Was ist die Enzymkatalyse?

Enzymkatalyse ist ein Prozess, bei dem das Enzym mit einem anderen Molekül reagiert, das als Substrat bezeichnet wird. Diese Katalyse chemischer Reaktionen senkt die Aktivierungsenergie (EA), die dann genügend Energie für die Reaktantenmoleküle bietet, um eine neue Substanz zu bilden. Das Enzym verbindet sich mit dem Substrat und verändert das Molekül in ein neues Produkt. Im Gegensatz zum Substrat bleibt das Enzym nach dem Prozess unverändert und kann mehrere solche Prozesse durchführen. Eine weitere Rolle der Enzyme besteht darin, chemische Reaktionen zu stabilisieren und als Katalysatoren zu fungieren. Künstliche Katalysatoren können ähnliche chemische Reaktionen durchführen; Sie sind jedoch nicht so wirksam und können nicht gegen die Beschleunigungsrate konkurrieren, die in einer natürlichen Enzymkatalyse auftritt. Die Enzymkatalyse beim Menschen findet normalerweise bei einer Temperatur von etwa 37 Grad Celsius (99 Grad Fahrenheit) statt.Die Enzyme haben eine dreidimensionale Form, die leicht durch hohe Temperaturen und ein Ungleichgewicht im potenziellen Wasserstoff, das auch als pH-Gleichgewicht bekannt ist, verändert wird. Bestimmte Chemikalien, freie Radikale und Schwermetalle können auch die Formen von Enzymen verändern und die Enzymkatalyse beeinträchtigen. Wenn das Enzym seine Form verliert, ist es nicht mehr in der Lage, die Katalyse der biochemischen Reaktionen durchzuführen.

Das am meisten bevorzugte Modell der Enzymkatalyse ist das induzierte Anpassungsmodell, bei dem das Substrat mit einer kleinen aktiven Fläche auf dem Enzym, das als aktives Zentrum bezeichnet wird, zusammenhängt. Sobald die Anleihe abgeschlossen ist, wird ein neues Produkt aus dem aktiven Bereich freigesetzt. Während des Bindungsprozesses ändert sich das Enzym leicht in Form, aber wenn das neue Produkt freigesetzt wird, ist das Enzym bereit, damit die nächste chemische Reaktion stattfinden kann.

differentielle und gleichmäßige Bindung sind die Hauptmethoden, in denen die Bindung auftritt. DifferentialDie Bindung besteht nur aus einer starken Übergangsbindung. Die einheitliche Bindung dagegen umfasst sowohl ein starkes Substrat als auch den Übergangszustandsbindung. Beide Mechanismen können stattfinden, wenn ein kleines Substrat ungebundener Enzyme vorliegt.

Differentialbindung ist jedoch für die Senkung der EA wesentlich, wenn die Enzyme gesättigt sind, mit anderen Worten, eine hohe Affinität, die der häufigste Mechanismus ist, da die meisten Enzyme auf diese Weise funktionieren. Nachdem sich die Bindung gebildet hat, wird die Energie des Übergangszustands verringert, und es wird ein alternativer Weg für die chemische Reaktion vorgesehen. Damit kann die Enzymkatalyse stabil bleiben.