziprodukty, zahrnují tvorbu nových přechodných molekul. Enzym je schopen stabilizovat je a katalyzovat další reakce na CHange tyto molekuly do požadovaných produktů.

Přechodové stavy jsou další komplexy vytvořené mezi enzymy a substráty, které jsou neuvěřitelně krátkodobé a vysokoenergetické. Často se vyskytují v okamžiku zlomení vazby, reformace nebo přeskupení v reakci. Enzymy jsou často strukturovány tak, aby snižovaly energii přechodných stavů stabilizačními vazbami, a často toto snížení energie snižuje aktivační energii reakce.

Ačkoli existuje mnoho enzymových substrátových párů, mnoho enzymů může odpovídat více substrátům. Ve skutečnosti je zapotřebí mnoho enzymů, aby se spojily dva substráty dohromady do jedné molekuly nebo k rozdělení jediného substrátu na dva výsledné molekuly produktu. Existuje také mnoho enzymů, které jsou nespecifické, což znamená, že mohou zacílit více než jeden substrát, v závislosti na podmínkách v buňce.