酵素と基質の間の関係は何ですか？

酵素と基質は、多くの生物学的プロセスで頻繁に相互作用するため、2つの重要な方法で関連しています。第一に、酵素と基質はしばしば互いに特異的であり、それらが結合できる無料の形状を持っています。第二に、酵素は化学反応を触媒したり、構造を修正することにより、基質を変化させることができます。酵素基質（ES）複合体、中間状態、遷移状態を含む形質転換を受けます。

人体には約75,000の酵素があると考えられており、その多くは特定の基質に固有です。酵素と基質は、水素結合、疎水性相互作用、共有結合など、さまざまな相互作用を通じて関連する互いに結合します。この最初の結合は、各分子が他の分子との結合に応じて変化して新しい3次元形状を形成するため、ロックアンドキーモデルではなく、誘導FITモデルと呼ばれます。一緒に、酵素とサッツ速度は、化学反応が発生する可能性のあるES複合体を構成します。

触媒反応中に、酵素と基質が相互作用して新製品を生成します。反応が完了した後も酵素は変化しませんが、基質はしばしば修飾され、時には新しい分子または分子に完全に変化します。変化したままであるにもかかわらず、酵素は、反応が進行するための活性化エネルギーを低下させるため、化学反応において主要な役割を果たします。これは、酵素と基質の化学的相互作用に存在するエネルギーが反応のエネルギーのハードルを克服するのに十分であることを意味します。

反応全体で、酵素と基質は異なる段階を通過します。中間段階または化学中間体として知られているこれらのいくつかは、新しい一時的な分子の形成を伴います。酵素はこれらを安定させ、cへのさらなる反応を触媒することができますこれらの分子は、目的の生成物にハンジしています。

遷移状態は、非常に短命で高エネルギーである酵素と基質の間に形成される他の複合体です。それらは、反応における債券の破損、改革、または再配置の瞬間に頻繁に発生します。酵素はしばしば、結合を安定化することで遷移状態のエネルギーを減らすために構造化されており、多くの場合、このエネルギーの減少は反応の活性化エネルギーを低下させるものです。

多くの酵素基質ペアがありますが、多くの酵素は複数の基質に対応できます。実際、2つの基質を単一の分子に結合するか、1つの基質を2つの結果の生成物分子に分割するには、多くの酵素が必要です。また、細胞内の条件に応じて、複数の基質を標的とすることができることを意味する、非特異的な酵素もたくさんあります。