酵素触媒とは何ですか？

酵素触媒は、酵素が基質として知られる別の分子と反応するプロセスです。 この化学反応の触媒作用により活性化エネルギー（Ea）が低下し、反応物質分子が新しい物質を形成するのに十分なエネルギーを提供します。 酵素は基質と結合し、分子を新しい製品に変えます。 基質とは異なり、酵素はプロセス後も変化せず、複数のこのようなプロセスを実行できます。 酵素のもう1つの役割は、化学反応を安定させることと、触媒として機能することです。

触媒は、化学反応の速度を上げながら全体を保持する能力を持っています。 人工触媒は、同様の化学反応を実行できます。 しかし、それらはそれほど強力ではなく、天然の酵素触媒で起こる加速の速度に対抗できません。 ヒトの酵素触媒作用は通常、摂氏約37度（華氏99度）の温度で起こります。

アミノ酸鎖で構成された酵素は、高温とpHバランスとしても知られる潜在的な水素の不均衡により容易に変化する3次元形状を持っています。 特定の化学物質、フリーラジカル、および重金属も酵素の形状を変化させ、酵素触媒作用を妨げる可能性があります。 酵素の形状が失われると、生化学反応の触媒作用を実行できなくなります。

酵素触媒の最も好まれるモデルは、基質が活性部位として知られる酵素の小さな活性領域と連動する誘導適合モデルです。 結合が完了すると、アクティブエリアから新しい製品がリリースされます。 結合プロセス中、酵素の形状はわずかに変化しますが、新製品が放出されると、酵素は次の化学反応が起こる準備ができています。

差分および均一バインディングは、バインディングが発生する主な方法です。 差分バインディングは、強い遷移バインディングのみで構成されています。 一方、均一結合には、強力な基質結合と遷移状態結合の両方が含まれます。 両方のメカニズムは、小さな基質の非結合酵素が存在する場合に起こります。

ただし、酵素が飽和している場合、言い換えると、親和性が高い場合、Eaを低下させるには、示差結合が不可欠です。これは、ほとんどの酵素がこのように機能するための最も一般的なメカニズムです。 結合が形成された後、遷移状態のエネルギーが減少し、化学反応が起こる代替経路が提供されます。 それにより、酵素触媒は安定したままでいることができます。